电子课件-《数控车床编程与操作(广数系统)》-B01-9575-第七章--螺纹加工

1、第七章 螺纹加工第一节 普通螺纹加工 第二节 梯形螺纹加工 第三节 多线螺纹的加工第四节 变螺距螺纹加工第一节 普通螺纹加工一、普通螺纹加工概述1. 普通螺纹的尺寸计算普通三角形外螺纹牙型2. 车内螺纹孔前孔径的确定车削塑性金属的内螺纹时:D孔D P车削脆性金属的内螺纹时:D孔D -1. 05P式中，D孔为车内螺纹前的孔径（mm）；D 为内螺纹的大径（mm）；P 为螺距（mm）。3. 普通螺纹车刀的选择普通螺纹加工刀具刀尖角通常为60，螺纹车刀刀片的形状应和螺纹牙型一致。要保证螺纹牙型的精度，必须正确地刃磨和安装车刀。一般情况下，螺纹车刀切削部分的材料有高速钢和硬质合金两种。在数控车床上车削普

2、通三角形螺纹一般选用精密机夹可转位不重磨螺纹车刀，使用时要根据螺纹的螺距选择刀片的型号，每种规格的刀片只能加工一个固定的螺距。数控机夹螺纹车刀a) 外螺纹车刀 b) 内螺纹车刀4. 普通螺纹加工进刀方式在数控车床上加工螺纹的进刀方式有直进式和斜进式。直进式容易保证牙型的正确性，只适用于车削较小螺距的螺纹。用斜进式车削螺纹，刀具是单侧刃加工, 排屑顺利，不易扎刀。当螺距P LZ （ 45）时, X 轴为长轴。长轴与短轴的关系（4）G32 指令应用注意事项1）J、K 是模态代码, 连续螺纹切削时下一程序段省略J、K 时, 按前面的J、K 值进行退尾, 在执行非螺纹切削代码时取消J、K 模态。2）省

3、略J 或J、K 时, 无退尾; 省略K 时, 按K = J 退尾。3）J =0 或J =0、K =0 时, 无退尾。4）J0、K =0 时, 按J = K 退尾。5）J =0、K0 时, 无退尾。6）如果当前程序段为螺纹切削，下一程序段也为螺纹切削，则在下一程序段切削开始时不检测主轴位置编码器的一转信号，直接开始螺纹加工，此功能可实现连续螺纹加工。7）执行进给保持操作后, 系统显示“暂停”, 螺纹切削不停止, 直到当前程序段执行完才停止切削; 如为连续螺纹加工则执行完螺纹切削程序段才停止切削, 程序运行暂停。8）在单段运行中执行完当前程序段停止运动, 如为连续螺纹加工则执行完螺纹切削程序段才停

4、止切削。9）系统复位、急停或驱动报警时，螺纹切削减速停止。（5）示例例1如图所示圆柱螺纹M30 1. 5，1 =3 mm，2 =2 mm，编程加工该螺纹。应用G32 指令加工圆柱螺纹示例1）相关计算。螺纹牙高h =0. 649 5P =0. 649 5 1. 5 =0. 974 (mm)螺纹小径d2 = D -2h =30 -2 0. 974 =28. 05 (mm)2）程序编制例2 如图所示，螺纹导程为3. 5 mm，1 =2 mm，2 =1 mm，每次背吃刀量为1 mm，编程加工该螺纹。应用G32 指令加工锥螺纹示例车螺纹第二刀2. 螺纹循环切削指令(G92)（1）指令格式G92X (U)

5、_ Z (W)_ R_ F (I)_ J_ K_ L_ ;式中，X、Z: 螺纹切削终点的绝对坐标值;U、W: 螺纹切削终点相对于螺纹循环起点的增量坐标值;R: 切削起点与切削终点X 轴绝对坐标的差值（半径值）；L: 多线螺纹的线数，该值的范围是1 99，模态参数，省略L 时默认为单线螺纹。其他参数与G32 指令中的相同。（2）指令说明1）G92 为模态指令，指令的起点和终点相同。G92 指令轨迹a) 直螺纹切削轨迹b) 锥螺纹切削轨迹2）G92 指令轨迹包含下列四个步骤刀具沿X 轴从起点快速移动到切削起点。沿Z 轴（或X、Z 轴同时）从切削起点螺纹插补到切削终点。沿X 轴以快速移动速度退刀（与

