项目三螺纹轴的工艺设计及编程ppt课件

1、工程三螺纹轴的工艺设计及编程教学内容项 目 导 入1相 关 知 识2项 目 实 施3小 结4螺纹车削加工工艺复合循环指令G71、G70螺纹加工指令G32、G92、G76重点：螺纹轴类零件的工艺性分析1螺纹加工编程指令G32、G92、G76的运用2难点： 螺纹轴类合理的加工工艺的编写1掌握螺纹的常用检测方法和手段3螺纹加工工艺参数及切削刀具的正确选择31掌握含内螺纹、外螺纹、沟槽和圆柱面、圆锥面等几何元素螺纹轴类零件的构造特点和工艺特点，正确分析此类零件的加工工艺；2.掌握螺纹加工编程指令G32、G92、G76、G71、G70的用法和本卷须知3.掌握螺纹的常用检测方法和手段；4.对于多头螺纹加工

2、，掌握FANUC0i数控系统的复合循环指令编制零件加工程序的方法；【知识目的】1.会分析包含内螺纹、外螺纹、圆柱面、沟槽等要素的螺纹轴的工艺，能正确选择加工设备、刀具、夹具、量具与切削用量，编制数控加工工艺卡2.进一步稳定前面工程所学的数控车削指令的运用方法3.能运用复合循环指令正确编制螺纹轴的数控加工程序，并能正确运用数控系统仿真软件，校验编写的零件数控加工程序4.能正确运用数控系统的复合循环指令G71、G70编制轴向余量大于径向余量的多台阶轴及孔的粗、精加工程序【才干目的】一、工程导入 图示为一内外螺纹轴，毛坯为35mm60mm的圆柱，资料为硬铝，要求分析零件的加工工艺，填写工艺文件，编写

3、零件的加工程序。 螺纹是轴套类零件上的常见构造，本工程以典型零件为载体，分析螺纹构造的数控加工工艺设计与程序编制。 普通螺纹是我国运用最广泛的一种三角形螺纹，牙形角60。普通螺纹：粗牙普通螺纹细牙普通螺纹 二、相关知识一螺纹数控车削加工工艺1.普通三角螺纹的工艺构造1螺尾 供退刀用的槽为螺纹退刀槽，作用是不产生螺尾。 2螺纹退刀槽 螺纹始端的一小段锥面，称为倒角。3螺纹倒角螺纹末端构成的沟槽渐浅部分称为螺尾 2.螺纹类零件加工刀具刀具种类：外螺纹车刀和内螺纹车刀 车刀资料种类：高速钢、硬质合金特点： 高速钢螺纹车刀刃磨方便，韧性好，刀尖不易爆裂，常用于塑性资料螺纹的粗加工；高速钢螺纹车刀高温下

4、容易磨损，不能用于高速车削。 硬质合金螺纹车刀耐磨和耐高温性能较好，用于加工脆性资料的螺纹和高速切削塑性资料的螺纹，以及批量较大的小螺距P4螺纹。 高速钢三角形外螺纹车刀硬质合金三角形外螺纹车刀外螺纹车刀内螺纹车刀可转位硬质合金螺纹车刀内螺纹车刀外螺纹车刀 安装螺纹车刀时，刀尖对准工件中心，并用样板对刀，保证刀尖的角平分线与工件的轴线相垂直。硬质合金螺纹车刀高速车削时，刀尖允许高于工件轴线螺纹大径的1%。 车外螺纹的对刀方法3.螺纹类零件的丈量工具1螺纹塞规、环规综合丈量螺纹塞规 螺纹塞规用于检验内螺纹，具有对螺纹各项参数如大、中、小径、螺距、牙型半角综合检测的功能。 螺纹环规 螺纹环规用于检

5、验外螺纹，具有对螺纹各项参数如大、中、小径、螺距、牙型半角综合检测的功能。 通端止端运用前： 螺纹塞规应经相关检验计量机构检验计量合格后，方可投入消费现场运用。运用时： 应留意被测螺纹公差等级及偏向代号与螺纹塞规标识的公差等级、偏向代号一样。 螺纹塞规运用方法检验丈量过程中：首先要清理干净被测螺纹油污及杂质，通端与被测螺纹对正后，使其在自在形状下旋转并经过全部螺纹长度断定为合格，否那么以不通断定。止端与被测螺纹对正后，旋入螺纹长度在2个螺距之内止住为合格。 螺纹环规的运用方法运用前：应经相关检验计量机构检验计量合格后，方可投入消费现场运用。运用时：应留意被测螺纹公差等级及偏向代号与环规标识的公

