《数控加工工艺与编程》课件 项目5 螺纹类零件的车削编程与加工

项目目标：了解螺纹类零件的车削加工方法了解螺纹类零件的车削刀具及切削参数选择掌握螺纹轴的加工工艺掌握指令G32、G92、G76的格式及其参数的含义具备使用螺纹指令编制螺纹轴车削程序的能力具备螺纹轴数控仿真加工能力具备螺纹轴实操加工与尺寸检测能力完成如图所示零件的数控程序编制与加工，毛坯尺寸为Ø40mm×140mm，材料为45钢。一、项目导入本项目典型零件是螺纹轴，属于典型的螺纹类零件。零件由两处圆柱、两处外螺纹及沟槽组成，两处螺纹分布在零件的两端，加工零件时应采用合理的装夹方案，否则，因工艺系统的刚性不足而引起零件的车削变形。三、相关知识（一）螺纹轴车削工艺1.螺纹的基础知识（1）螺纹的种类。螺纹按牙型不同一般可分为三角形、梯形、锯齿形、矩形和圆形螺纹。（2）普通螺纹的标记。粗牙普通螺纹代号用牙型符号“M”及“公称直径”表示，如M18、M24等；细牙普通螺纹的代号用牙型符号“M”及“公称直径”×螺距表示，如M24×2，M27×1.5等。（3）普通螺纹的尺寸计算。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）；中径d2=D2=d-0.6495p（p为螺纹的螺距）；牙型高度h1=0.5413P；螺纹小径d1=D1=d-1.0825P。二、项目分析2.螺纹车削的加工方法螺纹车削加工的常用方法有3种。3.刀具的选择通常螺纹刀具切削部分的材料为硬质合金和高速钢两类。刀具类型有整体式、焊接式和机械夹固式三种。4.走刀次数及进刀量的计算螺纹车削加工需分粗、精加工工序，经多次重复切削完成，可以减小切削力，保证螺纹精度。螺纹加工中的走刀次数和进刀量（背吃刀量）会直接影响螺纹的加工质量，每次切削量的分配应依次递减。一般精加工余量为0.05～0.1mm。5.车螺纹前孔径的计算车削塑性金属时：D孔=D-P；车削脆性金属时：D孔=D-1.05P。式中，D为大径；P为螺距6.切削液的选择（二）编程指令1.单一螺纹切削指令G32指令格式：G00XZ；快速定位到切削起点G32X（U）_Z（W）_F_；其中，F_：螺纹的导程；X（U）_Z（W）_：螺纹切削的终点坐标值。说明：（1）螺纹切削的终点坐标值X与切削起点X坐标值相同时为圆柱螺纹切削，X可以省略。（2）螺纹切削的终点坐标值Z与切削起点Z坐标值相同时为端面螺纹切削，Z可以省略。（3）螺纹切削的终点坐标值X、Z均与切削起点不同时为锥螺纹。2.螺纹切削单一循环指令G92指令格式：G00X_Z_；（循环起点）圆柱螺纹：G92X（U）_Z（W）_F_Q_；圆锥螺纹：G92X（U）_Z（W）_R_F_；其中，F_：螺纹导程；X_Z_：螺纹加工循环起点坐标；X（U）_Z（W）_：螺纹切削循环中螺纹切削段终点的坐标；R：螺纹的锥度，其值为圆锥螺纹的切削起点与切削终点的半径之差，R值有正负号，正负号取决于走刀方向；Q：螺纹分度度数。3.螺纹车削复合循环指令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）；其中，m：精车重复次数，从01～99，用两位数表示，该参数为模态量；r：螺纹尾端倒角值，改值的大小可设置在（0.0～9.9）L之间，系数应为0.1的整倍数，用00～99之间的两位整数来表示，其中L为导程，该参数为模态量；α：刀尖角，可在80º、60º、55º、30º、29º、0º六个角度中选择，用两位整数来表示，该参数为模态量；m、r、α用地址P同时指定，例如，m=2，r=1.2L，α=60º，表示为P021260；△dmin：最小切削深度，用半径编程指定，通常使用单位：μm。该参数为模态量；d：精车余量，用半径编程指定，通常使用单位：μm。