項(xiàng)目5三角形螺紋加工

數(shù)控機(jī)床模塊二：數(shù)控車(chē)床編程與操作加工工程5：三角形螺紋加工一、工程呈現(xiàn)零件圖一、工程呈現(xiàn)知識(shí)目標(biāo)：能力目標(biāo)：情感目標(biāo)：1.通過(guò)工件制作，學(xué)生體驗(yàn)成功的喜悅，感受軟件和機(jī)器的綜合魅力，從而提高學(xué)生專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣；2.通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方法逐步完成工程，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和分析問(wèn)題的能力。3.通過(guò)分工協(xié)作，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作精神。1.掌握軸向切削固定循環(huán)指令G90、徑向切削固定循環(huán)指令G94、螺紋切削固定循環(huán)指令G92、螺紋加工指令G32；2.了解三角螺紋的尺寸計(jì)算方法；3.會(huì)制訂螺紋加工工藝及合理選擇循環(huán)參數(shù)，確定切削用量1.熟練裝夾工件毛坯和刀具；2.掌握螺紋車(chē)刀的安裝及對(duì)刀方法；

3.會(huì)使用VNUC數(shù)控仿真軟件進(jìn)行練習(xí)；4.完成三角形螺紋零件的加工，熟悉其尺寸控制及檢驗(yàn)方法三角形螺紋零件加工是學(xué)習(xí)數(shù)控車(chē)床編程與操作加工的最重要一環(huán)。通過(guò)本工程的學(xué)習(xí)，要掌握如下知識(shí)：軸向切削固定循環(huán)指令G90、徑向切削固定循環(huán)指令G94、螺紋切削固定循環(huán)指令G92、螺紋加工指令G32；三角螺紋零件加工工藝制定及循環(huán)參數(shù)選擇；螺紋刀和切斷刀的選擇及對(duì)刀方法；完成三角螺紋零件的加工及其尺寸控制、檢驗(yàn)方法。二、工程分析數(shù)控車(chē)床上零件加工過(guò)程

〔1〕固定循環(huán)切削指令G90、G94、G92軸向切削固定循環(huán)指令G90G90X（U）＿Z（W）＿F＿；（圓柱切削）G90X（U）＿Z（W）＿R＿F＿；（圓錐切削）徑向切削固定循環(huán)G94G94X（U）＿Z（W）＿R＿F＿；

螺紋切削固定循環(huán)G92G92X（U）＿Z（W）＿R＿F＿；

名稱(chēng)指令格式1.編程指令三、工程方案〔一〕知識(shí)學(xué)習(xí)數(shù)控車(chē)床上零件加工過(guò)程

刀具路徑名稱(chēng)G90G91G92三、工程方案〔一〕知識(shí)學(xué)習(xí)數(shù)控車(chē)床上零件加工過(guò)程

2.螺紋加工指令G32功能：G32為等距圓柱螺紋或圓錐螺紋車(chē)削指令，只需一個(gè)指令便可完成螺紋全部車(chē)削。指令格式：G32X＿Z＿R＿F＿；其中：〔1〕X，Z值為螺紋加工軌跡終點(diǎn)的坐標(biāo)值。〔2〕R表示螺紋切削的退尾量，R的符號(hào)表示回退方向。R為正表示沿X軸正向退回；R為負(fù)表示沿X軸負(fù)向退回。使用R可免除退刀槽。R可以省略，表示不用系統(tǒng)的回退功能?！?〕F為螺紋的導(dǎo)程。即主軸每轉(zhuǎn)一周，伺服軸的進(jìn)給值。當(dāng)加工錐螺紋時(shí)，斜角α在45°以下為Z軸方向的螺紋導(dǎo)程；斜角α在45°以上為X軸方向的螺紋導(dǎo)程?！惨弧持R(shí)學(xué)習(xí)三、工程方案G32指令使用說(shuō)明：〔1〕使用螺紋切削指令時(shí)，進(jìn)給倍率無(wú)效。〔2〕螺紋切削指令為續(xù)效指令，一經(jīng)使用便一直有效，直到被同組的G代碼取代為止?！?〕加工螺紋時(shí)，刀具應(yīng)處于螺紋起點(diǎn)位置?！?〕在螺紋加工軌跡中應(yīng)設(shè)置足夠的升速進(jìn)刀段δ和降速退刀段δ’，以消除伺服滯后造成的螺距誤差?！?〕從螺紋粗加工到精加工，主軸的轉(zhuǎn)速必須保持一常數(shù)。三、工程方案〔一〕知識(shí)學(xué)習(xí)名稱(chēng)代號(hào)計(jì)算公式牙型角α60°螺距P螺紋大徑d螺紋中徑d2d2＝d－0.6495p牙型高度h1h1＝0.5413p螺紋小徑d1d1＝d－2h1＝d-1.083p2.車(chē)削三角外螺紋尺寸計(jì)算〔主要參數(shù)及公式〕三、工程方案〔一〕知識(shí)學(xué)習(xí)車(chē)塑性材料螺紋，在車(chē)刀的擠壓作用下，會(huì)使外徑脹大，故車(chē)螺紋前，圓柱面直徑應(yīng)比螺紋公稱(chēng)直徑小0.1～0.2mm，一般取d計(jì)＝d－0.1p。螺紋實(shí)際牙型高度考慮刀尖圓弧半徑等因素的影響，一般取h1實(shí)＝0.65p；螺紋實(shí)際小徑d1實(shí)＝d-2h1實(shí)＝d-1.3p。三、工程方案〔一〕知識(shí)學(xué)習(xí)3.車(chē)螺紋前圓柱面及螺紋實(shí)際小徑確實(shí)定工、量、刃具清單圖號(hào)種類(lèi)序號(hào)名稱(chēng)規(guī)格精度單位數(shù)量工具

