数控加工程序编制之螺纹轴的数控加工程序编制

数控加工程序编制--车削编程

(FANUC0i)任务四：螺纹轴的数控加工程序编制工作任务制定工艺，编制程序生产类型：单件毛坯：φ55×75材料45钢仿真加工学习目标最终目标：能够熟练的编写螺纹零件数控加工程序。促成目标：1．能正确选用螺纹刀具；2．会常见螺纹零件加工方案的制定；3.能正确运用螺纹的编程指令G32/G92/G76；4.能正确运用复合外径切槽（切断）循环指令G75。2螺纹公差、螺纹加工工艺3螺纹的加工指令:G32\G92\G761尺寸公差、外圆表面加工路线4螺纹在数控车床上的加工相关知识标准公差外圆表面的典型加工工艺路线研磨IT5Ra0.008~0.32超精加工IT5Ra0.01~0.32砂带磨IT5Ra0.01～0.16精密磨削IT5Ra0.008~0.08抛光Ra0.008~1.25金刚石车IT5～6Ra0.02~1.25滚压IT6～7Ra0.16~1.25精磨IT6～7Ra0.16~1.25精车IT7～8Ra1.25～5粗磨IT8～9Ra1.25～10半精车IT10～11Ra2.5～12.5粗车IT12～13Ra10～80外圆表面的典型加工工艺路线螺纹参数螺纹计算M36××2-6g根据螺距距P=2mm，，公差等等级为6级，查得：外外螺纹大大径公差差Td=280μm根据螺距距P=2mm，，基本偏偏差代号号g，查得：基基本偏差差es=-38μm外螺纹大大径的平平均值等等于36-38/1000-（280/1000）/2=36-0.178=35.822mm（（编程、、单项测量量）根据基本本大径=36mm，螺螺距P=2mm，公差差等级为为6级，，查得：外外螺纹中中径公差差Td2=170μm外螺纹中中径的基基本尺寸寸d2=d－0.65P=36-0.65×2=34.7mm外螺纹中中径的最最大极限限尺寸=34.7-0.038=34.662mm（（单单项测量量）外螺纹中中径的最最小极限限尺寸=34.7-0.038-0.17=34.492mm近似计算算公式数控车床床可以加加工直螺螺纹、锥锥螺纹、、端面螺螺纹。数控车床床上加工工的螺纹纹编程方法法上分为为单行程程螺纹切切削、简简单螺纹纹切削循循环和螺螺纹切削削复合循循环。螺纹车刀刀车刀的刀刀尖角等等于螺纹纹牙型角角α=60o，其前角角γo=0o才能保证证工件螺螺纹的牙牙型角，，否则牙牙型角将将产生误误差。只只有粗加加工时或或螺纹精精度要求求不高时时，其前前角可取取γo=5o～20o。安装螺纹纹车刀时时刀尖对对准工件件中心，，并用样样板对刀刀，以保保证刀尖尖角的角角平分线线与工件件的轴线线相垂直直，车出出的牙型型角才不不会偏斜斜。螺纹车刀刀几何角角度与用用样板对对刀车螺纹时时的进刀刀方法车削螺纹纹的进刀刀方法有有:直进进法、左左右切削削法、斜斜进法。。常用公制制螺纹切切削的进进给次数数与背吃吃刀量(双边)(mm)普通螺纹纹牙深=0.6495螺螺距注意事项项1)因因受机床床结构及及CNC系统的的影响，，车削螺纹纹时主轴轴的转速速有一定定的限制制，这因厂厂商而异异。如:杨杨铁CNC年床床：n××P≤3500；台中精机机CNC车床：：n×P≤4000。。2)在在螺纹加加工轨迹迹中应设设置足够够的升速速进刀段和降速退刀段，以消除除滞后造造成的螺螺距误差差。并将将起点选选择在适适当离开开工件的的位置上上。1=n×P／4002=n×P／1800其中：n为主转转转速，，r·min-1。P为螺纹纹导程，，mm。。由上二公公式所计计算而得得的1和2是理论上上所需的的进退刀刀量，实实际应用用时一般般取值比比计算值值略大。。一般δ1=2~5mm、δ2=（1/4~1/2）δ13)一般般来说，，螺纹切切削需要要多次加工工才能完成成，每次次的切入入量应按按照一定定的比例例逐次递减减，并使最终切深深与螺纹纹牙深相相一致。因此，，通常需需要多次次执行螺螺纹加工工指令才才能完成成加工。。在这种种情况下下，除X向尺寸寸外，螺螺纹的Z向加工工起点、、加工轨轨迹都不不能改变变。4)螺纹纹切削时时，进给速度度决定于于主轴转转速与螺螺纹导程程，在G0l(G02、、G03)中编编程的模模态F值值在螺纹纹加工时时暂时无无效。5)在在螺纹切切削过程程中，不不宜使用用恒线速速度控制制功能，，而采用用恒转速控控制功能能较为合适适。