数控车削加工技术 教案 项目十 螺纹车削工艺及编程

PAGEPAGE1数控车削加工技术课程教案授课时间第周授课方式（请打√）□讲授□上机□实验/训□其它课时安排授课题目（章节或单位课时）：项目十螺纹车削工艺及编程教学目的与要求（分了解、熟悉、掌握三个层次）：1.熟悉螺纹的种类、特点与应用2.运用G32代码编程车削螺纹3.运用G92代码编程车削螺纹4.运用G76代码编程车削螺纹5.三角形、梯形、内螺纹车削加工方法教学重点与难点：1.运用G32代码编程车削螺纹2.运用G92代码编程车削螺纹3.运用G76代码编程车削螺纹4.螺纹车削加工工艺教学内容备注10.1螺纹车削加工概述及加工工艺10.1.1螺纹车削加工基础螺纹的分类螺纹按用途分为两大类，即连接螺纹和传动螺纹。连接螺纹连接常用的有四种标准连接螺纹，即：粗牙普通螺纹、细牙普通螺纹、管螺纹、锥管螺纹。传动螺纹用做传递动力或运动的螺纹，如升降台、虎钳上的螺纹。常用的有两种是标准传动螺纹：螺纹的工艺结构（1）倒角为了防止端部螺纹碰伤手以及在装配中便于对中，在内、外螺纹的端部一般都有倒角螺尾和退刀槽。在加工螺纹时，由于车刀的退出或丝锥的本身结构，都造成螺纹最后几个牙不完整，这一段不完整的螺纹称为螺尾.车削螺纹时，为了便于退刀，并避免产生螺尾，可在螺纹的终止处预先车出一个小槽，称为退刀槽.10.1.2螺纹车削加工工艺的选择1.螺纹车削进刀方式的选择（1）径向进刀。径向进刀是最常用的切削方式。车刀左右两侧同时切削，所受轴向分力有所抵消。两侧面均匀磨损，能保证螺纹牙型清晰，但存在排屑不畅，散热不好，集中受力等问题。这种进刀方式适用于切削1.5mm以下的螺距的螺纹。（2）单侧面进刀。刀具以和径向成27°-30°角的方向进刀切削。切削从刀刃上卷开，形成条状屑，散热较好。其缺点是另一刃因不切削而发生摩擦，这会导致积削瘤的产生、表面粗糙度值高和工件硬化。（3）双侧面同时进刀。刀具以和径向成27°-30°角的方向进刀切削。刀刃两面切削，形成卷屑瘤，排屑流畅，散热好，螺纹表面粗糙度值较低。一般来说，一般来说，此种进刀方式是车削不锈钢、合金钢和碳素钢的最好方法，约90%的车螺纹材料皆用此法，它通常可调用固定循环，编程方便。2.螺纹加工方式的选择螺纹有右旋和左旋之分。顺时针旋转时旋入的螺纹称为右旋螺纹；逆时针旋转时旋入得螺纹称为左旋螺纹,工程上常用右旋螺纹.3.车削螺纹用量的选择（1）主轴转速n≤1200/p-k式中：P零件的螺距，mm；K保险系数，一般取80；N主轴转速，r/min(2)背吃刀量的选用及分配加工螺纹时，单边切削深度等于螺纹实际牙型高度时，一般取h=0.65P。车削时应遵循后一刀的背吃刀量不能超过前一刀的背吃刀量的原则进给量f单线螺纹的进给量等于螺距，即f=p多线螺纹的进给量等于导程，即f=L10.2单行程螺纹切削指令-G321.代码功能执行G32代码可以采用直线加工等螺距的圆柱螺纹、圆锥螺纹、端面螺纹和连续的多段螺纹。2.G32代码的循环轨迹G32代码刀具的运动轨迹是从起点到终点的一条直线。从起点到终点的位移量（X轴按半径值）较大的坐标轴称为长轴，另一个坐标轴成为短轴，运动过程中主轴每转一圈长轴移动一个螺距，短轴与长轴作直线插补，刀具切削工件时，在工件表面形成一条等螺距的螺旋切槽，实现等螺距螺纹的加工G32代码格式（1）代码格式G32X（U）__Z（W）__F（I）__；F：公制螺纹螺距，（0.001～500mm）为主轴转一圈长轴的移动量，F指令值执行后保持有效，直至再次执行给定螺纹螺距的F指令字。I：每英寸螺纹的牙数（0.06～25400牙/英寸），为长轴方向1英寸（25.4mm）长度上螺纹的牙数，也可理解为长轴移动1英寸（25.4mm）时主轴旋转的圈数。I指令值执行后不保持，每次加工英制螺纹都必须输入I指令字。（2）、代码说明G32为模态G指令起点和终点的X坐标值相同（不输入X或U）时，进行直螺纹切削；起点和终点的Z坐标值相同（不输入Z或W）时，进行端面螺纹切削；起点和终点X、Z坐标值都不相同时，进行锥螺纹切削。10.3单一固定循环车削螺纹—G92代码功能螺纹切削循环G92代码，单一固定循环，车削等距螺纹的直螺纹和锥螺纹。2.G92代码的循环轨迹一个G92程序段循环步骤：从进刀点（循环起点）开始，径向（X轴）快速移动到螺纹起始点。从螺纹起始点进行“螺纹插补”，直至螺纹终点。径向（X）轴以快速移动速度退刀，至X轴绝对坐标与起点相同处。