沈阳理工大学应技术学院-全文可读

数控机床模块二：数控车床编程与操作加工项目5：三角形螺纹加工沈阳理工大学应用技术学院一、项目呈现零件图沈阳理工大学应用技术学院一、项目呈现沈阳理工大学应用技术学院能力目标：情感目标：通过工件制作，学生体验成功的喜悦，感受软件和机器的综合魅力，从而提高学生专业课的学习兴趣；通过任务驱动的方法逐步完成项目，培养学生发现和分析问题的能力。通过分工协作，加强团队合作精神。知识目标：1.掌握轴向切削固定循环指令G90、径向切削固定循环指令G94、螺纹切削固定循环指令G92、螺纹加工指令G32；了解三角螺纹的尺寸计算方法；会制订螺纹加工工艺及合理选择循环参数，确定切削用量熟练装夹工件毛坯和刀具；掌握螺纹车刀的安装及对刀方法；会使用VNUC数控仿真软件进行练习；完成三角形螺纹零件的加工，熟悉其尺寸控制及检验方法三角形螺纹零件加工是学习数控车床编程与操作加工的最重要一环。通过本项目的学习，要掌握如下知识：轴向切削固定循环指令G90、径向切削固定循环指令

G94、螺纹切削固定循环指令G92、螺纹加工指令G32；三角螺纹零件加工工艺制定及循环参数选择；螺纹刀和切断刀的选择及对刀方法；完成三角螺纹零件的加工及其尺寸控制、检验方法。二、项目分析沈阳理工大学应用技术学院轴向切削固定循环指令G90G90

X（U）＿

Z（W）＿

F＿； （圆柱切削）G90

X（U）＿

Z（W）＿

R＿

F＿；（圆锥切削）径向切削固定循环G94G94

X（U）＿

Z（W）＿

R＿

F＿；螺纹切削固定循环G92G92

X（U）＿

Z（W）＿

R＿

F＿；沈阳理工大学应用技术学院名称指令格式三、项目计划（一）知识学习1.编程指令（1）固定循环切削指令G90、G94、G92刀具路径G90沈阳理工大学应用技术学院G91G92三、项目计划（一）知识学习（一）知识学习2.螺纹加工指令G32功能：G32为等距圆柱螺纹或圆锥螺纹车削指令，只需一个指令便可完成螺纹全部车削。指令格式：G32

X＿

Z＿

R＿

F＿；其中：X，Z值为螺纹加工轨迹终点的坐标值。R表示螺纹切削的退尾量，R的符号表示回退方向。R为正表示沿X轴正向退回；R为负表示沿X轴负向退回。使用R可免除退刀槽。R可以省略，表示不用系统的回退功能。F为螺纹的导程。即主轴每转一周，伺服轴的进给值。当加工锥螺纹时，斜角α在45°以下为Z轴方向的螺纹导程；斜角α在45°以上为X轴方向的螺纹导程。沈阳理工大学应用技术学院三、项目计划三、项目计划沈阳理工大学应用技术学院（一）知识学习G32指令使用说明：使用螺纹切削指令时，进给倍率无效。螺纹切削指令为续效指令，一经使用便一直有效，直到被同组的G代码取代为止。加工螺纹时，刀具应处于螺纹起点位置。在螺纹加工轨迹中应设置足够的升速进刀段δ和降速退刀段δ’，以消除伺服滞后造成的螺距误差。从螺纹粗加工到精加工，主轴的转速必须保持一常数。名称代号（主要计算公式参数及公式）牙型角α60°螺距P螺纹大径d螺纹中径d2d2＝d－0.6495p牙型高度h1h1＝0.5413p螺纹小径d1d1＝d－2

h1＝d-1.083p沈阳理工大学应用技术学院三、项目计划（一）知识学习2.车削三角外螺纹尺寸计算三、项目计划沈阳理工大学应用技术学院（一）知识学习3.车螺纹前圆柱面及螺纹实际小径的确定车塑性材料螺纹，在车刀的挤压作用下，会使外径胀大，故车螺纹前，圆柱面直径应比螺纹公称直径小0.1～0.2mm，一般取d计＝d－0.1p。螺纹实际牙型高度考虑刀尖圆弧半径等因素的影响，一般取h1实＝0.65p；螺纹实际小径d1实＝d-2h1实＝d-1.3p。（二）工艺规划沈阳理工大学应用技术学院三、项目计划工1．、．量工、、刃量具、清刃单刃具选择图号种类序号名称规格精度单位工具1三爪自定心卡盘个2卡盘扳手副3刀架扳手副4垫刀片块5划线盘个量具1游标卡尺0～150mm0.02mm把2外径千分尺0～25mm0.01mm把3螺纹环规M12×1副4角度样板60°块刀具1外圆粗车刀90°把2外圆精车刀90°把3切槽刀4mm×15mm把4螺纹刀60°把（二）工艺规划2.制定加工工艺路线先用外圆车刀T01粗车，再外圆车刀T02精车，然后用切槽刀T03切槽，用60°螺纹刀T04车螺纹，最后用用切槽刀T03切断工件。沈阳理工大学应用技术学院三、项目计划加工材料为Q235，硬度不高切削力不大，切削用量选择如下表。工步号，工步内容刀具号切削用量背吃刀量

ap(mm)进给速度

f(mm/r)主轴转速

n(r/min)1车右端面T011～20.26002粗加工螺纹外圆及Ф18mm外圆，留0.4mm精车余量T011～20.26003精加工螺纹外圆及Ф18mm外圆至尺寸T020.20.18004车4×Ф9mm螺纹退刀槽T0340.084005粗、精车M12×1至尺寸T040.1～0.414006切断，控制工件总长T0340.08400三、项目计划沈阳理工大学应用技术学院（二）工艺规划3.合理选择切削用量（三）编制参考程序1.建立工件坐标系工件原点设在工件右端面与主轴轴线的交点上2.计算基点坐标基点坐标（X，Z）基点坐标（X，Z）P1（9.9，0）P4（18.026，-20.05）P2（11.9，-1）P5（18.026，-35）P3（11.9，-20.05）沈阳理工大学应用技术学院三、项目计划（（三三））编编制制参参考程程序序程序段号程序内容动作说明N05T0101选择T01号外圆粗车刀N10G40

