螺紋加工的編程

常用固定循環(huán)（FANUC系統(tǒng)）及螺紋車削加工編程數(shù)控車削固定循環(huán)數(shù)控車床上被加工工件的毛坯常用棒料或鑄、鍛件，因此加工余量大，一般需要多次重復(fù)循環(huán)加工，才能去除全部余量。為了簡化編程，數(shù)控系統(tǒng)提供了不同形式的固定循環(huán)功能，以縮短程序段的長度，減少程序所占內(nèi)存。本書以BEIJING-FANUC0iMate-TB系統(tǒng)為例，介紹幾個(gè)常用的車削固定循環(huán)指令。1、單一形狀固定循環(huán)G90G90主要用于軸類零件的外圓、錐面加工，有兩種編程格式。（1） 外圓切削循環(huán)G90。其編程格式為：G90X（U）__Z（W）__F__；式中：X、Z取值為圓柱面切削終點(diǎn)坐標(biāo)值；U、W取值為圓柱面切削終點(diǎn)相對(duì)循環(huán)起點(diǎn)的坐標(biāo)分量。圖1的循環(huán)，刀具從循環(huán)起點(diǎn)開始按矩形1R-2F-3F-4R循環(huán)，最后又回到循環(huán)起點(diǎn)。圖中虛線表示按R快速移動(dòng)，實(shí)線表示按F指定的刀具進(jìn)給速度移動(dòng)。（2） 錐面切削循環(huán)指令G90。其編程格式為：G90X（U）__Z（W）__R__F__；式中：X、Z取值為圓錐面切削終點(diǎn)坐標(biāo)值；U、W取值為圓錐面切削終點(diǎn)相對(duì)循環(huán)起點(diǎn)的坐標(biāo)分量；R取值為圓錐面切削始點(diǎn)與圓錐面切削終點(diǎn)的半徑差，有正、負(fù)號(hào)。圖2的循環(huán)，刀具從循環(huán)起點(diǎn)開始按梯形1Rf2F-3F-4R循環(huán)，最后又回到循環(huán)起點(diǎn)。圖中虛線表示按R快速移動(dòng)，實(shí)線表示按F指定的工件進(jìn)給速度移動(dòng)。[Z-w[Z-wr循環(huán)11 一起點(diǎn)Hi4R廠怨|切削終點(diǎn)2F= IRf'J一X—削點(diǎn)切起0Z圖1外圓切削循環(huán)G90 圖2錐面切削循環(huán)G902、端面切削循環(huán)G94G94指令用于一些短、面大的零件的垂直端面或錐形端面的加工，直接從毛坯余量較大或棒料車削零件時(shí)進(jìn)行的粗加工，以去除大部分毛坯余量。其程序格式也有加工圓柱面、圓錐面之分。其循環(huán)方式參見圖3及圖4。（1） 車大端面循環(huán)切削指令G94。其編程格式為：G94X（U）___Z（W）___F___；式中：X、Z取值為端面切削終點(diǎn)坐標(biāo)值；U、W取值為端面切削終點(diǎn)相對(duì)循環(huán)起點(diǎn)的坐標(biāo)分量。（2） 車大錐型端面循環(huán)切削指令G94。其編程格式為：G94X（U___Z（W）___R___F___；

式中：X、Z取值為端面切削終點(diǎn)坐標(biāo)值；U、W取值為端面切削終點(diǎn)相對(duì)循環(huán)起點(diǎn)的坐標(biāo)分量；R為端面切削始點(diǎn)至終點(diǎn)位移在Z軸方向的坐標(biāo)增量。圖3端面切削循環(huán)G943、外圓粗車循環(huán)圖3端面切削循環(huán)G943、外圓粗車循環(huán)G71z-一爐圖4帶錐度的端面切削循環(huán)G94G71指令適用于切除毛坯的大部分加工余量，其編程格式為：G71P(ns)Q(nf)U(Au)W(Aw)D(Ad)F__S__T其中：ns 循環(huán)中的第一個(gè)程序段順序號(hào)；nf 循環(huán)中的最后一個(gè)程序段順序號(hào)；AuX軸方向精加工余量的距離和方向；AwZ軸方向精加工余量的距離和方向；Ad 每次徑向吃刀深度。圖5為用G71粗車外圓的走刀路線。圖中C點(diǎn)為起刀點(diǎn)，A點(diǎn)是毛坯外徑與端面輪廓的交點(diǎn)。Aw為軸向的精車余量；Au/2是徑向的精車余量。Ad是切削深度，e是徑向退刀量(由參數(shù)確定)。R表示快速進(jìn)給，F(xiàn)表示切削進(jìn)給。圖5外圓粗車循環(huán)G71當(dāng)上述程序指令的是工件內(nèi)徑輪廓時(shí)，G71就自動(dòng)成為內(nèi)徑粗車循環(huán)，此時(shí)徑向精車余量Au應(yīng)指定為負(fù)值。［例1］圖6為棒料毛坯的加工示意圖。刀具進(jìn)給速度為0.2mm/r,主軸轉(zhuǎn)速為500r/min，粗加工切削深度為2mm，精加工余量X向?yàn)?mm(直徑)，Z向2mm，程序起點(diǎn)如圖。