轴向（Z轴）快速移动返回到循环起点，循环结束G92代码的格式代码的格式G92X（U）_Z（W）_F_（直螺纹切削循环）G92X（U）_Z（W）_R_F_(锥螺纹切削循环）代码说明G92为模态G代码。X：切削终点X轴绝对坐标值。U：切削终点与起点X轴绝对坐标值的差值。Z：切削终点Z轴的绝对坐标值。W：切削终点与起点Z轴绝对坐标的差值。R：切削起点与终点X轴绝对坐标的差值（半径值），当R与U的符号不一致时，要求|R|≤|U/2|。F：螺纹导程，取值范围0.001～500㎜，F指令执行后保持，可省略输入10.4螺纹切削复合循环指令——G76代码功能螺纹复合循环指令可以实现一个G功能代码完成螺纹段的全部加工任务，由系统根据程序指定的车削次数自动分配每次的切削深度（背吃刀量）来进行加工。它的进刀方法有利于改善刀具的的切削条件，在编程中优先考虑应用该指令。该螺纹切削循环的工艺性比较合理，编程效率较高。G76代码车削螺纹的循环轨迹刀具以A点为切削循环起点，以G00方式沿X方向进给到牙顶X坐标处，再以螺纹切削方式到Z向终点，形成收尾后到达D点，然后快速返回到A点，准备下一个循环，依此类推，直至循环结束，加工出完整的螺纹。3.G76指令格式（1）代码格式G76P(m)(r)(a)___Q(△dmin)____R(d)____G76X（U）___Z（W）___R（i）___P（K）___Q(△d)___F（L）___（2）代码说明P(m)：精加工次数（00～99），为模态值,在螺纹精车时，每次进给的切削量等于精车的切削量。P（r）：螺纹Z向退尾长度（00～99）单位：0.1×L，L为螺纹螺距，为模态值，螺纹退尾功能可实现无退尾槽的螺纹加工。P（a）：刀尖角度（二位数字），为模态值；在80、60、55、30、29和0六个角度中选一个，用2位数指定，本指定是状态指定，在另一个指定前不会改变。Q（△dmin）：螺纹粗车时的最小切削深度（粗车的最后一刀深度），半径值，单位：μm当最后一次切削深度比△dmin值还小时，则以△dmin作为本次粗车的切削量。设置△dmin是为了避免由于螺纹粗车切削量递减造成粗车切削用量过小、粗车次数过多。R（d）：精加工余量（半径值）；X：切削终点X轴绝对坐标值。U：切削终点与起点X轴绝对坐标值的差值。Z：切削终点Z轴的绝对坐标值。W：切削终点与起点Z轴绝对坐标的差值。R（i）：螺纹切削起点与终点的半径差。当i为0时，为直螺纹切削；未输入R（i）时，系统按R（i）=0（直螺纹）处理。P（k）：螺纹高度，该值由X轴方向上的半径值指定（0.65P）；Q(△d)：第一次切削深度（半径值）；F（L）：螺纹导程。10.5内螺纹切削工艺与编程内螺纹是在圆柱（圆锥）的内表面形成的螺纹内螺纹加工尺寸分析内螺纹的底孔直径D1计及内螺纹实际大径D计的确定。（1）由于车削时车刀的挤压作用，内孔直径要缩小，所以车削时螺纹的底孔直径应大于螺纹小径。计算公式如下：D1计=D-1.0826P式中：D——内螺纹的公称直径，㎜；P——是内螺纹的螺距，㎜。一般实际切削时的内螺纹底孔直径：钢和塑性材料取D1计=D-P铸铁和脆性材料D1计=D-（1.05～1.1）P螺纹起点与螺纹终点轴向尺寸的确定由于车削螺纹起始需要一个加速过程，结束前有一个减速过程，因此车螺纹时，两端必须设置足够的升速进刀段δ1和减速退刀段δ2。实际成产中，一般δ1值取2～5㎜，大螺距和高精度的螺纹取大值，δ2值不得大于退刀槽宽度，一般为退刀槽宽度的一半左右，取1～3㎜，若螺纹收尾没有退刀槽时，收尾处的形状与数控系统有关，一般按45°退刀收尾。切削用量的选用(1)主轴转速为n≤1200/p-k式中：P零件的螺距，mm；K保险系数，一般取80；N主轴转速，r/min4.背吃刀量的选用及分配加工螺纹时，单边切削深度等于螺纹实际牙型高度时，一般取h=0.65P。车削时应遵循后一刀的背吃刀量不能超过前一刀的背吃刀量的原则5.进给量f单线螺纹的进给量等于螺距，即f=p多线螺纹的进给量等于导程，即f=L10.6典型螺纹车削工艺分析、编程及仿真实践一、设计过程1.所用设备、刀具、量具2.加工工序工步。①夹左端车右端面，粗精车ø38×75、ø32×66、ø30×56②切槽。切ø26×8螺纹退刀槽，用有刀尖倒出M30×1.5螺纹左端C2倒角③用螺纹车刀车削M30×1.5螺纹④掉头装夹ø32外圆，车右端面到总长，粗车ø32×32外圆⑤用ø20㎜麻花钻钻ø20底孔⑥用镗刀镗ø22内孔（2）切削