且必必须与进进给运动动保持同同步，保保证每次次刀具切切削开始始位置相相同，保保证每次次切削深深度都在在螺纹圆圆柱的同同一位置置上（螺纹切削削指令）。6)在在螺纹切切削过程程中，进给速度度倍率无效；7)在在螺纹切切削过程程中，进给暂停停功能无效效，如果果在螺纹纹切削过过程中按按了进给给暂停按按钮，刀刀具将在在执行了了非螺纹纹切削的的程序段段后停止止；8)在在螺纹切切削过程程中，主轴速度度倍率功能失效效；螺纹切削削G32指令格式式：G32X(U)__Z(W)__F__；X、Z：：为螺纹纹切削的的终点坐坐标值。。U、W：：为增量量编程时时，有效效螺纹终终点相对对于螺纹纹切削起起点的增增量。F为螺纹纹导程。。1圆柱柱螺纹：G32Z_F_；；2锥螺螺纹：G32X_Z_F3端面面螺纹：G32X_F;4连续续螺纹切切削5多线线螺纹ZXO0001;G54M03S260T0101;G00X26.Z3.;G00X23.3;G32Z-22.F1.;G00X26.;Z3.;X22.9;G32Z-22.F1.;G00X26.;Z3.;X22.7;G32Z-22.F1.;G00X26.;X100.Z50.;M05;M30;升速进刀刀段δ1=3mm，降降速退刀刀段δ2=2mm切削总量量（直径径值）1.3，，分3次次切削0.7、、0.4、0.2(1)圆圆柱螺纹纹指令格格式为：：G92X(U)__Z(W)__F__F为螺纹纹导程。螺纹切削削循环指指令G92G92X(U)__Z(W)__R(I)__F__(2)圆圆锥螺纹纹指令格格式：R为锥螺螺纹终点点半径与与起点半半径的差差值R的正负负判断方方法与G90相相同O0002;G54M03S260T0101;G00X30.Z3.;G92X23.3Z-22.F1.;X22.9;X22.7;G00X100.Z50.;M05;M30;升速进刀刀段δ1=3mm，降降速退刀刀段δ2=2mm切削总量量（直径径值）1.3，，分3次次切削0.7、、0.4、0.2螺纹切削削多次循循环指令令G76G76P(m)(r)(a)Q(∆dmin)R(d)G76X(U)Z(W)R(i)P(k)Q(Δd)F(L)复合螺纹纹切削循循环指令令可以完完成一个个螺纹段段的全部部加工任任务。它它的进刀刀方法有有利于改改善刀具具的切削削条件，，在编程程中应优优先考虑虑应用该该指令m:精车车削次数数，必须须用两位位数表示示，范围围从01～99；r：螺纹纹末端倒倒角量，，必须用用两位数数表示，，范围从从00～～99；；例如r=10，则倒倒角量=10××0.1×导程程=导程程α：刀具具角度，，可选60°、、55°°、30°、00°等等几种，，用两位位数指定定；例如：P021060表示精车车两次，，末端倒倒角量为为一个螺螺距长，，刀具角角度为60°°；∆dmin：最最小切削削深度，，此数值不不可用小小数点方方式表示示，例如：∆∆dmin=0.02mm，需写写成Q20；d：精车车余量；；X(U)、Z(W)螺螺纹终点点坐标；；i：螺纹纹半径差差，如果果i=0可可以进进行普通通直螺纹纹切削；K:螺螺纹高，，这个值值用半径值规定，此数值不不可用小小数点方方式表示示；Δd:第一一刀切削削深度(半径值)，此数值不不可用小小数点方方式表示示；L:螺螺纹导程程G76P(m)(r)(a)Q(∆dmin)R(d)G76X(U)Z(W)R(i)P(k)Q(Δd)F(L)O0003;G54M03S260T0101;G00X30.Z3.;G76P021060Q100R0.1;G76X22.7Z-22.P650Q350F1.;G00X100.Z50.;M05;M30;升速进刀刀段δ1=3mm，降速速退刀段段δ2=2mm例：试试计算M24××1螺纹纹d、d1的尺寸。。d=D=d-0.1×P=24-0.1×1=23.9mmd1=D1=d-0.65×P×2=24–0.65×1×2=22.3mm数控车削削用量推推荐表主轴转速速n(r/min)主主要根据据允许的的切削速速度c(m/min)选取。。式中：vc—————切削速速度D——工工件直径径(mm)。主轴转速速n要根根据计算算值在机机床说明明书中选选取标准准值。