攻絲工藝編程

1、歐陽家百創(chuàng)編6. 5攻絲工藝編程歐陽家百(2021.03.07)6. 5. 1攻絲加工的內(nèi)容.要求圖6-5-1齋耍攻絲加工的I：件圖樣用絲錐在工件孔中切削出內(nèi)螺紋的加工方法稱為攻螺紋；攻絲加工的螺紋多為三角螺紋，為零件間連接結(jié)構(gòu)，常用的 攻絲加工的螺紋有；牙型角為60°的公制螺紋，也叫普通螺 紋；牙型角為55。的英制螺紋；用于管道連接的英制管螺紋和 圓錐管螺紋。本節(jié)主要涉及的攻絲加工的是公制內(nèi)螺紋，熟悉有 關(guān)螺紋結(jié)構(gòu)尺寸.技術(shù)要求的常識，杲學(xué)習(xí)攻絲工藝的重要基 礎(chǔ)。普通螺紋的基本尺寸如下：(1) 螺紋大徑：d = D(螺紋大徑的基本尺寸與公稱直徑相同)(2) 中徑：d2 = D2 =

2、 d-0.6495P(3) 牙型高度：H = O.5413P(4) 螺紋小徑:dl=Dl=d-l.O825P如圖6-5-1中M1O-7H的螺紋，為普通右旋內(nèi)螺紋。查表得 螺距P=1.5,其基本尺寸：螺紋大徑：D=1O;圖6-5-2絲錐基木結(jié)構(gòu)螺紋中徑：D2 = D 0.6495P = 9.02 螺紋小徑：D1=D-1.O825P= 8.36歐陽家百創(chuàng)編中徑公差帶代號7H°-224）小徑公差帶代號7H （嚴(yán)）牙型高度：H = O.5413P = 0.82螺紋有效長度：L=20.0螺紋孔倒角：C1.56. 5. 2絲錐及選用絲錐加工內(nèi)螺紋的一種常用刀具，其基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)軸向開 槽的外螺紋

3、，如圖6-5-2所示。螺紋部分可分為切削錐部分和校 準(zhǔn)部分。切削錐磨出錐角，以便逐漸切去全部余量；校準(zhǔn)部分有 完整齒形，起修光.校準(zhǔn)和導(dǎo)向作用。工具尾部通過夾頭和標(biāo)準(zhǔn) 錐柄與機(jī)床主軸錐孔聯(lián)接。攻絲加工的實(shí)質(zhì)是用絲錐進(jìn)行成型加工,絲錐的牙型、螺 距、螺旋槽形狀、倒角類型、絲錐的材料、切削的材料和刀套等 因素，影響內(nèi)螺紋孔加工質(zhì)量。根據(jù)絲錐倒角長度的不同，絲錐分為：平底絲錐；插絲絲錐；錐 形絲錐。絲錐倒角長度影響CNC加工中的編程深度數(shù)據(jù)。絲錐的倒角長度可以用螺紋線數(shù)表示，錐形絲錐的常見線數(shù) 為8一10,插絲絲錐為3一5,平底絲錐為1一1.5。各種絲錐的倒TKlxlt圖6-5-3剛性絲錐圖6-5-

4、4浮動(dòng)絲錐角角度也不一樣，通常錐形絲錐為4。5。，插絲絲錐為8° 13° ,平底絲錐為25° 一35。o盲孔加工通常需要使用平底絲錐，通孔加工大多數(shù)情況下選 用插絲絲錐，極少數(shù)情況下也使用錐形絲錐?？偟卣f來，倒角越 長，鉆孔留下的深度間隙就越大。與不同的絲錐刀套連接，絲錐分兩種類型：剛性絲錐，見圖歐陽家百創(chuàng)編歐陽家百創(chuàng)編6-5-3;浮動(dòng)絲錐(張力補(bǔ)償型絲錐，見圖6-5-4。浮動(dòng)型絲錐刀套的設(shè)計(jì)給絲錐一個(gè)和手動(dòng)攻絲所需的類似的 “感覺”，這種類型的刀套允許絲錐在一定的范圍縮逬或伸出， 而且，浮動(dòng)刀套的可調(diào)扭矩，用以改變絲錐張緊力。使用剛性絲錐則要求CNC機(jī)床控制器具