加工程序如下：O2007；N05T0101M03S500；N10G00X120.0Z10.0M08；N15G71P20Q50U4.0W2.0D2.0F0.2；N20G00X40.0；N20G00X40.0；N25G01Z-30.0；N30X60.0Z-60.0；N35Z-80.0；N40X100.0Z-90.0；N45Z-110.0；N50X120.0Z-130.0；N55G70P20Q50；N60G00X200.0Z150.0M09N65M05；N70M02；4、端面粗加工循環(huán)G72圖6外圓粗車循環(huán)G71實(shí)例G72適用于圓柱棒料毛坯端面方向粗車，其編程格式G72P (ns) Q(nf) U (Au) W (Aw) D (Ad) F__S__TG72程序段中的地址含義與G71相同，但它只完成端面方向粗車。圖7為刀具從外徑方向往軸心方向車削端面循環(huán)示意圖。［例2］如(圖8)，端面粗車循環(huán)G72粗加工程序如下:O2008；N05T0101M03S500；N10G00X176.0Z2.0M08；N15P20Q45U2.0W2.0D2.0F0.2TOC\o"1-5"\h\zN20 G00 Z-70.0 ；N25 G01 X120.0 Z-60.0 ；N30 Z-50.0 ；N35 X80.0Z-40.0 ；N40 Z-20.0 ；N45X36.0Z2.0N50G70P20Q45；N55G00X200.0Z150.0M09；N60M05； 圖8端面粗車循環(huán)G72實(shí)例N65M02；

5、固定形狀粗車循環(huán)G73G73適用于毛坯輪廓形狀與零件輪廓形狀基本接近的鑄、鍛毛坯件。其編程格式為：G73P (ns) Q (nf) I (Ai) K (Ak) U (Au) W (Aw) D (Ad) F__S__T_；其中：ns 循環(huán)中的第一個(gè)程序段順序號(hào)；nf 循環(huán)中的最后一個(gè)程序段順序號(hào)；Ai 粗切時(shí)徑向切除的余量(半徑值)；Ak 粗切時(shí)軸向切除的余量；Au X軸方向精加工余量的距離和方向；Aw Z軸方向精加工余量的距離和方向；Ad 循環(huán)次數(shù)。G73的走刀路線如(圖9)。執(zhí)行G73功能時(shí)，每一刀的切削路線的軌跡形狀是相同的,只是位置不同。每走完一刀，就把切削軌跡向工件移動(dòng)一個(gè)位置，這樣就可以將鍛件待加工表面分布較均勻的切削余量分層切去。W2.0D3.0F0.3S500；N20W2.0D3.0F0.3S500；N20G00X80.0W-40.0S800；N25G01W-20.0F0.15；N30X120.0W-10.0；N35W-20.0；圖9固定形狀粗車循環(huán)G73［例3］如(圖10)。設(shè)粗加工分三刀進(jìn)行，第一刀后余量(X和Z向)均為單邊14mm,三刀過后，留給精加工的余量X方向(直徑上)為4.0mm,Z向?yàn)?.0mm；粗加工進(jìn)給速度為0.3mm/r，主軸轉(zhuǎn)速為500r/min；精加工進(jìn)給速度為0.15mm/r,主軸轉(zhuǎn)速為800r/min；其加工程序如下：O1990；N05T0101M03S800；N10G00X220.0Z160.0M08；N15G73P20Q45I14.0K14.0U4.0N40G02X160.0W-20.0R20.0；N45G01X180.0W-10.0；N50G70P20Q45；N55G00X260.0Z220.0M09； 圖10固定形狀粗車循環(huán)G73實(shí)例N60M05；N65M02；6、精車循環(huán)加工G70由G71、G72、G73進(jìn)行粗切削循環(huán)完成后，可用G70指令進(jìn)行精加工。其編程格式為：G70P(ns)Q(nf)其中：ns 循環(huán)中的第一個(gè)程序段順序號(hào)；nf 循環(huán)中的最后一個(gè)程序段順序號(hào)；在用G70指令編程時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：在含G71、G72或G73的程序段中指令的地址F、S、T對(duì)G70的程序段無效。而在順序號(hào)ns到nf之間指令的地址F、S、T對(duì)G70的程序段有效。G70精加工循環(huán)一旦結(jié)束，刀具快速進(jìn)給返回起始點(diǎn)，并開始讀入G70循環(huán)的下一個(gè)程序段。在G70被使用的順序號(hào)ns?nf間程序段中，不能調(diào)用子程序G70循環(huán)時(shí)，要特別注意快速退刀路線，防止刀具與工件發(fā)生干涉。二、數(shù)控車削螺紋1、數(shù)控車削螺紋的基本知識(shí)螺紋的切削方法。