11数控编程-第十一单元-数控车螺纹加工编程

一、螺纹加工的工艺知识1.螺纹加工方法由于螺纹加工属于成型加工，为了保证螺纹的导程，加工时主轴旋转一周，车刀的进给量必须等于螺纹的导程，进给量较大；另外，螺纹车刀的强度一般较差，故螺纹牙型往往不是一次加工而成的，需要多次进行切削。在数控车床上加工螺纹的方法有直进法、斜进法两种，直进法适合加工导程较小的螺纹，斜进法适合加工导程较大的螺纹。（a）斜进法（b）直进法第十一单元-数控车螺纹编程21LW式中：δ1切入空刀行程量，一般取2～5mm；δ2切出空刀行程量，一般取1.5～3mm；L为螺纹长度。2.螺纹行程的确定在数控车床上加工螺纹时，由于机床伺服系统本身具有滞后特性，会在螺纹起始段和停止段发生螺距不规则现象，所以实际加工螺纹的长度W应包括切入和切出的空行程量,即：图5-32X终点δ2δ1起点Z加工螺纹的进给距离常用螺纹切削的进给次数与吃刀量公制螺纹螺距mm1.01.522.533.54牙深（半径值）0.6490.9771.2991.6241.9492.2732.598切削次数及吃刀量（直径值）1次0.70.80.91.01.21.51.52次0.40.60.60.70.70.70.83次0.20.40.60.60.60.60.64次0.160.40.40.40.60.65次0.10.40.40.40.46次0.150.40.40.47次0.20.20.48次0.150.39次0.23.吃刀量的确定二、螺纹加工指令1、单段车削螺纹加工指令G32编程格式：G32Z（W）F；（圆柱面螺纹）G32X（U）F；（端面螺纹）G32X（U）Z（W）F；（圆锥面螺纹）δ2X/2终点X图5-34图5-35δ1X/2ZWZWZ起点终点Xδ1起点U/2δ2αZ其中：X（U）、Z(W)：为加工螺纹段的终点坐标值（X、Z为绝对坐标值，U、W为增量坐标值）；F：为加工螺纹的导程（对于单头螺纹F为螺距）；说明：1、编程时应将切入、切出段加入到车螺纹程序段中。2、对于加工右图所示的圆锥面螺纹，其斜角α小于等于45度时，螺纹导程以Z轴方向指定；其斜角α大于45度小于等于90度时，螺纹导程以X轴方向指定。例1：利用G32指令加工图示的M30X1.5的圆柱面螺纹。试编写其加工程序。M30X1.52图5-36对刀点P（100，100）X起点350ZM30X1.5的螺纹其螺距为1.5mm，由表6-2可知，分四次走刀，其各次切削深度为（直径值）：d1=0.8mm、d2=0.6mm、d3=0.4mm、d4=0.16mm；O5678；N10G50X100.0Z100.0；N20M03S200；N30G00Z3.0；N40X29.2M08；（d1=0.8mm）N50G32Z-52.0F1.5；（第一刀车螺纹）N60G00X32.0；N70Z3.0；N80X28.6；（d2=0.6mm）N90G32Z-52.0F1.5；（第二刀车螺纹）N100G00X32.0；N110Z3.0；N120X28.2；（d3=0.4mm）N130G32Z-52.0F1.5；（第三刀车螺纹）N140G00X32.0；N150Z3.0N160X28.04；（d4=0.16mm）N170G32Z-52.0F1.5；（第四刀车螺纹）N180G00X100.0M09；N190Z100.0；N200M05；N210M30；M48X25054习题图(d)练习：采用螺纹加工单一循环编程指令编写图所示零件的螺纹加工程序O5678；N10G50X100.0Z100.0；N20M03S200；N30G00Z3.0；N40X47.1M08；（d1=0.9mm）N50G32Z-52.0F2；（第1刀车螺纹）N60G00X50.0；N70Z3.0；N80X46.5；（d2=0.6mm）N90G32Z-52.0F2；（第2刀车螺纹）N100G00X50.0；N110Z3.0；N120X39.9；（d3=0.6mm）N130G32Z-52.0