6、差等级、偏向代号一样 检验丈量过程： 首先要清理干净被测螺纹油污及杂质，然后在通端与被测螺纹对正后，用大母指与食指转动环规，使其在自在形状下旋合经过螺纹全部长度断定合格，否那么以不通断定。在止端与被测螺纹对正后，用大母指与食指转动环规，旋入螺纹长度在2个螺距之内为合格，否那么判为不合格品。 本卷须知 在用量具应在每个任务日用校正塞规计量一次。 经校正塞规计量超差或者到达计量器具周检期的环规，由计量管理人员收回作相应的处置措施。 可调理螺纹环规经调整后，丈量部位会产生失圆，此景象由计量修复人员经螺纹磨削加工后再次计量鉴定，各尺寸合格后方可投入运用。报废环规应及时处置，不得流入消费现场。2螺纹千分

7、尺单项丈量 螺纹千分尺具有60锥型和V形测头，是运用螺旋副传动原理将回转运动变为直线运动的一种量具，主要用于丈量外螺纹中径。 用螺纹千分尺丈量螺纹中径 螺纹千分尺的压线或离线调整与外径千分尺调整方法一样。 螺纹千分尺丈量时必需运用“测力安装以恒定的丈量压力进展丈量。在运用螺纹千分尺时应平放，使两测头的中心与被测工件螺纹中心线相垂直，以减小其丈量误差。螺纹千分尺适用于精度较低的螺纹工件丈量 。本卷须知：3用三针丈量法丈量螺纹中径(单项丈量)三针丈量法是丈量外螺纹中径的一种比较精细的丈量方法。 普通三角螺纹三针丈量螺纹中径的简化公式为 一三针丈量时千分尺丈量值(mm)；螺纹中径(mm)； 量针直径

8、(mm)； 螺纹螺距(mm)。三针丈量 普通螺纹丈量时量针最正确直径计算简化公式三针丈量适用于精度高、螺旋升角小于4的螺纹工件丈量。 最小针直径 最正确量针 最大量针直径三针直径的选择4.确定加工工艺参数1螺纹切削进给次数与背吃刀量确实定 螺纹切削总余量就是螺纹大径尺寸减去小径尺寸，即牙型高度h的两倍。 牙深h0.6495P螺距普通采用直径编程，需换算成直径量。需切除的总余量如下： 20.6495P1.299P螺距查表实际值过深，车出牙型过尖。 螺纹大径d公称直径0.13P螺距 螺纹底径d公称直径1.08P螺距1螺纹加工切削用量确实定常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量螺距1.01.52.02.5

9、3.03.54.0牙深(半径量)0.6490.9741.2991.6241.9492.2732.598切削次数背吃刀量直径量1次0.70.80.91.01.21.51.52次0.40.60.60.70.70.70.83次0.20.40.60.60.60.60.64次-0.160.40.40.40.60.65次-0.10.40.40.40.46次-0.150.40.40.47次-0.20.20.48次-0.150.39次-0.2 在车床上车削单头螺纹时，工件每旋转一圈，刀具前进一个螺距，这是根据螺纹线原理进展加工的。 单头螺纹加工的进给速度一定是螺距的数值； 多头螺纹的进给速度一定是导程的数值；

10、2) 螺纹车削进给量确实定式中：P为螺距，mm；k为保险系数，普通为80。3螺纹加工时主轴转速确实定加工螺纹时，主轴转速如下：升速进刀段1和减速退刀段2确实定： 升速进刀段：减速退刀段： 普通加工一段螺纹时，从粗车到精车，用同一轨迹要进展多次螺纹切削。由于螺纹切削是在主轴上的位置编码器输出一转信号时开场的，所以零件圆周上的切削点依然是一样的，工件上的螺纹轨迹也是一样的。因此从粗车到精车，主轴转速必需一定，否那么螺纹导程不正确。螺纹加工的特点：知识点阐明： 图中1和2有其特殊的作用，由于螺纹切削的开场及终了部分，伺服系统存在一定的滞后，导致螺纹导程不规那么，为了思索这部分螺纹尺寸精度，加工螺纹时