普通精度度轧制件件用于轴轴类（零零件的数数控车削削加工余余量模锻毛坯坯用于轴轴类零件件的数控控车削加加工余量量计划进行零件件工艺分分析→→制定工工艺→编编制零件件数控加加工程序序→仿真真加工（1）机机床的选选择：选选用FANUC0i数控系系统数控控车床。。（2）毛毛坯的选选择：棒棒料φ55×75。（3）夹夹具的选选择：三三爪卡盘盘。（4）刀刀具的选选择：外外圆车刀刀、切槽槽刀、螺螺纹车刀刀。（5）利利用G71/G70/G42/G40/G76编编制程序序（6）采采用试切切法对刀刀完成坐坐标系设设置操作作及刀具具补偿参参数的设设置，进进行仿真真加工。。实施2填写写数控加加工工序序卡4填写数控控加工程程序单3绘制数控控加工走走刀路线线图1工艺艺分析5仿真加工工6填写记录录单1)分析析加工图图纸。2)确定定装夹方方案3)分析析走刀路路线及工工步顺序序。4)选择择刀具。。5)确定定切削用用量。6)制定定加工工工艺。尺寸精度形状精度位置精度结构分析精度分析表面粗糙度材料分析工艺分析析生产类型型：单件件毛坯：φφ55××75材料45钢数控加工工工序卡卡序号工艺内容刀具号补偿号刀具名称规格刀尖半径主轴转速r/min进给速度mm/r背吃刀量mm123456数控加工工走刀路路线图车外圆车端面精车右端端外轮廓廓切槽车螺纹数控加工工程序清清单加工程序程序注释左端:(G54)根据平均均尺寸编编程数控加工工程序清清单加工程序程序注释右端:(G55)根据平均均尺寸编编程加工步骤骤1）开机机；2）回参参考点：：先回X，，后回Z3）导入入程序；；4）轨迹迹模拟，，编辑与与程序调调试；（（模拟顺序序G54/G55/G54或G55/G54）5）装夹夹工件；；6）安装装刀具，，设置刀尖圆弧弧半径补补偿；7）对刀:三把刀调头对刀刀G54、、G55或T0101、T0103，建立立工件坐坐标系，，设置刀具长度度补偿（（记录数数据）8）运行行程序加加工工件件；9）测量量。报警记录

记录员签名______尺寸测量记录

记录员签名______问题分析及解决记录记录员签名______车端面Z坐标（工件坐标）车外圆X直径工件坐标系X（机械坐标）Z（机械坐标）右端(G54)(G54)左端（测量的实际长度-零件长度）(G55)(G55)G54对对刀记录录表刀补号XZRT010203刀补设置置界面检查1．加工工前，轨迹模拟拟检验程序序、检查工件坐标标系建立正确确与否、、检查各把刀的的刀补值值正确与否否。2．在工工件加工工过程中中，要注注意以下下几项内内容检查查：（1）工工件加工工前，必必须再次次检查空运运行是否否已经取取消。（2）工工件首次次加工时时，正常常切削工工件前，，必须用用单段方式式运行程序序，且检检查一段段运行一一段。切切入工件件而且切切削正常常后，方方可取消消单段运运行方式式。3．加工工完后，，看工件件的形状是否正确确、测量量尺寸是否合格格螺纹的检检测1．用螺螺纹环(塞)规规—综合测量量—无法发现现个别参参数的不不合格对于一般般标准螺螺纹，都都采用螺螺纹环规规或塞规规来测量量。在测测量外螺螺纹时，，如果螺螺纹“过过端”环环规正好好旋进，，而“止止端”环环规旋不不进，则则说明所所加工的的螺纹符符合要求求，反之之就不合合格。测测量内螺螺纹时，，采用螺螺纹塞规规，以相相同的方方法进行行测量。。螺纹环规规螺螺纹塞规规2．用螺螺纹千分分尺测量量——测量三角形螺纹中径径其结构和和使用方方法与外外径千分分尺相同同，有两两个和螺螺纹牙形形角相同同的触头头，一个个呈圆锥锥体，一一个呈凹凹槽。有有一系列列的测量量触头可可供不同同的牙形形角和螺螺距选用用。测量时，，螺纹千千分尺的的两个触触头正好好卡在螺螺纹的牙牙形面上上，所得得的读数数就是该该螺纹中中径的实实际尺寸寸。3．三针针测量法法—测量量螺纹中径测量时，，在螺纹纹凹槽内内放置具具有同样样直径D的三根根量针，，然后用用适当的的量具(如千分分尺等)来测量量尺寸M的大小小，以验验证所加加工的螺螺纹中径径是否正正确。量针直径径D对于公制制螺纹，，α=60°则则M=d2+3D－0.866t总结、评评价与提提升问题评价拓展进一步思考考整理实训报报告预习问题牙尖、顶径径小——刀尖圆圆弧半径大大、切深大大退刀槽左侧侧轮廓边缘缘出现少量量过切——工艺结结构不够合合理，退刀刀段适当短短点。评价自我评价教师评价问题：1.工艺艺路线（调调头加工、、切槽的刀刀具等）2.