5、有同步運(yùn)行功能， 攻絲時(shí)，必須保持絲錐導(dǎo)程和主軸轉(zhuǎn)速之間的同步關(guān)系：進(jìn)給速 度=導(dǎo)程x轉(zhuǎn)速。除非CNC機(jī)床具有同步運(yùn)行功能，支持剛性攻絲，否則應(yīng) 選用浮動(dòng)絲錐，但浮動(dòng)型絲錐較為昂貴。浮動(dòng)絲錐攻絲時(shí)，可將進(jìn)給率適當(dāng)下調(diào)5%,將有更好的攻 絲效果，當(dāng)給定的Z向進(jìn)給速度略小于螺旋運(yùn)動(dòng)的軸向速度時(shí)， 錐絲切入孔中幾牙后，絲錐將被螺旋運(yùn)動(dòng)向下引拉到攻絲深度， 有利于保護(hù)浮動(dòng)絲錐，一般，攻絲刀套的拉伸要比刀套的壓縮更 為靈活。數(shù)控機(jī)床有時(shí)還使用一種叫成組絲錐的刀具，其工作部分相 當(dāng)于2一3把絲錐串聯(lián)起來，依次分別承擔(dān)著粗精加工。這種結(jié) 構(gòu)適用于高強(qiáng)度、高硬度材料或大尺寸、高精度的螺紋加工。6. 5. 3C

6、NC機(jī)床攻絲工藝與編程的要點(diǎn)1. 攻螺紋動(dòng)作過程G) G24循瞞線主軸逆轉(zhuǎn)Cb)環(huán)路色圖6-5-5加匸右旋螺紋G84循環(huán)和加匸左旋螺紋G 74循環(huán)攻絲是CNC銖床和CNC加工中心上常見的孔加工內(nèi)容，首 先把選定的絲錐安裝在專用攻絲刀套上，最好是具有拉伸和壓縮 特征的浮動(dòng)刀套。攻絲步驟如下：歐陽家百創(chuàng)編第1步：X、Y定位。第2步：選擇主軸轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向。第3步：快速移動(dòng)至R點(diǎn)第4步：進(jìn)給運(yùn)動(dòng)至指定深度。第5步：主軸停止。第6步：主軸反向旋轉(zhuǎn)。第7步：進(jìn)給運(yùn)動(dòng)返回。第8步：主軸停止。第9步：快速返回初始位置。第10步：重新幵始主軸正常旋轉(zhuǎn)。2. 攻絲循環(huán)G84. G74格式指令格式：攻左旋螺紋：G

7、74 XYZRPF;攻右旋螺紋：G84 X丫ZRPF;（2）孔加工動(dòng)作：如圖6-5-5所示，G 74循環(huán)用于加工左旋螺紋，執(zhí)行該循環(huán) 時(shí)，主軸反轉(zhuǎn)，在XY平面快速定位后快速移動(dòng)到R點(diǎn)，執(zhí)行攻 螺紋到達(dá)孔底后，主軸正轉(zhuǎn)退回到R點(diǎn)，主軸恢復(fù)反轉(zhuǎn)，完成攻 螺紋動(dòng)作。G84動(dòng)作與G74基本類似，只是G84用于加工右旋螺紋。執(zhí) 行該循環(huán)時(shí)，主軸正轉(zhuǎn)，在G17平面快速定位后快速移動(dòng)到R 點(diǎn)，執(zhí)行攻螺紋到達(dá)孔底后，主軸反轉(zhuǎn)退回到R點(diǎn)，主軸恢復(fù)正 轉(zhuǎn)，完成攻螺紋動(dòng)作。攻螺紋時(shí)逬給率根據(jù)不同的進(jìn)給模式指定。當(dāng)采用G94模式 時(shí)，進(jìn)給速度=導(dǎo)程x轉(zhuǎn)速。當(dāng)采用G95模式時(shí)，進(jìn)給量=導(dǎo) 程。在G74與G84攻螺紋期間