6、步骤方向相反），返回到X 轴绝对坐标与起点相同处。沿Z 轴快速移动返回到起点，循环结束。3）执行G92 指令，在螺纹加工结束前有螺纹退尾过程，在距离螺纹切削终点固定长度（称为螺纹的退尾长度）处，在Z 轴继续进行螺纹插补的同时，X 轴沿退刀方向指数式加速退出，Z 轴到达切削终点后，X 轴再以快速移动速度退刀。4）G92 指令的螺纹退尾功能可用于加工没有退刀槽的螺纹，但仍需要在实际的螺纹起点前留出螺纹引入长度。5）G92 指令可以分多次进刀完成一个螺纹的加工, 但不能实现2 个连续螺纹的加工,也不能加工端面螺纹。6）关于螺纹切削的注意事项，与G32 指令相同。7）U、W、R 反映螺纹切削终点与起点

7、的相对位置，在符号不同时刀具轨迹与退尾方向如图所示。U、W、R 参数的符号U、W、R 参数的符号（3）示例例1加工如图 所示的M30 2 -6g 普通圆柱螺纹，试用G92 指令编制螺纹加工程序。G92 指令加工圆柱螺纹示例1）相关计算螺纹牙高h =0. 649 5P =0. 649 5 2 =1. 299 (mm)螺纹小径d2 = D -2h =30 -2 1. 299 =27. 402 (mm)2）程序编制例2加工如图 所示的锥螺纹，螺距为1. 5 mm。G92 指令加工外锥螺纹示例3. 复合型螺纹循环切削指令G76（1）指令格式G76P (m) (r) () Q (dmin) R (d);

8、G76X (U)_ Z (W) _ R (i) P (k) Q (d) F (I)_ ;式中， X、Z: 螺纹切削终点的绝对坐标值;U、W: 螺纹切削终点相对于螺纹循环起点的增量坐标值;P (m) (r) ()：m为指定最后螺纹精加工重复次数，其范围是1 99； r 为螺纹倒角量，即螺纹退尾宽度，单位为0. 1 L （L 为导程），其范围是(0.1 9. 9) L, 以0. 1L 为一挡，可以用00 99 两位数值指定。 为刀尖角度, 可从0、29、30、55、60和80六个角度中选择，用两位数表示。Q (dmin ): 最小切入量（ 单位为0. 001 mm），无符号, 半径值, 其范围是0

9、 9 999 999, 当一次切入量( n - n -1) d 比dmin还小时, 则用dmin作为一次切入量;设置dmin是为了避免由于螺纹粗车切削量递减造成粗车切削量过小、粗车次数过多;R (d)：精加工余量（单位为0. 001 mm），其范围是0 9 999 999；R (i)：螺纹部分的半径差，即螺纹锥度。单位为mm，半径指定，当i =0 或缺省输入时将进行直螺纹切削；P (k)：螺纹牙高（X 轴向的距离用半径值指令），单位为0. 001 mm，无符号；Q (d)：第一次切削深度，单位为0. 001 mm，半径值，无符号，若缺省输入，系统将报警；F：螺纹导程, 单位为mm, 其范围是0

10、. 001 500 mm;I：每英寸牙数，单位为牙/ in，其范围是0. 06 25400 牙/ in。（2）指令说明1）G76 指令根据地址参数所给的数据自动地计算中间点坐标，控制刀具进行多次螺纹切削循环直至达到编程尺寸。G76 指令可加工带螺纹退尾的直螺纹和锥螺纹，可实现单侧刀刃螺纹切削，吃刀量逐渐减少，有利于保护刀具、提高螺纹精度。G76 指令不能加工端面螺纹。2）G76 指令循环过程G76 指令的循环和进刀方式示意图a) 循环路线b) 进刀方式（3）示例如图所示零件，试用G76 指令编制螺纹加工程序。G76 指令编程示例1）参数的选择A 点位置。 m 值的选取。r 值的选取。 的确定。

11、dmin的确定。 d 的确定。k 值的确定。 d 的确定。2）参考程序四、实训练习如图所示为螺纹轴零件，试编制其加工程序。螺纹轴零件图螺纹轴零件图1. 图样分析该零件主要由外圆、圆弧、锥体、槽、螺纹等轮廓组成。零件右端为M20 1. 5 螺纹，其长度为20 mm，螺纹右端倒角为C2 mm。零件材料为45 钢，无热处理和硬度要求，适合在数控车床上加工。2. 工艺分析（1）夹住毛坯外圆, 伸出长度大于20 mm，粗、精加工零件左端面及轮廓。（2）掉头装夹，齐端面，保证总长，打中心孔。采用一夹一顶方式，粗、精车加工右端轮廓。（3）用切槽刀加工螺纹退刀槽。（4）加工M20 1. 5 螺纹。3 相关工艺

12、卡片的填写（1）数控加工刀具卡（2）数控加工工艺卡4. 程序编制（1）加工左端面及轮廓1）建立工件坐标系。加工左端轮廓工件坐标系2）参考程序（2）加工右端面及轮廓1）建立工件坐标系加工右端轮廓工件坐标系2）右端基点的坐标值3）参考程序5. 工件加工将编写的程序校验无误后，输入机床数控系统，加工出合格的零件。五、螺纹加工质量分析第二节 梯形螺纹加工 一、梯形螺纹加工的工艺分析1. 梯形螺纹的尺寸计算梯形螺纹的代号用字母“Tr”及公称直径 螺距表示，单位均为mm。梯形螺纹的牙型2. 梯形螺纹在数控车床上的加工方法梯形螺纹的几种切削方法a）直进法 b）斜进法 c）交错切削法 d）切槽刀粗切槽法3.

