螺纹加工的编程

常用固定循环（FANUC系统）及螺纹车削加工编程数控车削固定循环数控车床上被加工工件的毛坯常用棒料或铸、锻件，因此加工余量大，一般需要多次重复循环加工，才能去除全部余量。为了简化编程，数控系统提供了不同形式的固定循环功能，以缩短程序段的长度，减少程序所占内存。本书以BEIJING-FANUC0iMate-TB系统为例，介绍几个常用的车削固定循环指令。1、单一形状固定循环G90G90主要用于轴类零件的外圆、锥面加工，有两种编程格式。（1） 外圆切削循环G90。其编程格式为：G90X（U）__Z（W）__F__；式中：X、Z取值为圆柱面切削终点坐标值；U、W取值为圆柱面切削终点相对循环起点的坐标分量。图1的循环，刀具从循环起点开始按矩形1R-2F-3F-4R循环，最后又回到循环起点。图中虚线表示按R快速移动，实线表示按F指定的刀具进给速度移动。（2） 锥面切削循环指令G90。其编程格式为：G90X（U）__Z（W）__R__F__；式中：X、Z取值为圆锥面切削终点坐标值；U、W取值为圆锥面切削终点相对循环起点的坐标分量；R取值为圆锥面切削始点与圆锥面切削终点的半径差，有正、负号。图2的循环，刀具从循环起点开始按梯形1Rf2F-3F-4R循环，最后又回到循环起点。图中虚线表示按R快速移动，实线表示按F指定的工件进给速度移动。[Z-w[Z-wr循环11 一起点Hi4R厂怨|切削终点2F= IRf'J一X—削点切起0Z图1外圆切削循环G90 图2锥面切削循环G902、端面切削循环G94G94指令用于一些短、面大的零件的垂直端面或锥形端面的加工，直接从毛坯余量较大或棒料车削零件时进行的粗加工，以去除大部分毛坯余量。其程序格式也有加工圆柱面、圆锥面之分。其循环方式参见图3及图4。（1） 车大端面循环切削指令G94。其编程格式为：G94X（U）___Z（W）___F___；式中：X、Z取值为端面切削终点坐标值；U、W取值为端面切削终点相对循环起点的坐标分量。（2） 车大锥型端面循环切削指令G94。其编程格式为：G94X（U___Z（W）___R___F___；

式中：X、Z取值为端面切削终点坐标值；U、W取值为端面切削终点相对循环起点的坐标分量；R为端面切削始点至终点位移在Z轴方向的坐标增量。图3端面切削循环G943、外圆粗车循环图3端面切削循环G943、外圆粗车循环G71z-一炉图4带锥度的端面切削循环G94G71指令适用于切除毛坯的大部分加工余量，其编程格式为：G71P(ns)Q(nf)U(Au)W(Aw)D(Ad)F__S__T其中：ns 循环中的第一个程序段顺序号；nf 循环中的最后一个程序段顺序号；AuX轴方向精加工余量的距离和方向；AwZ轴方向精加工余量的距离和方向；Ad 每次径向吃刀深度。图5为用G71粗车外圆的走刀路线。图中C点为起刀点，A点是毛坯外径与端面轮廓的交点。Aw为轴向的精车余量；Au/2是径向的精车余量。Ad是切削深度，e是径向退刀量(由参数确定)。R表示快速进给，F表示切削进给。图5外圆粗车循环G71当上述程序指令的是工件内径轮廓时，G71就自动成为内径粗车循环，此时径向精车余量Au应指定为负值。［例1］图6为棒料毛坯的加工示意图。刀具进给速度为0.2mm/r,主轴转速为500r/min，粗加工切削深度为2mm，精加工余量X向为4mm(直径)，Z向2mm，程序起点如图。