螺纹纹大径的计计算3.切入入点的坐标标计算，影影响倒角尺尺寸。4.螺纹纹终点坐标标的计算5.在G71指令令中建立刀刀具半径补补偿的位置置6.对刀刀（调头、、多把刀对对刀）措施：1。绘制走走刀路线图图2。适当标标注如基点坐标标、G42/G40、N(ns)/N（nf）的位置等等等。3。编制程程序拓展一圆锥螺纹编编程螺纹导程1.5mm，升速进进刀段δ1=2mm，降速退退刀段δ2=1mm。假设第第1刀螺纹纹切削深度度1mm；；第2刀螺螺纹切削深深度0.8mm；………。拓展二双头螺纹的的编程拓展三G75———外径切槽槽循环是外径切槽槽循环指令令，这种循循环可用于于内外径断断续切削沟沟槽和切断断加工指令格式为为：G75R(e);G75X(u)Z(w)P(△△i)Q(△k)R(△△d)F(f)；；如果将P和和Q、R省省略，则X轴的动作作可用于外外径沟槽的的断续切削削。G75R(e)；G75X(U)P(△i)F~；式中：e-退退刀量；X(U)-槽深深；

△i-每每次循环切切削量。例：编写进进行图示零零件切断加加工的程序序O0001;G54T0101M03S200;G00X33.0Z-50.0;G75R1.0;G75X-2.0P5.0F0.1;G00X100.0Z50.0;M30;拓展四G04———程序暂停停——非模态指令令——暂时时停止执行行后续程序序段切槽刀切槽槽至槽底时时或或钻孔至孔孔底时等等等书写格式：：P_G04X_；；U_说明：X、、U、P均均为暂停时时间，单单位秒。若暂停2秒秒，则可写写成以下几几种格式：：G04X2.0;G04X2000;G04U2.0;G04U2000;G04P2000;或：或：或：或：G01X20.;G04X0.5;G00X30.;G00X80.Z100.M09;M05;M30;O0001;M03S350T0101;G00X30.Z-13.M08;G01X20.F0.1;G04X0.5;G00X30.;Z-22.;G01X20.;G04X0.5;G00X30.;Z-35.;G01X20.;G04X0.5;G00X30.;Z-44.;拓展五M功能字含义M00程序停止M01选择停止M02程序结束M03主轴正转M04主轴反转M05主轴停止M08冷却液开M09冷却液关M30程序结束并且指针回到程序的开头M98调用子程序M99子程序结束并返回主程序例如：在加加工外圆之之后，车螺螺纹之前，，添加程序序段：M00;或：M01;且且按下相应应的功能键键。则程序停止止，主轴及及切削液停停，便于工工件的检测测。拓展六选择性程序序段删除““/”？？？？在程序段的的最前端加加一斜线““/”时，，表示该程程序段是否否被执行，，由操作面面板上的选选择性程序序段删除开开关来决定定问题及思考考1.螺纹纹的大、小径、、牙深及中径如何何计算？2.指令令G32/G92/G76的格格式是什么么？如何应应用？3.如何何加工内螺纹纹？4.如何何加工多头头螺纹？5.螺纹纹如何检测测？6.螺纹纹的误差分分析？7.螺纹纹常见的加加工方法有有哪些？实训报告每小组写1份，雷同者全部部0分纸张统一A4纸内容：实训课题———螺纹轴轴的程序编编制班级、小组组、组长、、成员时间：2009.12.17～2009.12.23地点：CAD/CAM实训训室（268机房））、多媒体体教室分工一、课题要要求：1．掌握螺螺纹车刀的的对刀，调调头对刀2．掌握指指令G32/G92/G76的格式及及应用,螺螺纹轴的数数控加工程程序编制3．螺纹的的计算4．掌握输输入、编辑辑程序、调调试程序的的方法5．发扬团团队精神，，提高成员员之间的团团结协作、、互相帮助助的能力二、实训条条件1.零件件图（按制图课课标准要求求）2.CAD/CAM实训室室3.上海海宇龙仿真真软件三、实训过过程教师讲授———演示———学生做做——教师师巡回指导导、纠错———检测———总结、、评价材料：45钢生产类型：：单件1)分析加加工图纸。。2)确定装装夹方案3)分析走走刀路线及及工步顺序序。4)选择刀刀具。5)确定切切削用量。。（来源及计计算）6)制定加加工工艺。。尺寸精度形状精度位置精度结构分析精度分析表面粗糙度材料分析（一）工艺艺分析（每步均有有内容）（二）制订订工序卡片片序号工艺内容刀具号补偿号刀具名称规格刀尖半径