数控车床加工工艺与编程模块五

模块五槽与螺纹加工数控车削加工中，经常会遇到各种带有槽和螺纹的零件，如图5--1所示。本模块将从几个典型的槽和螺纹类零件加土任务的分析、实施入手，详细介绍槽及螺纹加工的特点、工艺的确定、指令的应用、程序的编制、加工质量的分析等内容。子程序指令及其应用和螺纹加工指令及其应用是本模块的重点。任务1单槽加工任务目标槽加工的工艺特点和相关知识槽加工的常用编程指令选择适当的指令编制槽加工的程序任务引入根据图5-1-1a所示的离合器工序图，编制其滑块槽的加工程序完成加工后的零件实物图如图5-1-1b所示。任务分析如图所示的零件需加工一个宽槽且有一定的深度，这样的槽用宽刃切槽刀直接切出是不现实的，故选用4mm切槽刀，应用FANUC0i数控系统中的复合切削指令G75进行加工。相关知识如图5--1-2所示为活塞零件图，需加上其密封槽:分析得知密封槽一般要求有较高的表面质量，同时也要求槽底具有较高的尺寸精度和圆度。因此，选用与槽等宽的4mm切槽刀，采取直接切入槽底后暂停修整槽底圆度，然后慢速退刀修整侧面的方式进行加工。一次装夹完成零件内孔和外圆的加上。坐标系原点设在工件右端面中心，选切槽刀右刀尖为刀子位点对刀。编程如下:G00X50.0Z-2.0T0101;（定位）G01X32.0F0.1;（切至槽底）G04X0.5;（延时修正槽底）G01X50.0F0.1;（退刀）相关知识零件上单槽的形式很多，如图所示，均可借鉴上述的加工方法进行编程。1.零件的装夹根据槽的宽度等条件，在切槽中经常采用直接成形法，也就是说槽的宽度就是切槽刀刃的宽度，也就等于背吃刀量ap。采用这种方法切削时会产生较大的切削力。另外，大量的槽位一于零件的外圆上，切槽时主切削力的方向与工件轴线垂直，必然会影响工件的稳定性、在数控车床上进行槽加工一般可采用下面两种装夹方式:(1)利用软卡爪，并适当增加夹持面的长度，以保证定位准确，装夹稳固。(2)利用尾座和顶尖作为辅助，采用一夹一顶的力一式装夹，最大限度地保证零件装夹稳定。一、槽加工工艺分析钻孔•对于精度要求不高的孔，可用麻花钻直接钻出;对于精度要求较高的孔，钻孔后还要再经过车削或扩孔、铰孔才能够完成.扩孔•用扩孔刀具扩大工件孔径的方法称为扩孔。一般精度要求的工件的扩孔可用麻花钻，精度要求高的孔的半精加工可使用扩孔钻。铰孔•铰孔是用铰刀对一未淬硬孔进行精加工的一种加工方法。铰刀是尺寸精确的多刃刀具，铰孔的质量好。效率高，操作简单，目前在批量生产中已得到广泛的应用:其精度可达IT7~IT9,表面粗糙度Ra值可达0.4μm。车孔•对于铸造孔、锻造孔或用钻头钻出的孔，为达到所要求的尺寸精度、位置精度和表面粗糙度，可采用车内孔的方法r、加工精度，般可达!竹一哪级，表面粗糙度It。值可达1.6-.3.2fr.,m,,2.刀具选择一与进刀方式(1)对尹宽度、深度不大，以精度要求不高的槽，可采用与槽等宽的刀具直接切入一次成形，如图所示。刀具切入到槽底后可利用延时指令进行短暂停留，以修整槽底圆度，退出时如有必要可采用工进速度2.刀具选择一与进刀方式(2)对于宽度不大，但深度较大的深槽零件，为了避免在切槽过程中由于排屑不畅，使刀具前刀面压力过大出现扎刀和折断刀具的现象，应采用分次进刀的方式，刀具在切入工件一定深度后，停止进刀并回退一段距离，达到断屑和退屑的目的，如图所示同时注恋尽虽选择强度较高的刀具2.刀具选择一与进刀方式(3)宽槽的切削。通常把大于一个切刀宽度的槽称为宽槽，宽槽的宽度、深度的精度要求及表而质址要求相对较高.