数控机床编程与操作项目教程 第3版 课件 任务2.5 螺纹车削的编程与加工

项目2数控车削编程与加工数控机床编程与操作任务2.5螺纹车削的编程与加工数控机床编程与操作知识目标掌握G32、G92、G76指令的功能与使用掌握螺纹加工切削用量的选择学习目标任务导入知识学习任务实施知识拓展思考练习

技能目标会用数控车床加工螺纹学会提高螺纹加工精度和表面粗糙度的技巧会螺纹刀对刀学习目标任务导入知识学习任务实施知识拓展思考练习任务引入完成如图所示螺纹杆，零件材料为硬铝2A12毛坯为Φ22×100的铝棒，单件小批量生产任务导入知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务分析零件材料硬铝2A12，切削性能较好加工部位：硬铝2A123×Φ12的退刀槽M16×1.5的外螺纹组成Φ20外圆柱螺纹切削指令-G32指令功能使用G32螺纹切削指令可以车削如图所示的圆柱螺纹圆锥螺纹端面螺纹知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入指令格式螺纹切削指令-G32G32X(U)

Z(W)

FX(U)、Z(W)—为螺纹终点坐标F—为螺纹导程若缺省X值缺省Z值则为加工圆柱螺纹则为加工端面螺纹若都不缺省则为加工锥螺纹知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入螺纹切削指令-G32车削锥螺纹的运动轨迹如图所示知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入车削螺纹运动轨迹参数说明L—为螺纹导程α—为锥螺纹锥角α为零时，则为直螺纹LX、LZ—分别为锥螺纹在X方向和Z方向的导程应指定两者中较大者，直螺纹时LX=0（1）为保证切削正确的螺距，不能使用表面恒线速控制G96指令（2）车螺纹期间的进给速度倍率、主轴速度倍率无效（固定100％）（3）δ1为引入长度、δ2

为超越长度。为避免因车刀自动加减速而影响螺距的稳定性车削螺纹运动轨迹参数说明知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入（4）车螺纹时，螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段（引入长度）δ1和降速进刀段（超越长度）δ2车削螺纹运动轨迹参数说明δ1一般可取2~5mmδ2一般取螺距的1/4左右知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入车削螺纹运动轨迹参数说明因为有超越长度，应预先设计退刀槽（加工时，先加工退刀槽），如图所示:若螺纹收尾处没有退刀槽，一般按45°退刀收尾知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入车削螺纹运动轨迹参数说明（5）螺纹车削时主轴转速S不能过高，主轴转速与进给速度是关联的，推荐转速：n≤(1200/P)-kP一为螺纹导程（螺距）k一为安全系数，一般为80（6）切削深度=0.6495P（P为螺距）知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入车削螺纹运动轨迹参数说明（7）为保证与内螺纹的配合，车削螺纹之前，车削顶径外圆的尺寸要小于螺纹的公称尺寸0.1~0.2mm，以保证内外螺纹结合的互换性（8）进刀方式：螺纹加工通常不能一次成型，需要多次走刀才能完成知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入螺纹切削常用的进给次数与背吃刀量的关系（双边）背吃刀量螺纹切削进给次数与背吃刀量的关系（双边）（1）背吃刀量为直径值若背吃刀量没有特别说明则默认为单边半径值（2）走刀次数和背吃刀量根据工件材料及刀具的不同可酌情增减知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入车削螺纹指令-G32编程举例如图所示，用G32进行圆柱螺纹切削知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入例题分析毛坯直径为35mm螺距L=1.5mm螺纹高度=0.974mm查表和图得知：δ1=2mm，δ2＝2mm分4次进给，对应的背吃刀量（直径值）依次为0.8mm，0.6mm，0.4mm，0.16mm螺纹牙底直径为28.04mm。主轴转速：n≤(1200/P)-k=1200/1.5-80=720，选取n=675r/min知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入G32编程时的参考程序

O0101；N10G00X40Z2；N20M03S675；N30T0101；N40G00X29.2；N50G32Z-22F1.5；第一次车螺纹，背吃刀量为0.8mmN60G00X38N70Z2；N80G00X28.6；N90G32Z-22F1.5；第二次车螺纹，背吃刀量为0.6mmN100G00X38N110Z2；N120G00X28.2N130G32Z-22F1.5；第三次车螺纹，背吃刀量为0.4mmN140G00X38；N150Z2；N160G00X28.04；N170G32Z-22F1.5；第四次车螺纹，背吃刀量为0.16mmN180G00X50；N190Z50；N200M05；N210M30螺纹切削循环指令-G92指令功能对螺纹进行循环加工，循环中包括了进刀和退刀路线。螺纹切削循环指令把切入螺纹切削退刀返回四个动作作为一个循环除螺纹切削一段为进给移动外，其余均为快速移动见图知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入G92直螺纹切削循环G92锥螺纹切削循环螺纹切削循环指令-G92指令格式直螺纹：G92X(U)

Z(W)

F锥螺纹：G92X(U)Z(W)RFX(U)、Z(W)

一为螺纹终点坐标F一取螺纹导程R一为锥螺纹起点半径减去终点半径的差值锥面起点坐标大于终点坐标时为正，反之为负知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入螺纹切削循环指令G92编程举例一如图所示，用G92进行圆柱螺纹切削。解：设循环起点在(38,2)，切削螺纹部分的加工程序如下：知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入G00X38.0Z2；刀具定位到循环起点G92X29.2Z-22F1.5； 第一次车螺纹X28.6； 第二次车螺纹X28.2；

第三次车螺纹X28.04； 第四次车螺纹G00X50.0；Z50；采用G92比采用G32编写程序简单螺纹切削循环指令G92编程举例二用G92进行锥螺纹切削毛坯直径为50mm，锥螺纹高度=2mm

