5项目五 螺纹类零件的数控车削加工

任务5-1圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务5-2圆锥螺纹类零件的数控车削加工

项目五套类零件的数控车削加工全国高职高专规划教材技能型紧缺人才培养及“双证制”教改教材国家示范性高职院校建设项目成果中国电子教育学会推荐教材

任务5-1圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务目标：（1）掌握三角形螺纹尺寸的计算方法和工艺安排。（2）掌握数控车床螺纹车刀的对刀方法。（3）掌握数控车床螺纹类零件的编程方法。任务引领：制定如图5-1所示车削零件的数控加工刀具及加工工序卡，并编写加工程序。图5-1圆柱螺纹类零件加工实例

5.1.1基本螺纹切削G32编程格式：

G32X(U)__Z(W)__F__

；其中：X(U)、Z(W)——螺纹切削的终点坐标值，X省略时为圆柱螺纹切削，Z省略时为端面螺纹切削，X、Z均不省略时为锥螺纹切削；

F——螺纹导程。

任务5-1圆柱螺纹类零件的数控车削加工上一页下一页对于锥螺纹，如图5-2所示，角α在45°以下时，螺纹导程以Z轴方向指定；角α在45°以上至90°时，螺纹导程以X轴方向指定；

螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段δ1和降速退刀段δ2。图5-2螺纹切削G32

任务5-1圆柱螺纹类零件的数控车削加工

5.1.2螺纹切削循环G92螺纹切削循环G92把“切入→螺纹切削→退刀→返回”四个动作作为一个循环，用一个程序段来指定。其中只有一段主要用于车螺纹的工进路线段，其余都是快速空程路线。采用简单固定循环编程虽然可简化程序，但要车出一个完整的螺纹还需要人工连续安排几个这样的循环。

任务5-1圆柱螺纹类零件的数控车削加工螺纹切削循环指令（G92）

格式：圆柱螺纹：G92X（U）__Z（W）__F__；

锥螺纹：G92X（U）__Z（W）__I__F__；

其中X，Z（U，W）为螺纹切削终点坐标；

I为螺纹的锥度，起点与终点的半径差（有正负之分）。加工圆柱螺纹时，I＝0。加工圆锥螺纹时，当X向切削起始点坐标小于切削终点坐标时，I为负；反之为正。

例：如图所示的程序

……；

G00X40.0Z5.0；

G92X29.3Z-42.0F2.0；

X28.42；

X27.82；

X27.62；

G00X150.0Z200.0；上一页下一页

任务5-1圆柱螺纹类零件的数控车削加工

5.1.3螺纹牙型高度螺纹牙型高度(螺纹总切深)是指螺纹牙型上牙顶到牙底之间垂直于螺纹轴线的距离，图中的H是车削时车刀的总切入深度。根据GB192～197－81规定，普通螺纹的牙型理论高度H＝0.866P，实际加工时，由于螺纹车刀刀尖半径的影响，螺纹的实际切深有变化。根据GB197－81规定，螺纹车刀可在牙底最小削平高度H/8处削平或倒圆，则螺纹实际牙型高度可按下式计算：h＝H－2＝0.6495P式中：H——螺纹原始三角形高度，H＝0.866Pmm；

P——螺距(单位为mm)。

任务5-1圆柱螺纹类零件的数控车削加工螺纹牙型的高度

任务5-1圆柱螺纹类零件的数控车削加工（2）螺纹起点与螺纹终点径向尺寸的确定螺纹加工中，径向起点（即编程大径）的确定取决于螺纹大径。例如欲加工M30×2-6g的外螺纹，由GB197—81可得：螺纹大径基本偏差为ES=－0.038mm；公差为Td=0.28mm；则螺纹大径尺寸为φ30mm，所以，编程大径应在此范围内选取。径向终点（编程小径）的确定取决于螺纹小径。因为螺纹大径确定后，螺纹的总切深在加工中是由螺纹小径来控制的。可按下列公式计算：d’=d

－2(7/8–R–es/2+1/2×Td2/2)=d－7/4H+2R－es－Td2/2

式中：d—螺纹公称直径（mm）；

H—螺纹原始三角形高度（mm）；

R—牙底圆弧半径（mm），一般取R=（1/8—1/6）H；

Es—螺纹中径基本偏差(mm)；

Td2—螺纹中径公差(mm)。

任务5-1圆柱螺纹类零件的数控车削加工（3)螺纹起点与螺纹终点轴向尺寸由于车螺纹起始时有一个加速过程，结束前有一个减速过程，在这段距离中螺距不可能保持均匀，因而车螺纹时，两端必须设置足够的升速进刀段和减速退刀段δ，以剔除两端因变速而出现的非标准螺距的螺纹段。同理，在螺纹切削过程中，进给速度修调功能和进给暂停功能无效；若此时按进给暂停键，刀具将在螺纹段加工完后才停止运动。有的机床具有主轴恒线速控制(G96)和恒转速控制(G97)的指令功能，那么，对于端面螺纹和锥面螺纹的加工来说，若恒线速控制有效，则主轴转速将是变化的，这样加工出的螺纹螺距也将是变化的。所以，在螺纹加工过程中，不应该使用恒线速控制功能。从粗加工到精加工，主轴转速必须保持为一常数，否则，螺距将发生变化。

任务5-1圆柱螺纹类零件的数控车削加工（4)分层切削深度如果螺纹牙型较深、螺距较大，可分几次进给，每次进给的背吃刀量用螺纹深度减精加工背吃刀量所得的差按递减规律分配。常用米制螺纹切削的进给次数与背吃刀量见表5-1，常用英制螺纹切削的进给次数与背吃刀量见表5-1。