F2；（第3刀车螺纹）N140G00X50.0；N150Z3.0N160X39.5；（d4=0.4mm）N170G32Z-52.0F2；（第4刀车螺纹）N180G00X50.0；N190Z3.0N200X39.4；（d5=0.1mm）N210G32Z-52.0F2；（第5刀车螺纹）M48X2的螺纹其螺距为2mm，由表6-2可知，分5次走刀，其各次切削深度为（直径值）：d1=0.9mm、d2=0.6mm、d3=0.6mm、d4=0.4mm、d5=0.1mm；N220G00X100.0M09；N230Z100.0；N240M05；N250M30；例2：利用G32指令加工图所示的圆锥面螺纹。若螺纹的螺距为1.5mm，试编写其加工程序。螺距为1.5mm，由表6-2可知，分四次走刀，其各次切削深度为（直径值）：d1=0.8mm、d2=0.6mm、d3=0.4mm、d1=0.16mm；O5678；N10G50X100.0Z100.0；N20M03S200；N30G00Z3.0；N40X27.2M08；（d1=0.8mm）N50G32X42.2Z-52.0F1.5；（第1刀车螺纹）N60G00X45.0；N70Z3.0；N80X26.6；（d2=0.6mm）N90G32X41.6Z-52.0F1.5；（第2刀车螺纹）N100G00X45.0；N110Z3.0；N120X26.2；（d3=0.4mm）N130G32X41.2Z-52.0F1.5；（第3刀车螺纹）N140G00X45.0；N150Z3.0N160X26.04；（d4=0.16mm）N170G32X41.04Z-52.0F1.5；（第4刀车螺纹）N180G00X100.0M09；N190Z100.0；N200M05；N210M30；2、单一固定循环车削螺纹加工指令G92（1）圆柱面单一固定循环车削螺纹加工指令编程格式：G92X（U）Z（W）F；其中：X、Z—表示车螺纹段的终点绝对坐标值；U、W—表示切削段的终点相对于循环起点的增量坐标值；F—表示螺纹的导程（单头为螺距）；图5-38δ2X/2U/23Rδ1ZW循环起点X4R起点2F(G32)终点1RZ例3：利用G92指令加工图所示的M30X1.5的圆柱面螺纹。试编写其加工程序。M30X1.5图5-39对刀点P（100，100）循环起点A(40,3)X3起点2终点50Z螺距为1.5mm，由表6-2可知，分四次走刀，其各次切削深度为（直径值）：d1=0.8mm、d2=0.6mm、d3=0.4mm、d4=0.16mm；O4254；（采用直径编程）N10G50X100.0Z100.0；N20M03S1000；N30G0040.0Z3.0M08；N40G92X29.2Z-52.0F1.5；（d1=0.8mm第一刀车螺纹）N50X28.6；（d2=0.6mm第二刀车螺纹）N60X28.2；（d3=0.4mm第三刀车螺纹）N70X28.04；（d4=0.16mm第四刀车螺纹）N80G00X100.0Z100.0M09；N90M05；N100M30；(2)圆锥面单一固定循环螺纹加工其中：X、Z—表示切削螺纹段的终点绝对坐标值；U、W—表示切削螺纹段的终点相对于循环起点的增量坐标值；I—表示切削螺纹段的起点相对终点的X方向上的半径之差（通常为负值）即：直径编程：I=（X起点-X终点）/2半径编程：I=X起点-X终点F—表示螺纹的导程（单头为螺距）；指令格式：G92X（U）Z(W)IF;图5-40δ2δ1IX/2ZW2F(G32)U/2终点3R4RX循环起点1RZ起点例4：利用G92指令加工图所示的圆锥面螺纹。若螺纹的螺距为1.5mm，试编写其加工程序。