由于螺紋加工屬于成型加工，為了保證螺紋的導(dǎo)程，加工時(shí)主軸旋轉(zhuǎn)一周，車刀的進(jìn)給量必須等于螺紋的導(dǎo)程，進(jìn)給量較大；另外，螺紋車刀的強(qiáng)度一般較差，故螺紋牙型往往不是一次加工而成的，需要多次進(jìn)行切削，如欲提高螺紋的表面質(zhì)量，可增加幾次光整加工。在數(shù)控車床上加工螺紋的方法有直進(jìn)法、斜進(jìn)法兩種，如(圖11)。直進(jìn)法適合加工導(dǎo)程較小的螺紋，斜進(jìn)法適合加工導(dǎo)程較大的螺紋。常用螺紋的切削的進(jìn)給次數(shù)與吃刀量可參考表12.6。車螺紋前直徑尺寸的確定。普通螺紋各基本尺寸：螺紋大徑d=D(螺紋大徑的基本尺寸與公稱直徑相同)螺紋中徑d2=D2=d-0.6495P (P為螺紋的螺距)牙型高度hl=0.5413P螺紋小徑dl=Dl=d-1.0825P螺紋行程的確定。在數(shù)控車床上加工螺紋時(shí)，由于機(jī)床伺服系統(tǒng)本身具有滯后特性，會(huì)在螺紋起始段和停止段發(fā)生螺距不規(guī)則現(xiàn)象，所以實(shí)際加工螺紋的長度W應(yīng)包括切入和切出的空行程量，如(圖12)。即：W=L+&1+62式中：61―-切入空刀行程量，一般取2?5mm；圖11螺紋進(jìn)刀切削方法圖11螺紋進(jìn)刀切削方法圖12螺紋加工表12.6常用螺紋切削進(jìn)給次數(shù)與吃刀量公制螺紋螺距mm11.522.533.54牙深（半徑值）0.6490.9741.2991.6241.9492.2732.5981次0.70.80.91.01.21.51.5切削2次0.40.60.60.70.70.70.8次數(shù)3次0.20.40.60.60.60.60.6及吃4次0.160.40.40.40.60.6刀量5次0.10.40.40.40.4（直徑6次0.150.40.40.4值）7次0.20.20.48次0.150.39次0.2英制螺紋牙/in2418161412108牙深（半徑值）0.6980.9041.0161.1621.3551.6262.033切削1次0.80.80.80.80.91.01.2次數(shù)2次0.40.60.60.60.60.70.7及吃3次0.160.30.50.50.60.60.6刀量4次0.110.140.30.40.40.5（直徑5次0.130.210.40.5值）6次0.160.47次0.172、單行程螺紋切削G32G32指令是完成單行程螺紋切削，車刀進(jìn)給運(yùn)動(dòng)嚴(yán)格根據(jù)輸入的螺紋螺距進(jìn)行，但是車入、切出、返回均需輸入程序。其編程格式為：G32X（U）__Z（W）__F__；在使用G32編程時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1） 進(jìn)給速度F的單位采用旋轉(zhuǎn)進(jìn)給率，即mm/r（或in/r）,F的數(shù)值為螺距。（2） 螺紋兩端應(yīng)設(shè)置足夠的切入空刀行程量&1和切出空刀行程量&2,如（圖12）。（3） 在螺紋切削期間進(jìn)給速度倍率無效（固定100%）。（4） 在螺紋切削期間主軸速度倍率無效（固定100%）。（5） 如果螺紋牙型深度較深、螺距較大時(shí)，可分次進(jìn)給，每次進(jìn)給的背吃刀量用螺紋深度減去精加工背吃刀量所得的差按遞減規(guī)律分配，參見表1。3、螺紋固定循環(huán)指令G92G92為簡單螺紋循環(huán)，該指令可以切削圓柱螺紋和圓錐螺紋。（1）圓柱螺紋加工循環(huán)G92。其編程格式為：G92X（U）___Z（W）___F___；其中：X、Z 螺紋終點(diǎn)坐標(biāo)值；U、W 螺紋終點(diǎn)相對(duì)循環(huán)起點(diǎn)的坐標(biāo)分量；

F 螺紋的導(dǎo)程。（2）圓錐螺紋加工循環(huán)G92。其編程格式為：G92X（U）___Z（W）___R___F___；其中：X、Z 螺紋終點(diǎn)坐標(biāo)值；U、W 螺紋終點(diǎn)相對(duì)循環(huán)起點(diǎn)的坐標(biāo)分量；R 圓錐螺紋切削起點(diǎn)和切削終點(diǎn)的半徑差；F 螺紋的導(dǎo)程。圓錐螺紋加工循環(huán)如（圖13），圓柱螺紋加工循環(huán)如（圖14）圖13圓錐螺紋加工循環(huán)圖13圓錐螺紋加工循環(huán)G92圖14圓柱螺紋加工循環(huán)G92圖15圖15圓柱螺紋加工循環(huán)G92實(shí)例圖13及圖14中，刀具從循環(huán)起點(diǎn)A開始，按AfBfCfD進(jìn)行自動(dòng)循環(huán)，最后又回到循環(huán)起點(diǎn)A,虛線表示快速移動(dòng)，實(shí)線表示按F指令指定的進(jìn)給速度移動(dòng)。