，要求分4次车削螺纹，每次车削深度为0.5mm；螺距L=3.5mm知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入G92编程时的参考程序切削锥螺纹部分的加工程序如下：G00X50Z72； 刀具定位到循环起点G92X42Z28R-14.5F3.5； 第一次螺纹车削X41； 第二次螺纹车削X40； 第三次螺纹车削X39； 第四次螺纹车削G00X100；Z150；复合螺纹切削循环指令-G76指令功能系统自动计算螺纹切削次数和每次进刀量，可以完成一个螺纹段的全部加工任务，其运动轨迹如图所示：a)切削轨迹b）进刀方式知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入复合螺纹切削循环指令-G76指令格式G76P(m)(r)(a)Q(△dmin)R(d)G76X(U)

Z(W)

R(i)P(k)Q(△d)F(L)m—精车重复次数，从1-99，该参数为模态量r—螺纹尾端倒角值，该值可设置在0-9.9L之间以0.1L为一单位，L为螺距r应使用00-99之间的两位整数来表示该参数为模态量可加工没有退刀槽的螺纹G76P(m)(r)(a)Q(△dmin)R(d)G76X(U)

Z(W)

R(i)P(k)Q(△d)F(L)知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入复合螺纹切削循环指令-G76G76P(m)(r)(a)Q(△dmin)R(d)G76X(U)

Z(W)

R(i)P(k)Q(△d)F(L)a—刀具角度，从80°、60°、55°、30°、29°、0°六个角度中选择，a应用两位整数表示，该参数为模态量m、r、a用地址P同时指定，例如：m=2，r=1.2L，a=60°，表示为P021260知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入复合螺纹切削循环指令-G76G76P(m)(r)(a)Q(△dmin)R(d)G76X(U)

Z(W)

R(i)P(k)Q(△d)F(L)△dmin—最小车削深度，用半径值指定车削过程中每次的车削深度为螺纹半径方向的车削量随次数增加而越切越少当计算深度小于这个极限值时，车削深度锁定这个值。该参数为模态量，单位μm。知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入复合螺纹切削循环指令-G76G76P(m)(r)(a)Q(△dmin)R(d)G76X(U)

Z(W)

R(i)P(k)Q(△d)F(L)d—精车余量，用半径值编程，该参数为模态量，单位μmX(U)、Z(W)——螺纹终点坐标i—螺纹终点半径减去起点半径的差值，有正负号R=0时，为直螺纹（可省略不写）知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入复合螺纹切削循环指令-G76G76P(m)(r)(a)Q(△dmin)R(d)G76X(U)

Z(W)

R(i)P(k)Q(△d)F(L)k—螺纹高度，用半径值编程，单位μm△d—螺纹第1次车削深度，用半径值编程，从外径开始计算切入量，单位μmL—螺距知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入复合螺纹切削循环指令G76编程举例零件轴上的一段直螺纹（外螺纹），螺距为1.5mm，螺纹高度为0.974mm。螺纹尾端改倒角为1.1L，刀尖角60度，第一次车削深度0.4mm，最小车削深度0.08mm，精车余量0.2mm，精车削次数1次知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入用G76指令编写的切削螺纹的加工程序G00X38Z2；刀具定位到循环起点G76P011160Q80R200；G76X28.04Z-22P974Q400F1.5；G00X50；Z50；可见采用G76编写相同的螺纹程序比G92和G32更加简单零件图工艺分析该零件表面由外圆柱面退刀槽外螺纹等表面组成。零件材料为铝，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求右端面为多个尺寸的设计基准，相应工序加工前，应该先将右端面车出来知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入确定装夹方案、量具、刀具加工时以外圆定位，用三爪自动定心卡盘夹紧量具选择由于表面尺寸和表面质量无特殊要求，游标卡尺或千分尺测量轮廓尺寸用螺纹用螺纹环规测量刀具选择选用3把刀，刀具参数见表知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入螺纹杆数控加工刀具卡片确定装夹顺序及走刀路线加工顺序按由粗到精由近到远的原则确定一次装夹尽可能加工出所有加工表面。本零件工步顺序如下车端面粗、精车外圆Φ16和Φ30切退刀槽3×Φ12车削螺纹M16×1.5割断知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入切削用量的选择根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，切削用量如表所示螺纹主轴转速按公式n≤(1200/P)-k计算取δ1=2mm，δ2＝2mm知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入螺纹杆数控加工工艺卡

程序编制1）工件坐标系的建立以工件右端面与轴心线的交点O为工件原点，建立工件坐标系2）参考程序

G76指令相比G32和G92指令省去了大量的中间切削路径坐标的计算，但指令中的参数设置较多较繁琐

G92螺纹切削循环指令因包含了进刀和退刀路线其程序的编写比使用G32指令要简洁，因此本例使用G92指令加工螺纹知识学习知识学习任务实施知识拓展思考练习学习目标任务导入O0102；N10S600T0101M08M03；N20G00X25.0；N30Z0.0；N40G01X-1F0.1； 车端面N50G00Z2；N60X24；N70G90X20.2Z-28F0.1； 粗车外轮廓N80X18.2Z-19；N90X16.2；参考程序N100S800； 精车N110G00X8；N120G01X16Z-2F0.05；N130Z-19；N140X20；N150Z-28；N160G00X22；N170Z100；N180S500T0202； 换2号刀N190Z-19；N200G01X12； 割退刀槽N210G04X5.0；N220G00X25；N230Z100N240T0303S675； 换3号刀N250G00X18Z2； 刀具定位到循环起点N260G92X15.2Z-18F1.5； 第一次螺纹车削N270X14.6； 第二次螺纹车削N280X14.2；