11、的指令要比需求的螺纹长度长12。螺纹切削时，进给速度倍率开关无效，系统将此倍率固定在100。螺纹切削进给中，主轴不能停。假设进给停顿，切入量急剧添加，很危险，因此进给暂停在螺纹切削中无效。 螺纹车削会引起牙尖膨胀变形，因此外螺纹的外圆应车到最小极限尺寸，内螺纹的孔应车到最大极限尺寸。螺纹加工前，加工外表的实践直径尺寸可按以下公式计算：内螺纹加工前的内孔直径： D孔d内螺纹的公称直径 1.0825P外螺纹加工前的外圆直径： D外D外螺纹的公称直径0.10.2165P2螺纹实践直径确实定普通车床上有三种进刀方式： 3进刀方式直进法 斜进法 左右切削法 车螺纹时的进刀方式 车螺纹时，只利用中拖板的垂

12、直进刀，在几次行程中车好螺纹。直进法车螺纹可以得到比较正确的齿形，但由于车刀刀尖全部切削，螺纹不易车光，并且容易产生扎刀景象，适用于加工P3mm普通螺纹及精加工P3mm螺纹。 在粗车时，为了操作方便，除了中拖板进给外，小拖板可先向一个方向进给车右螺纹时每次吃刀略向左移，车左螺纹时略向右移。螺纹牙型精度低，外表粗糙度值大，适用于粗加工P3mm螺纹，精车时用左右切削法，以使螺纹的两侧面都获得较低的外表粗糙度。 车削螺纹时，除了用中拖板刻度控制螺纹车刀的垂直吃刀外，同时运用小拖板把车刀左、右微量进给，这样反复切削几次行程，精车的最后一、两刀应采用直进法微量进给，以保证螺纹牙型正确。前往二螺纹加工指令

13、G32、G92、G76内外圆柱螺纹内外圆锥螺纹单头螺纹和多头螺纹恒螺距与变螺距螺纹圆柱螺纹 圆锥螺纹 端面螺纹数控车床可以加工直螺纹、锥螺纹和端面螺纹根本螺纹车削指令G32螺纹车削复合循环指令G76螺纹车削固定循环指令G92螺纹车削指令数控系统不同，螺纹加工指令也有差别。1单段螺纹切削指令G32编程格式： G32 X(U)_ Z(W)_ F_；其中： X、Z值是指车削到达的终点坐标； U、W值是指切削终点相对切削起点的增量坐标； F是指螺纹导程。G32 XU_ZW_F_； 圆锥螺纹G32 ZW_F_； 圆柱螺纹G32 XU_F_； 端面螺纹三种螺纹编程格式圆柱螺纹:G32 ZW_F_；G00G

14、00G00G32圆锥螺纹:G32 XU_ZW_F_；G00G00G00G32 G32 Xxb Zzb F； G32 U(xb-xa) W(zb-za) F； 编程算法：主轴应经过G97指令指定恒转速；伺服电机由静止到匀速运动、由匀速到静止有一个加速、减速过程，为防止加工螺纹螺距不均匀，车削螺纹前后，必需有适当的进刀段1和退刀段2；因受机床构造及CNC系统的影响，车削螺纹时主轴的转速有一定的限制，这因厂家而异；螺纹加工时最简单的方法是进刀方向指向卡盘，假设运用左手刀具加工右旋螺纹，进刀方向也可远离卡盘；螺纹加工中的走刀次数和进刀量切削深度会直接影响螺纹的加工质量。车削螺纹时的切削深度及走刀次数可

15、参考表31。本卷须知：例3-1： 在CNC车床上欲车削图示普通螺纹M202.5，切削速度为100m/min,用G32指令编程。在编程前，应先作以下计算：先决议主轴转速验算n取值能否适宜：机床要求：nP4000 那么 n1600r/min由计算得知n取1592r/min可运用，普通取整数较方便，故取1500r/min。得由计算进刀段1及退刀段21nP/40015002.5/4009.4(mm) 取111mm2nP/180015002.5/18002.1(mm) 取23mm计算螺纹牙底直径螺纹牙底直径=大径-2螺纹总深度=20-20.6492.5=16.755mmN1 X19.0;G32 Z-33