在切削宽槽时常采用排刀的力一式进行粗切，然后用精切槽刀沿槽的一侧切至槽底、精加工槽底至槽的另一侧，再沿侧面退出。切削方式如图所示3.切削用量与切削液的选择切削用量的三要素背吃刀量切削速度进给量切槽过程中，为了解决切槽刀刀头面积小，散热条件差，易产生高温而降低刀片切削性能的问题，可以选择冷却性能较好的乳化类切削液进行喷注，使刀具充分冷却。二、槽加工的质量分析二、槽加工的质量分析三、切槽复合循环指令1.格式G75Re;G75X(U)__Z(W)__PΔiQΔkRΔdFΔf;2.说明e:回退量，该值为模态值，可由参数5319号指定，由程序指令修改。X:最大切深点的x轴绝对坐标。U;最大切深点的X轴增量坐标。Z:最大切深点的Z轴绝对坐标。W:最大切深点的Z轴增量坐标。Δi;X方向的进给量(不带符号)。Δk;Z方向的位移量(不带符号)。Δd;刀具在切削底部的退刀量，Δd的符号总是正的。f:进给量。任务2多槽加工任务目标多槽加工的工艺特点与相关知识子程序的编写及其在多槽加工中的应用选择适当的指令编制多槽加工的程序任务引入如图所示,编制切纸辊18x4槽的加工程序任务分析在加工圆周刀具、轧辊等零件时经常会遇到与图5-2-1相似的多槽零件。这种零件槽多且相同，如按任务1模式编写程序，则其加工程序中会出现大量相同的程序段，增加了编程的工作量:这种情况下可采用子程序调用指令，来编制此类零件的加工程序，减少编程工作量，缩短加工程序的长度.相关知识应用子程序命令编制程序可以大人减少程序段的数最，提高编程工作的效率，非常适合于人工编程。下面简要介绍广程序调用指令M98格式说明(1)子程序号同主程序，不同的是子程序用M99结束。(2)子程序执行完请求的次数以后返回到主程序M98的下一句继续执行。如果子程序结束后没有M99，将不能返回主程序(3)省略循环次数时，默认循环次数为一次。(4)程序可以由主程序调用，已被调用的子程序也可以调用其他的子程序::从主程序调用的子程序称为一重，总共可以嵌套调用四重，如图所示。任务3普通螺纹加工任务目标掌握螺纹加工的工艺特点与相关知识掌握一普通螺纹加工的常用编程指令能选择适当的指令编制普通螺纹的加工程序任务引入请按图a所示的定位螺栓零件图，编制零件的加工程序，加工后的零件实物图如图b所示.任务分析如上图所示的零件是一个典型的螺纹零件，该零件包括外圆、倒角、螺纹以及圆弧，前面已经介绍了外圆、倒角和圆弧的加工指令，任务3将上要介绍螺纹加工指令。FANUC数控车床螺纹加工的常用指令见表。由表5-3---1可知，最适合加工图5-3-1所示零件的M30x2圆柱螺纹的指令主要有两个:等螺距螺纹切削指令(G32),螺纹切削固定循环(G92)。为提高切削效率，选用G92指令进行螺纹加工。指令名称应用格式主要工艺用途等螺距螺纹切削(G32)G32X(U)__Z(W)__F__;圆柱螺纹、圆锥螺纹变螺距螺纹切削(G34)G34X(U)__Z(W)__F__K__;变螺距圆柱螺纹、圆锥螺纹多线螺纹切削(G33)G33X(U)__Z(W)__F__P__;多线螺纹、螺旋线螺纹切削固定循环(G92)G92X(U)__Z(W)__R__F__;圆柱螺纹、圆锥螺纹简化编程螺纹切削复合循环(G76)G76PmruQΔdminRd;G76X(U)__Z(W)__RiPkQΔdFl;梯形操纹、大螺距三角螺纹、蜗杆等一、螺纹加工工艺分析1.螺纹类零件的装夹2.刀具与进刀方式选择3.