8、，進(jìn)給倍率、進(jìn)給保持均被忽圖6-5-6匸件中兩螺紋孔歐陽家百創(chuàng)編（加工右旋螺紋M12）M03S100G99 G84 X-25.0 YO Z-24 R10.0 F1.75;(換左旋螺紋絲錐，加工左旋螺紋M12LH)M04S100;G98 G74 X25.0 YO Z-24.0 R10.0 F1.75;G80 G94 G91 G28 Z0;3. 攻絲工藝數(shù)據(jù)的確定底孔直徑大小絲錐攻內(nèi)螺紋前，先要有螺紋底孔，理論上，底孔直徑就 是螺紋的小徑，底孔直徑大小確定，要考慮到工件材料塑性大 小及鉆孔擴(kuò)張量等因素。絲錐攻螺紋時(shí)，伴隨較強(qiáng)的擠壓作用。因此，金屬產(chǎn)生塑 性變形形成凸起并擠向牙尖，攻出螺紋的小徑小于

9、底孔直徑， 因此，攻螺紋前的底孔直徑應(yīng)稍大于螺紋小徑，否則攻螺紋時(shí) 因擠壓作用，使螺紋牙頂與絲錐牙底之間沒有足夠的容屑空 間，將絲錐篩住，甚至折斷絲錐。此種現(xiàn)象在攻塑性較大的材 料時(shí)將更為嚴(yán)重。但杲底孔不宜過大，否則會(huì)使螺紋牙型高度 不夠，降低連接強(qiáng)度。底孔直徑大” ,要根據(jù)工件材料塑性大小及鉆孔擴(kuò)張量考慮， 按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出： 在加工鋼和塑性較大的材料及擴(kuò)張量中等的條件下：。鉆=D-P式中：D鉆一攻螺紋鉆螺紋底孔用鉆頭直徑，mm;D螺紋大徑，mm;P螺距，mm。 在加工違鐵和塑性較小的材料及擴(kuò)張量較小的條件下： D 鉆= D (1.051.1)P攻螺紋底孔深度的確定絲錐攻絲的編程深度與絲錐

10、的切削錐角形狀有關(guān)，為了正確 地加工一個(gè)螺紋孔，必須根據(jù)所加工孔的結(jié)構(gòu)特征和規(guī)格來選擇 絲錐，絲錐的切削錐角形狀或錐角的長度不僅影響絲錐攻絲的編 程深度，而且影響預(yù)加工孔的編程深度。歐陽家百創(chuàng)編攻不通孔螺紋時(shí)，由于絲錐切削部分有錐角，端部不能切出 完整的牙型，所以鉆孔深度要大于螺紋的有效深度。一般?。篐鉆=h有效+07D式中：H鉆一底孔深度，mm;h有效 一螺紋有效深度，mm;D螺紋大徑，mm。(3)工藝計(jì)算例：分別計(jì)算在鋼件和鑄鐵件上攻M10螺紋時(shí)的底孔直徑各為 多少?若攻不通孔螺紋，其螺紋有效深度為30mm,求底孔深度 為多少？解：MIO, P= 1.5mm。鋼件攻螺紋底孔直徑：D 鉆=D

11、 P= 10 1.5 &5(mm)鑄鐵件攻螺紋質(zhì)孔直徑：D 鉆= D (1.051.1)P= 10 (1.051.1)1.5= 10-(1.575-'1.65)=8.425&35(mm)。取D鉆=8. 4(mm)(按鉆頭直徑標(biāo)準(zhǔn)系列取一位小數(shù)) 底孔深度：H 鉆=11有效+0.7D = 20+0.7 x 10 = 27(mm)孔倒角用稔鉆或鉆頭在孔倒角，其直徑應(yīng)大于螺紋大徑尺寸。這 樣，可使絲錐開始時(shí)容易切入，并可防止孔的螺紋牙崩裂。R平面的值觀察如下的攻絲程序：G90 G54 GOO X100.0 Y 150.0 S500 M03 T06G 43 Z50.0 H05