加工程序如下：O2007；N05T0101M03S500；N10G00X120.0Z10.0M08；N15G71P20Q50U4.0W2.0D2.0F0.2；N20G00X40.0；N20G00X40.0；N25G01Z-30.0；N30X60.0Z-60.0；N35Z-80.0；N40X100.0Z-90.0；N45Z-110.0；N50X120.0Z-130.0；N55G70P20Q50；N60G00X200.0Z150.0M09N65M05；N70M02；4、端面粗加工循环G72图6外圆粗车循环G71实例G72适用于圆柱棒料毛坯端面方向粗车，其编程格式G72P (ns) Q(nf) U (Au) W (Aw) D (Ad) F__S__TG72程序段中的地址含义与G71相同，但它只完成端面方向粗车。图7为刀具从外径方向往轴心方向车削端面循环示意图。［例2］如(图8)，端面粗车循环G72粗加工程序如下:O2008；N05T0101M03S500；N10G00X176.0Z2.0M08；N15P20Q45U2.0W2.0D2.0F0.2TOC\o"1-5"\h\zN20 G00 Z-70.0 ；N25 G01 X120.0 Z-60.0 ；N30 Z-50.0 ；N35 X80.0Z-40.0 ；N40 Z-20.0 ；N45X36.0Z2.0N50G70P20Q45；N55G00X200.0Z150.0M09；N60M05； 图8端面粗车循环G72实例N65M02；

5、固定形状粗车循环G73G73适用于毛坯轮廓形状与零件轮廓形状基本接近的铸、锻毛坯件。其编程格式为：G73P (ns) Q (nf) I (Ai) K (Ak) U (Au) W (Aw) D (Ad) F__S__T_；其中：ns 循环中的第一个程序段顺序号；nf 循环中的最后一个程序段顺序号；Ai 粗切时径向切除的余量(半径值)；Ak 粗切时轴向切除的余量；Au X轴方向精加工余量的距离和方向；Aw Z轴方向精加工余量的距离和方向；Ad 循环次数。G73的走刀路线如(图9)。执行G73功能时，每一刀的切削路线的轨迹形状是相同的,只是位置不同。每走完一刀，就把切削轨迹向工件移动一个位置，这样就可以将锻件待加工表面分布较均匀的切削余量分层切去。W2.0D3.0F0.3S500；N20W2.0D3.0F0.3S500；N20G00X80.0W-40.0S800；N25G01W-20.0F0.15；N30X120.0W-10.0；N35W-20.0；图9固定形状粗车循环G73［例3］如(图10)。设粗加工分三刀进行，第一刀后余量(X和Z向)均为单边14mm,三刀过后，留给精加工的余量X方向(直径上)为4.0mm,Z向为2.0mm；粗加工进给速度为0.3mm/r，主轴转速为500r/min；精加工进给速度为0.15mm/r,主轴转速为800r/min；其加工程序如下：O1990；N05T0101M03S800；N10G00X220.0Z160.0M08；N15G73P20Q45I14.0K14.0U4.0N40G02X160.0W-20.0R20.0；N45G01X180.0W-10.0；N50G70P20Q45；N55G00X260.0Z220.0M09； 图10固定形状粗车循环G73实例N60M05；N65M02；6、精车循环加工G70由G71、G72、G73进行粗切削循环完成后，可用G70指令进行精加工。其编程格式为：G70P(ns)Q(nf)其中：ns 循环中的第一个程序段顺序号；nf 循环中的最后一个程序段顺序号；在用G70指令编程时，应注意以下几点：在含G71、G72或G73的程序段中指令的地址F、S、T对G70的程序段无效。而在顺序号ns到nf之间指令的地址F、S、T对G70的程序段有效。G70精加工循环一旦结束，刀具快速进给返回起始点，并开始读入G70循环的下一个程序段。在G70被使用的顺序号ns〜nf间程序段中，不能调用子程序G70循环时，要特别注意快速退刀路线，防止刀具与工件发生干涉。二、数控车削螺纹1、数控车削螺纹的基本知识螺纹的切削方法。