切削用量与切削液的选择刀具与进刀方式选择刀具机械夹固式整休式焊接式进刀方式直进斜进分层切削切削用量与切削液的选择(1)螺纹加工的切削用量1)进给量的选择2)主轴转速的选择(2)切削液的选择二、普通螺纹切削指令等螺距螺纹切削指令(G32)格式二、普通螺纹切削指令等螺距螺纹切削指令(G32)应用范围二、普通螺纹切削指令等螺距螺纹切削指令(G32)柱螺纹G32加工编程二、普通螺纹切削指令螺纹切削固定循环(G92)格式二、普通螺纹切削指令应用范围螺纹切削循环(G92)指令用于对圆锥或圆柱螺纹的切削循环。螺纹切削固定循环(G92)二、普通螺纹切削指令等螺距螺纹切削指令(G32)G92用于圆柱螺纹车削编程三、螺纹加工常见质量问题及消除三、螺纹加工常见质量问题及消除任务4圆锥螺纹加工任务目标普通圆锥螺纹加工常用编程指令选择适当指令编制圆锥螺纹的加工程序任务引入任务分析此类螺纹经常用于快换接头的连接螺纹，如石油钻机的钻杆连接。其特点是能够承受大扭矩，更换快捷、一般要求有较大螺距，人小端直径和螺纹牙型精度严格控制。大多为中等批量生产，适合数控车床进行加工生产效率提高明显。用G32指令加工圆锥螺纹G92用于圆锥螺纹车削格式：G92X(U)__Z(W)__R__F__;螺纹切削固定循环指令还常用于圆锥螺纹的切削，其应用如图所示。其中R为圆锥螺纹起点和终点的半径差，加工圆柱螺纹时为零，可省略。其余各项与圆柱螺纹切削指令相同。任务5多线螺纹加工任务目标多线螺纹加工的工艺特点与相关知识多线螺纹加工的常用编程指令选择适当的指令编制多线螺纹的加工程序任务引入任务分析该零件左端为M36双线内螺纹，螺纹导程为5mm,螺距为3mm,螺纹小径为32.76mm，单面高度为1.62mm。相关知识在各类机械零件中，为方便拆卸或改变传动比，多线螺纹成为了比较常见的形式之一应用实例如下：相关知识数控系统配置了直接用于多线螺纹切削的指令(G33)G33指令格式相关知识G33指令应用相关知识G33指令应用任务6梯形螺纹加工任务目标梯形螺纹加工的工艺特点与相关知识梯形螺纹加工常用的编程指令选择适当的指令编制梯形螺纹的加工程序任务引入任务分析该零件为常见梯形螺纹短丝杆，作为传动零件对螺距、表面质量及螺纹中径精度要求较高.梯形螺纹的截面尺寸较大，采用直进法切削很容易出现扎刀现象。在螺纹加工指令中采用斜进法和分层切削法进刀，是避免扎刀的有效手段。相关知识多重复合螺纹切削指令(G76)，能够实现斜进法和分层切削法进刀，可以很好地避免螺纹车削中的扎刀现象。G76指令格式G76指令说明m:精加工重复次数(1~99)。r:倒角量α:刀尖角度。m,r和α用地址P同时指定。Δdmin:最小背吃刀量(用半径值指定).d:精加工余量。该值是模态的，可用5141号参数设定，用程序指令改变.I:螺纹半径差.i=0时可以进行普通圆柱螺纹切削。k:螺纹高。这个值用半径值规定。Δd;第一刀切削深度，半径值、l:导程(同G32).任务7变导程螺纹加工任务目标变导程螺纹加工的工艺特点与相关知识变导程螺纹加工的常用编程指令选择适当的指令编制变导程螺纹的加工程序任务引入任务分析该零件为变螺距螺杆，在挤出机的推进器零件中常见。如果在普通车床上加工变导程螺纹，需要对机床进行改装，利用差动原理，实现不等距螺纹的加工。现代数控车床可以利用变导程螺纹加工指令。方便地进行变导程螺纹的加工相关知识变导程螺纹切削指令(G34)格式G34指令的应用G34指令可用于一切削圆柱、圆锥变导程螺纹，利用轴向分线法还可加工多线变导程螺纹谢谢！