第四节 螺纹加工及其固定循环

第四节螺纹加工及其固定循环

一、普通螺纹的加工工艺1．普通螺纹的尺寸计算普通螺纹牙型角为60°，普通螺纹分粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹。普通螺纹有左旋螺纹和右旋螺纹之分，左旋螺纹应在螺纹标记的末尾处加注“LH”字，如M20×1.5LH等，未注明的是右旋螺纹。普通螺纹的基本牙型

P：螺纹螺距；

H：螺纹原绐三角形高度，H=0.866P；

D、d：螺纹大径；

D2、d2：螺纹中径；

D1、d1：螺纹小径。螺纹基本尺寸的计算如下：

（1）螺纹的大径（D、d）螺纹大径的基本尺寸与螺纹的公称直径相同。外螺纹大径在螺纹加工前，由外圆的车削得到，该外圆的实际直径通过其大径公差带或借用其中径公差带进行控制。（2）螺纹的中径（D2、d2）D2（d2）=D（d）－（3H/8）×2=D（d）－0.6495P（3）螺纹的小径（D1、d1）与螺纹的牙型高度（h）D1（d1）=D（d）－（5H/8）×2=D（d）－1.08P

h=5H/8=0.54125P，取h=0.54P（4）螺纹编程直径与总切深量的确定采用以下经验公式进行调整或确定其编程小径（d'1、D'1）：d'1=d－（1.1~1.3）PD'1=D－P（车削塑性金属）D'1=D－1.05P（车削脆性金属）编程或车削过程中的外螺纹大径应比其公称直径小0.1~0.3mm。例在数控车床上加工M24×2–7h的外螺纹，采用经验公式取：螺纹编程大径d'=23.8mm；半径方向总切深量h'=(1.1～1.3)P/2=0.65×2=1.3mm；编程小径d1'=d－2h'=24－2.6=21.4mm；2．螺纹轴向起点和终点尺寸的确定为了避免在进给机构加速或减速过程中切削，在安排其工艺时要尽可能考虑合理的导入距离δ1和导出距离δ2，如图所示。一般δ1取2～3P,对大螺距和高精度的螺纹则取较大值；δ2一般取1～2P。若螺纹退尾处没有退刀槽时，其δ2=0。3．螺纹加工的多刀切削常用普通螺纹切削的进给次数与背吃刀量螺距(mm)1.01.52.02.5总切深量(mm)1.31.952.63.25每次背吃刀量(mm)1次0.81.01.21.32次0.40.60.70.93次0.10.250.40.54次0.10.20.35次0.10.156次0.1二、螺纹切削指令（G32、G34）1．等螺距直螺纹这类螺纹包括普通圆柱螺纹和端面螺纹。（1）指令格式G32X(U)

Z(W)

F

Q

；X(U)

Z(W)

：直线螺纹的终点坐标。F：直线螺纹的导程。如果是单线螺纹，则为直线螺纹的螺距。Q：螺纹起始角。该值为不带小数点的非模态值，其单位为0.001°。如果是单线螺纹，则该值不用指定，这时该值为0。例

G32W-30.0F4.0；（2）本指令的运动轨迹及工艺说明

螺纹车刀的安装方法（正、反向）和主轴的旋转方向应与车床刀架的配置方式（前、后置）相适应。G32圆柱螺纹的运动轨迹与编程实例（3）编程实例

例1

试用G32指令编写图所示工件的螺纹加工程序。操作视频程序例2

试用G32指令编写图所示螺纹[代号改为M20×Ph2P1]的加工程序。

程序2．等螺距圆锥螺纹（1）指令格式G32X(U)

Z(W)

F

；例

G32U3.0W-30.

0F4.0；（2）本指令的运动轨迹及工艺说明圆锥螺纹在X或Z方向各有不同的导程，程序中导程F的取值以两者较大值为准。G32圆锥螺纹轨迹与编程实例（3）编程实例例试用G32指令编写图所示工件的螺纹（FZ=2.5mm）加工程序。程序（4）G32指令的其他用途G32指令还可以加工以下几种螺纹：1）多线螺纹2）端面螺纹3）连续螺纹切削3．变螺距螺纹这类螺纹主要指变螺距圆柱螺纹及变螺距圆锥螺纹。（1）指令格式G34X(U)

Z(W)

F

K

；K：主轴每转螺距的增量（正值）或减量（负值）；其余参数同G32的规定。例G34W-30.0F4.0K0.1；（2）本指令的运动轨迹及工艺说明G34执行中，除每转螺距有增量外，其余动作和轨迹与G32指令相同。4．使用螺纹切削指令（G32、G34）时的注意事项（1）在螺纹切削过程中，进给速度倍率无效。（2）在螺纹切削过程中，进给暂停功能无效，如果在螺纹切削过程中按了进给暂停按钮，刀具将在执行了非螺纹切削的程序段后停止。（3）在螺纹切削过程中，主轴速度倍率功能失效。（4）在螺纹切削过程中，不宜使用恒线速度控制功能，而应采用恒转速控制功能。三、螺纹切削单一固定循环（G92）1．圆柱螺纹切削循环（1）指令格式G92X(U)

Z(W)