由于螺纹加工属于成型加工，为了保证螺纹的导程，加工时主轴旋转一周，车刀的进给量必须等于螺纹的导程，进给量较大；另外，螺纹车刀的强度一般较差，故螺纹牙型往往不是一次加工而成的，需要多次进行切削，如欲提高螺纹的表面质量，可增加几次光整加工。在数控车床上加工螺纹的方法有直进法、斜进法两种，如(图11)。直进法适合加工导程较小的螺纹，斜进法适合加工导程较大的螺纹。常用螺纹的切削的进给次数与吃刀量可参考表12.6。车螺纹前直径尺寸的确定。普通螺纹各基本尺寸：螺纹大径d=D(螺纹大径的基本尺寸与公称直径相同)螺纹中径d2=D2=d-0.6495P (P为螺纹的螺距)牙型高度hl=0.5413P螺纹小径dl=Dl=d-1.0825P螺纹行程的确定。在数控车床上加工螺纹时，由于机床伺服系统本身具有滞后特性，会在螺纹起始段和停止段发生螺距不规则现象，所以实际加工螺纹的长度W应包括切入和切出的空行程量，如(图12)。即：W=L+&1+62式中：61―-切入空刀行程量，一般取2〜5mm；图11螺纹进刀切削方法图11螺纹进刀切削方法图12螺纹加工表12.6常用螺纹切削进给次数与吃刀量公制螺纹螺距mm11.522.533.54牙深（半径值）0.6490.9741.2991.6241.9492.2732.5981次0.70.80.91.01.21.51.5切削2次0.40.60.60.70.70.70.8次数3次0.20.40.60.60.60.60.6及吃4次0.160.40.40.40.60.6刀量5次0.10.40.40.40.4（直径6次0.150.40.40.4值）7次0.20.20.48次0.150.39次0.2英制螺纹牙/in2418161412108牙深（半径值）0.6980.9041.0161.1621.3551.6262.033切削1次0.80.80.80.80.91.01.2次数2次0.40.60.60.60.60.70.7及吃3次0.160.30.50.50.60.60.6刀量4次0.110.140.30.40.40.5（直径5次0.130.210.40.5值）6次0.160.47次0.172、单行程螺纹切削G32G32指令是完成单行程螺纹切削，车刀进给运动严格根据输入的螺纹螺距进行，但是车入、切出、返回均需输入程序。其编程格式为：G32X（U）__Z（W）__F__；在使用G32编程时应注意以下几点：（1） 进给速度F的单位采用旋转进给率，即mm/r（或in/r）,F的数值为螺距。（2） 螺纹两端应设置足够的切入空刀行程量&1和切出空刀行程量&2,如（图12）。（3） 在螺纹切削期间进给速度倍率无效（固定100%）。（4） 在螺纹切削期间主轴速度倍率无效（固定100%）。（5） 如果螺纹牙型深度较深、螺距较大时，可分次进给，每次进给的背吃刀量用螺纹深度减去精加工背吃刀量所得的差按递减规律分配，参见表1。3、螺纹固定循环指令G92G92为简单螺纹循环，该指令可以切削圆柱螺纹和圆锥螺纹。（1）圆柱螺纹加工循环G92。其编程格式为：G92X（U）___Z（W）___F___；其中：X、Z 螺纹终点坐标值；U、W 螺纹终点相对循环起点的坐标分量；

F 螺纹的导程。（2）圆锥螺纹加工循环G92。其编程格式为：G92X（U）___Z（W）___R___F___；其中：X、Z 螺纹终点坐标值；U、W 螺纹终点相对循环起点的坐标分量；R 圆锥螺纹切削起点和切削终点的半径差；F 螺纹的导程。圆锥螺纹加工循环如（图13），圆柱螺纹加工循环如（图14）图13圆锥螺纹加工循环图13圆锥螺纹加工循环G92图14圆柱螺纹加工循环G92图15图15圆柱螺纹加工循环G92实例图13及图14中，刀具从循环起点A开始，按AfBfCfD进行自动循环，最后又回到循环起点A,虚线表示快速移动，实线表示按F指令指定的进给速度移动。