螺距为1.5mm，由表6-2可知，分四次走刀，其各次切削深度为（直径值）：d1=0.8mm、d2=0.6mm、d3=0.4mm、d4=0.16mmO4237；（采用直径编程）N10G50X100.0Z100.0；N20M03S1000；N30G0050.0Z3.0M08；N40G92X42.2Z-52.0I-7.5F1.5；（d1=0.8mm第一刀车螺纹）N50X41.6；（d2=0.6mm第二刀车螺纹）N60X41.2；（d3=0.4mm第三刀车螺纹）N70X41.04；（d4=0.16mm第四刀车螺纹）N80G00X100.0Z100.0M09；N90M05；N100M30；3、复合固定循环车螺纹加工指令G76WZX/2δ2U/24R3RD2FA图5-42XK第2刀1RdA循环起点dB第1刀dnδ1Z第n刀hCk螺纹小径使用复合固定循环车螺纹加工指令G76，只需要一个程序段就可以完成整个螺纹的加工。编程格式：G76X（U）Z（W）IKDFA；其中：X、Z—表示车螺纹段牙底的终点绝对坐标值；U、W—表示切削段牙底的终点相对于循环起点的增量坐标值；I—表示切削螺纹段的起点相对终点的X方向上的半径之差（通常为负值），I=0时为圆柱螺纹；K—螺纹的牙型高度（X方向上的半径值）；D—第一次的切削深度（半径值）；F—表示螺纹的导程（单头为螺距）；A—刀尖角（螺纹牙型角），有80˚、60˚、55˚、30˚、29˚、0˚等六种，最常用的牙型角为60˚的普通公制螺纹。M42X4的螺纹其为螺距为4mm，由表6-2可知,牙型高度为2.598mm，所以牙底圆直径为42-2X2.598=36.804mm，分9次走刀，其各次切削深度为（直径值）：d1=1.5mm、d2=0.8mm、d3=0.6mm、d4=0.6mm、d5=0.4mm、d6=0.4mm、d7=0.4mm、d8=0.3mm、d9=0.2mm；例：利用G76指令加工图所示的M42X4的圆柱面螺纹，试编写其加工程序。M42X4图5-43循环起点A(50,5)X对刀点P（100，100）起点终点2580ZO4534；（采用直径编程）N10G50X100.0Z100.0；N20M03S1000；N30G0050.0Z5.0M08；N40G76X36.804Z-82.0K2.598D1.5F4.0A60；（车螺纹）N50G00X100.0Z100.0M09；N60M05；N70M30；4、变导程螺纹车削加工指令G34图5-44L+2KLL+KL+3K编程格式：G34或G35X（U）Z（W）FK；其中：X(U)、Z（W）、F—含义与G32相同；K—螺纹每导程的增、减量，K值的使用范围公制为+0.0001~100.0/r;英制为+0.000001~1.0in/r；G34—用于增螺距；G35—用于减螺距。综合实例在数控车床上加工图所示的轴类零件，试编写其粗、精车外圆、切槽、车螺纹、切断程序。坐标系、对刀点及所用的刀具如图所示1、加工工艺设计（1）加工工艺过程：粗精车外圆→切4X4退刀槽→车M40X3的螺纹→切断（2）加工所用的刀具：T01为外圆车刀；T02为切槽、切断刀,刃宽为4mm；T03螺纹车刀；（3）选择切削参数：①粗车外圆：主轴转速S=800r/min、进给速度F=300mm/min、切削深度△d=2mm；循环起点A（80，5）②精车外圆：切削速度V=100m/min（恒线速）、进给速度F=300mm/min、精车余量△u=0.5mm、△w=0.2mm；③切槽：主轴转速S=300r/min、进给速度F=30mm/min；起点B（55，-50）④车螺纹：主轴转速S=300r/min、螺距F=3mm、由表6-2可知，牙型高度h=1.949mm，分7次切削d1=1.2mm，d2=0.7mm，d3=0.6mmd4=d5=d6=0.4mmd7=0.2mm；循环起点C（45，5）⑤切断：主轴转速S=300r/min、进给速度F=30mm/min；每次的切削深度△i=4mm;起点D（85，224）（4）夹具：三爪卡盘O4254；（采用直径编程）N10G50X100.0Z100.0T0101；N20M03S800；N30G0080.0Z5.0M08；N40G71P50Q180U0.5W0.2D2.0F300；（粗车外圆循环）