1三爪自定心卡盤(pán)個(gè)12卡盤(pán)扳手副13刀架扳手副14墊刀片塊若干5劃線盤(pán)個(gè)1量具1游標(biāo)卡尺0～150mm0.02mm把12外徑千分尺0～25mm0.01mm把13螺紋環(huán)規(guī)M12×1副14角度樣板60°塊1刀具1外圓粗車(chē)刀90°把12外圓精車(chē)刀90°把13切槽刀4mm×15mm把14螺紋刀60°把1〔二〕工藝規(guī)劃三、工程方案

1．工、量、刃具選擇數(shù)控車(chē)床上零件加工過(guò)程

〔二〕工藝規(guī)劃2.制定加工工藝路線先用外圓車(chē)刀T01粗車(chē)，再外圓車(chē)刀T02精車(chē)，然后用切槽刀T03切槽，用60°螺紋刀T04車(chē)螺紋，最后用用切槽刀T03切斷工件。

三、工程方案數(shù)控車(chē)床上零件加工過(guò)程

3.合理選擇切削用量加工材料為Q235，硬度不高，切削力不大，切削用量選擇如下表。工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)切削用量背吃刀量ap(mm)進(jìn)給速度f(wàn)(mm/r)主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)1車(chē)右端面T011～20.26002粗加工螺紋外圓及Ф18mm外圓，留0.4mm精車(chē)余量T011～20.26003精加工螺紋外圓及Ф18mm外圓至尺寸T020.20.18004車(chē)4×Ф9mm螺紋退刀槽T0340.084005粗、精車(chē)M12×1至尺寸T040.1～0.414006切斷，控制工件總長(zhǎng)T0340.08400三、工程方案〔二〕工藝規(guī)劃數(shù)控車(chē)床上零件加工過(guò)程

〔三〕編制參考程序1.建立工件坐標(biāo)系工件原點(diǎn)設(shè)在工件右端面與主軸軸線的交點(diǎn)上2.計(jì)算基點(diǎn)坐標(biāo)基點(diǎn)坐標(biāo)（X，Z）基點(diǎn)坐標(biāo)（X，Z）P1（9.9，0）P4（18.026，-20.05）P2（11.9，-1）P5（18.026，-35）P3（11.9，-20.05）三、工程方案〔三〕編制參考程序程序段號(hào)程序內(nèi)容動(dòng)作說(shuō)明N05T0101選擇T01號(hào)外圓粗車(chē)刀N10G40G99M03S600F0.2取消刀尖半徑補(bǔ)償，絕對(duì)坐標(biāo)編程，轉(zhuǎn)速為600r/min，進(jìn)給速度為0.2mm/rN20G90G00G42X22Z5刀具快速移動(dòng)至循環(huán)起點(diǎn)N30G90X18.4Z-40粗加工Ф18mm和Ф12mm的外圓N40G90X16Z-19.9N50G90X14Z-19.9N60G90X12.3Z-19.9N70G40G00X100Z100刀具退回至換刀點(diǎn)N80M00M05程序停，主軸停，測(cè)量N90T0202換外圓精車(chē)刀N100M03S800精加工轉(zhuǎn)速為800r/minN110G00G42X5.9Z2精加工Ф18mm和Ф12mm的外圓至尺寸N120G01X11.9Z-1F0.1N130Z-20.05N140X18.026N150Z-36N160G00G40X100Z100刀具退回至換刀點(diǎn)N170M00M05程序停，主軸停，測(cè)量N180T0303換切槽刀N190M03S400主軸轉(zhuǎn)速為400r/minN200G00X20Z-20.05切槽N210G01X9F0.08N220X20F0.3N230G00X100Z100刀具退回至換刀點(diǎn)N240T0404換螺紋刀N250M03S300主軸轉(zhuǎn)速為300r/minN260G00X14Z2刀具定位到螺紋加工循環(huán)起點(diǎn)N270G92X11.3Z-18F1車(chē)螺紋N280G92X10.9Z-18F1N290G92X10.7Z-18F1N300G00X100Z100刀具退回至換刀點(diǎn)N310T0303換切槽刀N320M03S400主軸轉(zhuǎn)速為400r/minN330G00X20Z-39切斷工件N340G01X0F0.08N350X20F0.3N360G00X100Z100刀具退回至換刀點(diǎn)N370M05主軸停止N380M30程序結(jié)束〔三〕編制參考程序數(shù)控車(chē)床上零件加工過(guò)程