任务5-1圆柱螺纹类零件的数控车削加工常用米制螺纹切削的进给次数与背吃刀量(双边)(mm)

任务5-1圆柱螺纹类零件的数控车削加工5.1.4螺纹车刀对刀1．Z方向对刀

手动模式下移动螺纹车刀，使刀尖与工件右端面平齐如图5-6，为保证对刀精度，可借助直尺确定，然后点击OFSETSETTING，进入刀补界面，选择【补正】，把刀具的Z方向的偏移值输入到相应刀具长度补偿中，用【测量】的方法自动测出并反映到系统中。

任务5-1圆柱螺纹类零件的数控车削加工图5-6螺纹车刀Z方向对刀示意图5.1.4螺纹车刀对刀2、X方向对刀手动模式下按主轴正转按钮，使主轴转动。选择相应的倍率，移动螺纹车刀，沿着外圆-Z方向（长约3～5mm）试切外圆，后保持刀具X方向位置不变，再沿+Z方向退出刀具如图5-7所示，使主轴停转。此时使用千分尺测量出外圆直径，点击OFSETSETTING，进入刀补界面，选择【补正】，把刀具的X方向的偏移值输入到相应刀具长度补偿中，用【测量】的方法自动测出并反映到系统中。

任务5-1圆柱螺纹类零件的数控车削加工图5-7螺纹车刀X方向对刀示意图

思考题

（1）螺纹加工为什么要设置引入长度和超越长度？（2）如何设置螺纹车刀的刀补?（3）车削加工图5-8所示的零件，材料为45钢，毛坯为外圆直径Φ75。编制该零件的数控加工刀具、加工工序卡和加工程序，并在数控车床上模拟加工路线轨迹。任务目标：（1）掌握三角形圆锥螺纹尺寸的计算方法和工艺安排。（2）掌握螺纹的检测方法。（3）掌握数控车床螺纹切削复合循环指令的编程及应用。任务引领：零件材料为45钢，制定如图4-7所示车削零件内外槽的数控加工刀具及加工工序卡，并编写加工程序。

任务5-2圆锥螺纹类零件的数控车削加工图5-9圆锥螺纹类零件加工实例上一页下一页5．2．1螺纹切削复合循环（G76）其指令格式：G76P(m)(r)(a)Q(Δdmin)R(d)；G76X(u)__Z(w)

R(i)P(k)Q(Δd)F

；其中：m—精加工重复次数(01～99)；r—倒角量，即螺纹切削退尾处（45°）的Z向退刀距离。当螺距由L表示时，可以从0.1L到9.9L设定，单位为0.1L(两位数从00到99)；a—刀尖角度可以选择80°，60°，55°，30°，29°和0°六种中的一种，由2位数规定； 如：当m=2，r=1.2L，a=60°，（L是螺距）指令应写为：PΔdmin—最小切深(该值不带小数点的半径值表示)，当一次循环运行(Δd—Δd-1)的切深小于此值时，切深箝在此值处；d—精加工余量(该值不带小数点的半径值表示)；X(u)__Z(w)

—螺纹终点坐标值；i—锥螺纹起点与终点的半径差，i为零时可加工圆柱螺纹；k

—螺纹牙型高度（该值不带小数点的半径值表示），为正；Δd

—第一刀切削深度(半径值),为正；L—螺纹导程；

任务5-2圆锥螺纹类零件的数控车削加工上一页下一页(a)图5-10G76螺纹切削复循环的刀具运动轨迹及进刀轨迹

任务5-2圆锥螺纹类零件的数控车削加工上一页下一页5．2．2螺纹检测1．螺距与牙型角检验螺距是由车床的运动关系来保证的，螺距的检验方法主要有钢尺测量和螺纹牙规检测两种方法。(1）直尺测量用钢尺测量若干个螺距的长度，然后除以螺距数，就可以得到测量零件的螺距。一般测量长度以取10个螺距为宜。这种测量螺距的方法，测量误差较大，常用于测绘、粗略检查时采用。

（2）螺纹牙规检测螺纹牙规是一种通用的检测螺纹螺距的工件，每把螺纹牙规一般是由若干个螺距的样板组成的，如图5-12所示。测量时，用被测量螺纹相近的螺距样板，压在螺纹沟槽中，通过观察样板与螺纹的贴合程度判断螺纹的螺距和牙型角的误差值。

任务5-2圆锥螺纹类零件的数控车削加工（a）上一页下一页2．螺纹中径测量

(1）螺纹千分尺测量法螺纹中径常用螺纹千分尺(如图5-13所示)测量，其使用方法与一般的外径千分尺相似。螺纹千分尺配套有各种牙型和螺距的测头，在测量前先选择测头并安装好，测量时，测头的触头正好与螺纹的牙型面接触，所得的读数就是被测量螺纹的中径实际尺寸。

任务5-2圆锥螺纹类零件的数控车削加工图5-13螺纹千分尺上一页下一页（2）三针测量法三针测量法是一种间接简易测量外螺纹中径的比较精密的的方法。此方法不受牙型的限制，主要适用于测量一些精度要求较高、螺旋角小4°的螺纹和蜗杆。测量时将直径相同的三根量针放在被测螺纹的沟槽里，其中两根放在同侧相邻的沟槽里，另一根放在对面与之相对应的中间沟槽