F

；X(U)

Z(W)

：螺纹切削终点处的坐标，U和W后面数值的符号取决于轨迹AB和BC的方向；F：螺纹导程的大小，如果是单线螺纹，则为螺距的大小。例

G92X30.0Z-30.0F2.0；（2）本指令的运动轨迹及工艺说明在G92循环编程中，通常情况下，X向循环起点取在离外圆表面1～2mm（直径量）的地方，Z向的循环起点根据导入值的大小来进行选取。圆柱螺纹循环切削轨迹（3）编程实例

例1

在后置刀架式数控车床上，试用G92指令编写图所示工件的螺纹加工程序。在螺纹加工前，其外圆已加工好，直径为23.75mm。操作视频程序例2

在前置刀架式数控车床上，试用G92指令编写如图所示双线左旋螺纹的加工程序。在螺纹加工前，其螺纹外圆直径已加工至29.8mm。双线螺纹操作视频程序双线左旋螺纹2．圆锥螺纹切削循环（1）指令格式G92X(U)

Z(W)

F

R

；R的大小为圆锥螺纹切削起点处的X坐标减其终点（编程终点）处的X坐标之值的1/2。R的方向规定为，当切削起点处的半径小于终点处的半径（即顺圆锥外表面）时，R取负值。其余参数参照圆柱螺纹的G92规定。例G92X30.0Z-30.0F2.0R-5.0；（2）本指令的运动轨迹及工艺说明对于圆锥螺纹中的R值，在编程时除要注意有正、负值之分外，还要根据不同长度来确定R值的大小。圆锥螺纹循环切削的轨迹图3．使用螺纹切削单一固定循环（G92）时的注意事项（1）在螺纹切削过程中，按下循环暂停键时，刀具立即按斜线回退，然后先回到X轴的起点，再回到Z轴的起点。在回退期间，不能进行另外的暂停。（2）如果在单段方式下执行G92循环，则每执行一次循环必须按4次循环启动按钮。（3）G92指令是模态指令，当Z轴移动量没有变化时，只需对X轴指定其移动指令即可重复执行固定循环动作。（4）执行G92循环时，在螺纹切削的退尾处，刀具沿接近45°的方向斜向退刀，Z向退刀距离r=0.1S～12.7S（导程），该值由系统参数设定。（5）在G92指令执行过程中，进给速度倍率和主轴速度倍率均无效。四、螺纹切削复合固定循环（G76）1．螺纹复合循环指令（1）指令格式G76PmraQ△dmin

R(d)；G76X(U)

Z(W)

Ri

PkQ△d

F

；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；a：刀尖角度（螺纹牙型角）。△dmin：最小切深，该值用不带小数点的半径量表示；

d：精加工余量，该值用带小数点的半径量表示；X(U)

Z(W)

：螺纹切削终点处的坐标；

i：螺纹半径差。如果i=0，则进行圆柱螺纹切削；

k：牙型编程高度，该值用不带小数点的半径量表示；△d：第一刀切削深度，该值用不带小数点的半径量表示；F：导程，如果是单线螺纹，则该值为螺距。例

G76P011030Q50R0.05；

G76X27.6Z-30.0R0P1200Q400F2.0；（2）本指令的运动轨迹及工艺说明图b所示为：螺纹车刀向深度方向并沿基本牙型一侧的平行方向进刀，从而保证了螺纹粗车过程中始终用一个刀刃进行切削，减小了切削阻力，提高了刀具寿命，为螺纹的精车质量提供了保证。G76循环的运动轨迹及进刀轨迹在G76循环指令中，m、r、a用地址符P及后面各两位数字指定，每个两位数中的前置0不能省略。这些数字的具体含义及指定方法如下：例

P001560该例的具体含义为：精加工次数“00”即m=0倒角量“15”即r=15×0.1S=1.5S（S是导程）螺纹牙型角“60”即α=60°（3）编程实例例1

在前置刀架式数控车床上，试用G76指令编写如图所示外螺纹的加工程序（未考虑各直径的尺寸公差）。外螺纹加工视频程序外螺纹加工实例例2

在前置刀架式数控车床上，试用G76指令编写如图所示内螺纹的加工程序（未考虑各直径的尺寸公差）。内螺纹加工视频程序内螺纹加工实例2．G76指令加工梯形螺纹（1）梯形螺纹的尺寸计算梯形螺纹的代号用字母“Tr”及公称直径×螺距表示，单位均为mm。左旋螺纹需在其标记的末尾处加注“LH”，右旋则不用标注。梯形螺纹的牙型名称代号计算公式牙顶间隙acP1.5～56～1214～44ac0.250.51大径d、D4d=公称直径，D4=d+2ac中径d2、D2d2=d-0.5P,D2=d2小径d3、D1d3=d-2h3,D1=d-P外、内螺纹牙高h3、H4h3=0.5P+ac,H4=h3牙顶宽f、f′f=f′=0.366P牙槽底宽W、W′W=W′=0.366P-0.536ac牙顶高ZZ=0.25P梯形螺纹各部分名称、代号及计算公式（2）梯形螺纹编程实例例在前置刀架式数控车床上，试用G76指令编写如图所示梯