16、.0 F2.5;G00 X26.0; Z11.0;N2 X18.3;G32 Z-33.0;G00 X26.0;Z11.0;O3001；T0100;G97 S1500 M03;G00 X26. Z11.T0101 M08；N3 X17.7;G32 Z-33.0;G00 X26.0; Z11.0;N4 X17.30;G32 Z-33.0;G00 X26.0;Z11.0;N5 X16.9；G32 Z-33.0;G00 X26.0; Z11.0;N6 X16.75;G32 Z-33.0;G00 X26.0;Z11.0G00 X150.0 Z200.0 T0000;M30;2螺纹单一车削切削循环指令G9

17、2编程格式： G92 X(U)_ Z(W)_ R_ F_；其中： X、Z值是指车削到达的终点坐标； U、W值是指切削终点相对循环起点的增量坐标； F 是指螺纹导程。 R 值为锥螺纹切削起点半径与切削终点半径的差值；切削圆柱螺纹时R值为0，可以省略。G92的切削循环途径：刀具从循环起点A开场，按ABCDA 完成一个循环。圆柱螺纹切削途径 锥螺纹切削途径走刀道路比较：G00G00G00G32G00G00G00G32G32走刀道路G92走刀道路 P1 P2 P3 P4 P1P1P2P3P4P1P2P3P4G92 XXb ZZb R(Xc/2-Xb/2) F ； G92 U(Xb-Xa) W(Zb-Z

18、a) R(Xc/2-Xb/2) F ； R编程算法： 例3-2 加工图示 M202.5螺纹，切削速度为100m/min，用G92 指令编程。G92 X19.0 Z-33.0 F2.5;X18.3;X17.7；X17.3；X16.9；X16.75；G00 X150.0 Z200.0 T0100;M30;O3002T0100;G97 S1500 M03;G00 X26. Z11. T0101 M08;3螺纹切削复合循环指令G76编程格式：G76 Pm( r ) () Qd min Rd；G76 XU_ ZW_ R ( i ) P ( k ) Q ( d ) F ( L)；式中：m：精车反复次数，从

19、0199，用两位数表示，该参数为模态量；r：螺纹尾端倒角值，该值的大小可设置在0.09.9L之间，系数应为0.1的整倍数，用0099之间的两位整数来表示，其中L为导程，该参数为模态量； ：刀尖角度，可从80、60、55、30、29、0六个角度中选择，用两位整数来表示，该参数为模态量；m、r、用地址P同时指定，例如，m=2, r=1.2L, =60，表示为P021260；dmin：最小车削深度，用半径值指定，单位：微米。车削过程中每次的 车削深度为 ，当计算深度小于此极限值时，车 削深度锁定在这个值，该参数为模态量；d：精车余量，用半径值指定，单位：微米，该参数为模态量； X(U)、Z(W)：螺

20、纹终点绝对坐标或增量坐标；i：螺纹锥度值，用半径值指定。假设i = 0那么为圆柱螺纹，可省略；k：螺纹高度，用半径值指定，单位：微米；d：第一次车削深度，用X轴半径值指定，通常为正值，单位：微米；L：螺纹的导程。G76的刀具轨迹 切削轨迹 参数定义G76螺纹循环G76可以在MDI方式下运用。在执行G76循环时，如按下循环暂停键，那么刀具在螺纹切削后的程序段暂停。G76指令为非模态指令，所以必需每次指定。在执行G76时，如要进展手动操作，刀具应前往到循环操作停顿的位置。假设没有前往到循环停顿位置就重新启动循环操作，手动操作的位移将叠加在该条程序段停顿时的位置上，刀具轨迹就多挪动一个手动操作的位移

21、量。本卷须知：例33 加工如下图的螺纹部分，用螺纹复合切削循环指令G76编程，加工螺纹为M686，螺纹刀具为T0606。参考程序如下：T0600；G97 S300 M03；G00 X80. Z10. T0606 M08；G76 P021060 Q100 R200；G76 X60.64 Z-85. P3680 Q1800 F6.0；G00 X200. Z120. T0600；M30；螺纹加工指令： 直进法G32、G92 斜进法G76螺纹加工方式：直进法：导程小于3mm的螺纹加工斜进法：导程大于3mm的螺纹加工 斜进法使刀具单侧刃加工减径负载 螺 纹 加 工螺纹车削复合循环指令G76螺纹车削固定循