该参数为模态量；X（U）Z（W）：螺纹终点绝对坐标或增量坐标；i：螺纹锥度值，用半径编程指定。如果i=0则为直螺纹，可省略；k：螺纹高度，用半径编程指定，通常使用单位：μm；△d：第一次车削深度，用半径编程指定，通常使用单位：μm；L：螺纹的导程。指令G76刀具轨迹图四、项目实施任务一螺纹轴数控加工工艺编制1.分析零件图该零件由Ø20mm、Ø30mm圆柱面，两处M16×2螺纹，两处3mm×2mm沟槽，以及两处C1.5倒角组成。径向尺寸Ø20mm、Ø30mm外圆，以及轴向尺寸120mm公差值小，加工精度高；其他尺寸为自由尺寸，公差值大，加工容易。2.确定装夹方案根据零件的结构特征，采取一夹一顶的装夹方式。用三爪自定心卡盘分别夹持零件的左右两端（按图2-71所示零件方位，以下相同），后顶尖相应地顶持零件的左、右端面，并完成零件的车削加工。3.选择刀具及切削用量4.确定加工方案（1）工序一①工步一：车削工件右端面；②工步二：钻中心孔；③工步三：粗车Ø20mm外圆、M16螺纹大径，以及C1.5倒角；④工步四：精车Ø20mm外圆、M16螺纹大径，以及C1.5倒角；⑤工步五：车削3mm×2mm沟槽；⑥工步六：车削螺纹。（2）工序二①工步一：调头，车削工件左端面，控制工件总长；②工步二：钻中心孔；③工步三：粗车Ø30mm外圆、M16螺纹大径，以及C1.5倒角；④工步四：精车Ø30mm外圆、M16螺纹大径，以及C1.5倒角；⑤工步五：车削3mm×2mm沟槽；⑥工步六：车削螺纹。5.填写工序卡任务二螺纹轴数控车削程序编制零件右侧加工程序：O0001；N10T0101；N11M03S800；N12G00X42.0Z2.0；N13G71U3.0R0.5；N14G71P15Q21U0.4W0F0.3；N15G00X13.0；N16G01Z0F0.15；N17X16.0Z-1.5；N18Z-25.0；N19X20.0；N20Z-55.0；N21X40.0；N22G00X100.0Z10.0；N23M05；N24T0202；N25M03S1500；N26G00X42.0Z2.0；N27G70P15Q21；N29G00X100.0Z10.0；N30M05；N31T0303；N32M03S300；N33G00X22.0Z-25.0；N34G01X14.0F0.15；N35X22.0F0.3；N36G00X100.0Z10.0；N37T0404；N38G00X18.0Z3.0.0；N39G92X15.5Z-22.5F2.0；N40X14.5；N41X13.4；N42G00X100.0Z10.0；N43M30；任务二螺纹轴数控车削程序编制零件左侧加工程序：O0002；N10T0101；N11M03S800；N12G00X42.0Z2.0；N13G71U3.0R0.5；N14G71P15Q20U0.4W0F0.3；N15G00X13.0；N16G01Z0F0.15；N17X16.0Z-1.5；N18Z-40.0；N19X30.0；N20Z-65.0；N21G00X100.0Z10.0；N22M05；N23T0202；N24M03S1500；N25G00X42.0Z2.0；N26G70P15Q20；N27G00X100.0Z10.0；N28M05；N29T0303；N30M03S300;N31G00X32.0Z-40.0；N32G01X14.0F0.15；N33X32.0F0.3；N34G00X100.0Z10.0；N35T0404；N36G00X18.0Z3.0.0；N37G92X15.5Z-37.5F2.0；N38X14.5；N39X13.4；N40G00X100.0Z10.0；N41M30；任务三螺纹轴数控车削仿真加工1.仿真软件准备2.激活机床3.回参考点4.毛坯选