〔四〕VNUC仿真操作先在VNUC仿真軟件上加工，所用毛坯為Φ22的圓鋼。步驟如下：〔1〕翻開(kāi)仿真軟件，選擇機(jī)床和系統(tǒng)。〔2〕開(kāi)機(jī)、手動(dòng)、回參考點(diǎn)?！?〕設(shè)置毛坯、裝夾工件?！?〕選擇安裝刀具。〔5〕新建或調(diào)入程序?！?〕對(duì)刀。〔7〕程序校驗(yàn)?！?〕自動(dòng)加工。三、工程方案數(shù)控車(chē)床上零件加工過(guò)程

四、工程實(shí)施1.刀具與工件裝夾

刀具裝夾：將外圓粗車(chē)刀T01、外圓精車(chē)刀T02、切槽刀T03、60°螺紋刀T04分別裝在刀架的1、2、3、4號(hào)刀位，并按要求夾緊。其中安裝切斷刀T03時(shí)應(yīng)注意使刀桿垂直于工件軸線。工件裝夾：將Φ30的棒料裝夾在三爪自定心卡盤(pán)上，伸出75mm，找正并夾緊。數(shù)控車(chē)床上零件加工過(guò)程

2.對(duì)刀

四把刀依次采用試切法〔車(chē)端面、車(chē)外圓〕進(jìn)行對(duì)刀，并把操作得到的數(shù)據(jù)輸入到各自的刀具補(bǔ)償中。切斷刀仍取左側(cè)刀尖為刀位點(diǎn)，螺紋車(chē)刀取刀尖為刀位點(diǎn)。螺紋車(chē)刀對(duì)刀步驟如下：1．Z軸對(duì)刀主軸正轉(zhuǎn)，使螺紋車(chē)刀刀尖與工件右端面對(duì)齊，采用目測(cè)法或借助于金屬直尺對(duì)齊。把此時(shí)刀尖相對(duì)于工件原點(diǎn)的Z向坐標(biāo)輸入到試切長(zhǎng)度中。2．X軸對(duì)刀主軸正轉(zhuǎn)，移動(dòng)螺紋車(chē)刀，使刀尖輕輕碰至工件外圓外表或車(chē)一段外圓面，Z方向退出刀具；停車(chē)，測(cè)量外圓直徑。把所得值輸入到工件的試切直徑中。四、工程實(shí)施四、工程實(shí)施翻開(kāi)程序，選擇MEM〔自動(dòng)〕工作方式，翻開(kāi)機(jī)床鎖住開(kāi)關(guān)，按空運(yùn)行鍵，再按循環(huán)啟動(dòng)鍵，觀察程序運(yùn)行情況；假設(shè)按圖形顯示鍵再按循環(huán)啟動(dòng)鍵，可進(jìn)行軌跡仿真，觀察加工軌跡。空運(yùn)行結(jié)束后，使空運(yùn)行及機(jī)床鎖住功能復(fù)位，機(jī)床重新回參考點(diǎn)。把已經(jīng)仿真的程序通過(guò)數(shù)控機(jī)床MDI鍵盤(pán)輸入數(shù)控機(jī)床，或拷貝到計(jì)算機(jī)后再調(diào)出。3.程序輸入4.空運(yùn)行及仿真數(shù)控車(chē)床上零件加工過(guò)程

螺紋尺寸控制是將螺紋車(chē)刀設(shè)置一定磨損量，當(dāng)程序運(yùn)行到N300時(shí)，停車(chē)用螺紋環(huán)規(guī)檢測(cè)。根據(jù)螺紋旋合松緊程度調(diào)小刀具磨損量，重新運(yùn)行螺紋加工程序段，直至尺寸符合要求為止〔螺紋通規(guī)能通過(guò)，止規(guī)通不過(guò)為合格〕。首件加工尺寸調(diào)好后將程序中M00M05指令刪除即可進(jìn)行成批零件的生產(chǎn)，加工中不需要再測(cè)量和控制尺寸，直至刀具磨損為止。四、工程實(shí)施5.零件加工三角形螺紋零件加工是本工程最重要的內(nèi)容，要認(rèn)真操作加工，體會(huì)加工過(guò)程，總結(jié)加工規(guī)律。〔1〕零件自動(dòng)加工〔2〕零件加工過(guò)程中尺寸控制五、工程檢查工程考核量化表項(xiàng)目觀測(cè)點(diǎn)分值評(píng)價(jià)方法（K）10.80.60.4計(jì)劃決策項(xiàng)目計(jì)劃合理、實(shí)施準(zhǔn)備充分、實(shí)施過(guò)程中有完整詳細(xì)的記錄。20實(shí)施檢查在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)能完成項(xiàng)目，加工產(chǎn)品尺寸精度高、表面光滑，無(wú)缺陷