G99

M03

S600

F0.2取消刀尖半径补偿，绝对坐标编程，转速为600r/min，进给速度为0.2mm/rN20G90

G00

G42

X22

Z5刀具快速移动至循环起点N30G90

X18.4

Z-40粗加工Ф18mm和Ф12mm的外圆N40G90

X16

Z-19.9N50G90

X14

Z-19.9N60G90

X12.3

Z-19.9N70G40

G00

X100

Z100刀具退回至换刀点N80M00

M05程序停，主轴停，测量N90T0202换外圆精车刀N100M03

S800精加工转速为800r/minN110G00

G42

X5.9

Z2精加工Ф18mm和Ф12mm的外圆至尺寸N120G01

X11.9

Z-1

F0.1N130Z-20.05N140X18.026N150Z-36N160G00

G40X100

Z100刀具退回至换刀点N170M00

M05程序停，主轴停，测量N180T0303换切槽刀N190M03

S400主轴转速为400r/min沈阳理工大学应用技术学院沈阳阳理理工工大大学学应应用用技技术术学学院院N200G00

X20

Z-20.05切槽N210G01

X9

F0.08N220X20

F0.3N230G00

X100

Z100刀具退回至换刀点N240T0404换螺纹刀N250M03

S300主轴转速为300r/minN260G00

X14

Z2刀具定位到螺纹加工循环起点N270G92

X11.3

Z-18

F1车螺纹N280G92

X10.9

Z-18

F1N290G92

X10.7

Z-18

F1N300G00

X100

Z100刀具退回至换刀点N310T0303换切槽刀N320M03

S400主轴转速为400r/minN330G00

X20

Z-39切断工件N340G01

X0

F0.08N350X20

F0.3N360G00

X100

Z100刀具退回至换刀点N370M05主轴停止N380M30程序结束（三）编制参考程序（四）VNUC仿真操作先在VNUC仿真软件上加工，所用毛坯为Φ22的圆钢。步骤如下：打开仿真软件，选择机床和系统。开机、手动、回参考点。设置毛坯、装夹工件。选择安装刀具。新建或调入程序。对刀。程序校验。自动加工。三、项目计划沈阳理工大学应用技术学院四、项目实施沈阳理工大学应用技术学院1.刀具与工件装夹刀具装夹：将外圆粗车刀T01、外圆精车刀T02、切槽刀T03、60°螺纹刀T04分别装在刀架的1、2、3、4号刀位，并按要求夹紧。其中安装切断刀T03时应注意使刀杆垂直于工件轴线。工件装夹：将Φ30的棒料装夹在三爪自定心卡盘上，伸出75mm，找正并夹紧。2.对刀四把刀依次采用试切法（车端面、车外圆）进行对刀，并把操作得到的数据输入到各自的刀具补偿中。切断刀仍取左侧刀尖为刀位点，螺纹车刀取刀尖为刀位点。螺纹车刀对刀步骤如下：1．Z轴对刀主轴正转，使螺纹车刀刀尖与工件右端面对齐，采用目测法或借助于金属直尺对齐。把此时刀尖相对于工件原点的Z向坐标输入到试切长度中。2．X轴对刀主轴正转，移动螺纹车刀，使刀尖轻轻碰至工件外圆表面或车一段外圆面，Z方向退出刀具；停车，测量外圆直径。把所得值输入到工件的试切直径中。沈阳理工大学应用技术学院四、项目实施四、项目实施沈阳理工大学应用技术学院3.程序输入把已经仿真的程序通过数控机床MDI键盘输入数控机床，或拷贝到计算机后再调出。4.空运行及仿真打开程序，选择MEM（自动）工作方式，打开机床锁住开关，按空运行键，再按循环启动键，观察程序运行情况；若按图形显示键再按循环启动键，可进行轨迹仿真，观察加工轨迹。空运行结束后，使空运行及机床锁住功能复位，机床重新回参考点。四、项目实施沈阳理工大学应用技术学院5.零件加工三角形螺纹零件加工是本项目最重要的内容，要认真操作加工，体会加工过程，总结加工规律。零件自动加工零件加工过程中尺寸控制螺纹尺寸控制是将螺纹车刀设置一定磨损量，当程序运行到N300时，停车用螺纹环规检测。根据螺纹旋合松紧程度调小刀具磨损量，重新运行螺纹加工程序段，直至尺寸符合要求为止（螺纹通规能通过，止规通不过为合格）。首件加工尺寸调好后将程序中M00

M05指令删除即可进行成批零件的生产，加工中不需要再测量和控制尺寸，直至刀具磨损为止。五、项目检查沈阳理工大学应用技术学院项目考核量化表沈阳理工大学应用技术学院项目观测点分值评价方法（K）10.80.60.4计划决策项目计划合理、实施准备充分、实施过程中有完整详细的记录。20实施检查在规定的时间内能完成项目，加