22、环指令G92根本螺纹车削指令G32前往三复合循环指令G71、G701.外圆粗加工循环G71 适用:粗车轴向余量大于径向余量且需多次走刀才干完成的棒料毛坯的内、外径多台阶轴或孔的加工G71 Ud Re；G71 Pns QnfUuWwFfSSTt；编程格式： 在复合固定循环中，对零件的轮廓定义之后，即可完成从粗加工到精加工的全过程，使程序得到进一步简化。参数阐明：走刀道路图d：每次切削背吃刀量，即 X 轴向的进刀深度,以半径值表示， 一定为正值。e：每次切削终了的退刀量；ns：精加工途径第一程序段的顺序号；nf：精加工途径最后程序段的顺序号； u：X 方向精加工余量，以直径值表示；w：Z 方向精加

23、工余量；f，s，t：粗加工时所用的走刀速度、主轴转速、刀具号；在运用G71进展粗加工循环时，只需含在G71程序段的F、S、T功能才有效。而包含在ns nf程序段中的F、S、T功能，即使被指定对粗车循环也无效。零件轮廓必需符合X轴、Z轴方向的共同单调增大或减少的方式，精加工轮廓第一程序段必需是用G00或G01沿X轴方向进刀，进给至精中轮廓开场点，然后开场描画精加工轮廓轨迹。可以进展刀具补偿。因此在G71指令前必需用G40取消原有的刀尖半径补偿。在ns到nf程序段中可以含有G41或G42指令，对精车轨迹进展刀尖半径补偿。本卷须知：G71程序段本身不进展精加工，精加工是按后续程序段 nsnf给定的精

24、加工编程轨迹由G70指令执行。循环起点确实定：G71粗车循环起点确实定主要思索毛 坯的加工余量、进退刀道路等。不宜太远，以减少空行 程，提高加工效率。“ns至“ nf程序段中不能调用子程序。例34 编写如下图零件的加工程序，毛坯预先钻8内孔。采用内径粗车循环指令编写加工程序； 以工件右端面中心为工件坐标系原点；将循环起点设置在直径为6，间隔端面为5mm的地方，选择切削深度为 1.5mm半径值，退刀量为1mm；X方向精加工余量为0.4mm，Z方向精加工余量为0.1mm。 知条件下：参考程序编制如下：O3004；T0100；G96 S80.；G50 S1600. M03；G00 X6. Z5. T

25、0101 M08；G71 U1.5 R1.；G71 P10 Q20 U-0.4 W0.1 F0.2；N10 G00 G41 X44.；G01 W-25. S100. F0.08；X34. W-10.；W-10.；G03 X20. W-7. R7.；G01 W-10.；G02 X10. W-5. R5.；G01 W-18.；X6. Z-82.；N20 G40 X0.；G00 X180. Z150. T0100；T0202；G00 X6. Z5.；G70 P10 Q20；G00 X180. Z150. T0200；M05；M30； 2精加工循环G70指令功能： 由G71完成粗加工后，可以用G70进

26、展精加工。编程格式： G70 P(ns) Q(nf)；指令阐明： ns指定精加工道路的第一个程序段段号； nf指定精加工道路的最后一个程序段段号；必需先运用G71、G72、G73指令后，才可运用G70指令。G70指令指定从ns到nf间精车的程序段中，不能调用子程序。ns到nf间精车程序段所指定的F及S功能是给G70精车时运用的。精车时的S功能也可以用于G70指令前，在换精车刀时同时指令。运用G71、G72、G73及G70指令的程序段必需储存于CNC控制器的内存内，即有复合循环指令的程序不能经过计算机以边传边加工的方式控制CNC机床。到G70循环加工终了时，刀具前往到起点并读下一个程序段。本卷须知：前往。同时为了保证内、外螺纹的配合，加工时应如下图螺纹轴，由外圆柱面、螺纹退刀槽、普通内、外三角形螺纹、内沟槽等元素构成，零件三、工程实施外圆尺寸精度要求较高，表1零件图的工艺分析面粗糙度Ra1.6留意控制内、外螺纹的同轴度。 毛坯为棒料，针对内外螺纹轴的构造特点，需两次装夹，用三爪自定心卡盘夹紧定位。2装夹方案确实定工序一 夹持毛坯外圆，伸出三爪卡盘端面长度大于35mm 车端面，打中心孔； 钻16mm，深28mm的螺纹预加工孔； 粗车 精加工外圆柱