12、M08G99 Q84 R10.0 Z-20.0 F750.0G80例中的螺紋螺距1.5 mm。通常R平面是攻螺紋的起點(diǎn)位置， Z向深度是螺紋絕對值深度。例中攻絲加工時(shí)，R平面的高度值 為RIOmm,般要比鉆孔、錢孔、單點(diǎn)鋰以及其它孔加工循環(huán)中 使用的R值要高一些，而且其進(jìn)給率通常也很大。但這些值的選 擇都杲有原因的，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的攻絲加工運(yùn)動(dòng)要符合CNC同步運(yùn)歐陽家百創(chuàng)編歐陽家百創(chuàng)編行控制特點(diǎn)。當(dāng)主軸處于特定轉(zhuǎn)速時(shí)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度必須達(dá)到 相應(yīng)的定值才能正確加工螺紋。如，當(dāng)主軸500r/min時(shí)，加工螺距為1.5mm的螺紋，進(jìn)給 速度必須達(dá)到1.5 x 500 = 750(mm/min)的速度時(shí)加

13、工的螺紋才是 正確的。因此，數(shù)控機(jī)床的螺紋加工時(shí)，無論是車削螺紋還是攻內(nèi)螺 紋，在擬定螺紋加工路線時(shí)，須設(shè)置足夠長的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的升速段 和降速段。6. 5. 4攻內(nèi)螺紋工藝編程實(shí)例如圖6-5-1零件，毛坯是鋼件，材料為(45鋼)，上表及槽 已加工，本課題加工4XM10-7H的四個(gè)螺紋孔，4-M10-7H為 普通右旋內(nèi)螺紋，螺距P=l5,其大徑10;中徑7H、小徑公 差帶代號7H;螺紋有效長度：L=15.0;螺紋孔倒角：C1.5。1. 實(shí)例工藝分析螺紋孔加工過程分析:加工4xM10螺紋的方法是，先用卩18 mm點(diǎn)鉆(鉆頭角90。)加工4XM10的引正孔并同時(shí)完成C1.5孔倒角，再鉆4XM10底孔，

14、最后攻絲4xMlOo(2)孔加工循環(huán)的選擇：©18 nun點(diǎn)鉆加工引正孔、孔倒角應(yīng)用G82孔加工循環(huán)，4 XM10底孔加工用G81孔加工循環(huán)，4XM10是右旋螺紋，攻絲 理應(yīng)用G84孔加工循環(huán)。(3)坐標(biāo)系及螺紋孔XY位置值:坐標(biāo)系設(shè)定如圖6-5-1, 4XM10的XY坐標(biāo)分別是1# (33, 30) ; 2#- (-33, 30) ; 3# (-33, -30) ; 4# (33, 30) o孔加工循環(huán)的高度平面選擇Z向R直高度：對G81. G82為螺紋孔上表上方3 mm,對 G84應(yīng)大一點(diǎn)，為螺紋孔上表面上方10 mm比較保險(xiǎn)。初始平面咼度：為螺紋孔上表面上方20 mm。孔底面高

15、度：歐陽家百創(chuàng)編 鉆卩8.5底孔孔底面高度：考慮到鉆頭角以及通孔的因 素，取下表廂下方3mm。 (p 18 mm點(diǎn)鉆加工孔倒角鉆頭角為90。，倒角C1,則深度位置在上表廂下方：1 mm +0.5 D= 1+0.5 x 10 = 6 mmo 對絲錐深度位置：?。篫-27O(5)攻螺紋底孔直徑的確定攻螺紋底孔直徑：D = D-P=10-1.5 = &5(mm)鉆削用量的計(jì)算設(shè)零件材料為灰鑄鐵(HT200),攻4-M10螺紋絲錐刀具材 料為高速鋼。f = 1.5 mm/r, 取 v = 12m / min主軸轉(zhuǎn)速，S=1 000 V/tcD%318x 12-10%380r/min貝I F=

16、1.5xS = 1.5x380 = 570 mm/min浮動(dòng)刀套可下調(diào)5%,則修改F = 570x 0.95a540 mm/min2. 孔加工編程加工程序編制如下:06501(T0118mm直徑的點(diǎn)鉆)G21 G17 G40 G80 T01T01M06G90 G51 GOO X33Y30 S350 M03 T02G43 Z50. 0 HOI M08G99 G82 R5. 0 Z-6. 5 P100 F35M98P6502G80 Z50. 0 M09G49 G28 Z10.0 M05M01(T02-85mm直徑鉆頭加工底孔)T02M06G90 G51 GOO X33 Y30 S600 M03G43 Z50.0