13、梯形螺纹车刀的安装（1）车刀的主切削刃必须与工件轴线等高。（2）刀头的角平分线要垂直于工件轴线。（3）用样板找正装夹，以免产生螺纹半角误差。梯形螺纹车刀的安装4. 梯形螺纹的测量三针测量螺纹中径三针测量时，M 值和中径d2 的计算公式如下:M = d2 +4. 864dD +1. 866P式中，M 为测量值，mm;dD为测量用量针的直径，mm;d2为梯形螺纹的中径，mm。量针直径的选择a) 最小量针直径b) 最佳量针直径c) 最大量针直径二、梯形螺纹编程示例零件如图所示，请编制其梯形螺纹加工程序。梯形螺纹零件Z 向刀具偏置值的计算加工梯形螺纹时Z 向刀具偏置值的计算三、实训练习如图所示为梯形螺

14、纹轴零件，试编制其加工程序。梯形螺纹轴零件梯形螺纹轴零件1. 图样分析2. 工艺分析（1）加工零件时，采用一夹一顶装夹方式。（2）制定加工工序时，应按粗精加工分开、先近后远等原则编制工序。（3）由于外圆尺寸公差一致，编程时可按基本尺寸编制，其公差可由刀具磨耗来控制。（1）夹住毛坯外圆，伸出长度大于85 mm，手动车右端面，打中心孔。（2）采用一夹一顶装夹方式，粗、精加工右轮廓, 切槽，车三角形螺纹。（3）掉头装夹24 mm 外圆，手动车左端面，控制总长，打中心孔。（4）采用一夹一顶装夹方式，粗、精加工左轮廓，粗、精加工梯形螺纹。3. 相关工艺卡片的填写（1）数控加工刀具卡（2）数控加工工艺卡4

15、. 程序编制（1）加工右端面及轮廓1）建立工件坐标系加工右端工件坐标系2）右端基点的坐标值求三角形螺纹的长度。3）参考程序（2）加工左端面及轮廓1）建立工件坐标系加工左端工件坐标系2）左端基点的坐标值梯形螺纹的顶径: (30 +29. 7) /2 =29. 85 (mm)梯形螺纹的底径: (23 +22. 347) /2 =22. 673 5 (mm)梯形螺纹的牙高: (29. 85 -22. 673 5) /2 =3. 588 (mm)3）参考程序5. 工件加工将编写的程序校验无误后，输入车床数控系统，加工出合格的零件。第三节 多线螺纹的加工一、多线螺纹加工工艺分析1. 多线螺纹的概念由一条

16、螺旋线形成的螺纹叫做单线（单头）螺纹，由两条或两条以上的轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹叫做多线（多头）螺纹。2. 车削多线螺纹的分线方法（1）轴向分线法（2）圆周分线法二、多线螺纹编程方法1. 应用G32 指令来加工多线螺纹2. 应用G92 指令来加工多线螺纹3. 应用G76 指令加工多线螺纹三、编程示例多线螺纹零件图四、实训练习如图所示双线螺纹轴零件，试编制其加工程序。双线螺纹轴零件1. 图样分析2. 工艺分析（1）夹住毛坯外圆, 伸出长度大于30 mm，粗、精车加工零件左端面及轮廓。（2）掉头装夹，齐端面保证总长，粗、精车加工右端轮廓。（3）用切槽刀加工螺纹退刀槽。（4）加工M24 Ph4P2 双线螺纹。3. 相关工艺卡片的填写（1）数控加工刀具卡（2）数控加工工艺卡4. 程序编制（1）加工左端面及轮廓1）建立工件坐标系。加工左端面及轮廓工件坐标系2）参考程序（2）加工右端面及轮廓1）建立工件坐标系加工右端面及轮廓工件坐标系2）右端基点的坐标值3）右端加工参考程序5. 工件加工将编写的程序校验无误后，输入机床数控系统，加工出合格的零件。第四节 变螺距螺纹加工一、变螺距螺纹切削指令G341. 指令格式G34 X (U) _ Z (W)_ F (I) _ J_ K_ R_ ;式中，X (U)、Z (W)、F (I)、J、K 的意义与G32 指令一致。变螺距螺