情境三螺纹(面)数控加工程序的编制.ppt

情境三螺纹 面 数控加工程序的编制 情境描述在数控车床上加工螺纹 编程指令有单行程螺纹切削指令G32 非整数导程螺纹切削指令G33 变导程螺纹且学指令G34 螺纹切削循环指令G92 螺纹切削符合循环指令G76 本章主要介绍以下几方面的内容 1 三角形螺纹加工的尺寸计算和切削用量的选择 2 数控车床加工螺纹指令G32 G92和G76 3 数控车床加工螺纹的程序编制 任务十七外圆柱螺纹面数控加工程序的编制 一 外圆柱螺纹面数控加工程序的编制项目任务书 见表17 1 表17 1项目任务书 二 学习导读1 螺纹的牙型和螺纹的参数牙型 沿螺纹轴线剖切的截面内 螺纹牙两侧边的夹角称为螺纹的牙型 常见螺纹的牙型有三角形 梯形 锯齿形 矩形等 牙型角 在螺纹牙型上相邻两牙侧间的夹角 普通螺纹的牙型角为60 英制螺纹牙型角为55 梯形螺纹牙型角为30 公称直径 D d 指螺纹大径的基本尺寸 螺纹大径 d或D 亦称外螺纹顶径或内螺纹底径 螺纹小径 D1 d1 亦称外螺纹底径或内螺纹顶径 螺纹中径 D2 d2 是一个假想圆柱的直径 该圆柱剖切面牙型的沟槽和凸起宽度相等 同规格的外螺纹中径和内螺纹中径尺寸相等 螺距 P 是螺纹上相邻两牙在中径上对应点间的轴向距离 导程 L 是一条螺旋线上相邻两牙在中径上对应点间的轴向距离 理论牙型高度 h 是在螺纹牙型上牙顶到牙底之间 垂直于螺纹轴线的距离 2 螺纹加工尺寸分析车削外螺纹时 零件材料因受车刀挤压而使外径胀大 因此实际切削时螺纹部分的零件外径应比螺纹的公称直径小0 2 0 4mm 一般取d实 d 0 1P 在实际生产中 为计算方便 不考虑螺纹车刀的刀尖半径r的影响 一般取螺纹牙型高度h 0 65P 故螺纹实际小径dl实 d 2h d 1 3P 由于车削螺纹时起始需要一个加速过程 结束前有一个减速过程 因此螺纹两端必须设置足够的升速进刀段 1和减速退刀段 2 如图17 1所示 实际生产中 一般取 1 2 5mm 大螺距和高精度的螺纹取值大一些 2一般为退刀槽宽度值的一半左右 一般取 2 1 3mm 若螺纹收尾处没有退刀槽时 收尾处的形状与数控系统有关 一般按45 退刀收尾 图17 1 3 螺纹车削时进刀方法的选择在数控车床上加工螺纹时的进刀方法通常有直进法 斜进法 当螺距P 3mm时 一般采用直进法 如图17 2a 螺距P 3mm时 一般采用斜进法 如图17 2b 图17 2 4 切削用量的选用1 主轴转速n在数控车床上加工螺纹 主轴转速受数控系统 螺纹导程 刀具 零件尺寸和材料等多种因素的影响 不同的数控系统 有不同的推荐主轴转速范围 大多数经济型数控车床车削螺纹时 推荐主轴转速为n 1200 P K 式中P一一零件的螺距 mm K一一保险系数 一般取80 n一一主轴转速 rpm例如 加工M30 x2普通外螺纹时 主轴转速n 1200 P K 1200 2 80 r min 520r min 根据零件材料 刀具等因素可选取n 400 500r min 2 背吃刀量ap车削螺纹时时应遵循背吃刀量递减的分配方式 即后一刀的背吃刀量不能超过前一刀背吃刀量 否则会因切削面积的增加 切削力过大而损坏刀具 但为了提高螺纹的表面粗糙度 用硬质合金螺纹车刀时 最后一刀的背吃刀量不能小于0 1mm 常用螺纹加工走刀次数与分层切削余量可参阅表17 2 表17 2常用螺纹加工走刀次数与分层切削余量 3 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 L 5 指令学习 1 单行程螺纹切削指令G32指令格式G32X U Z W F 式中 X Z 螺纹编程终点的X Z向坐标 mm X为直径值 X省略时为圆柱螺纹切削 Z省略时为端面螺纹切削 X Z均不省略时为锥螺纹切削 U W 螺纹编程终点相对编程起点的X Z向坐标 mm U为直径值 F 螺纹导程 mm 指令使用要点 G32进刀方式为直进式 螺纹切削时不能用主轴线速度恒定指令G96 切削斜角a在45 以下的圆锥螺纹时 螺纹导程以Z方向指定 使用G32指令可以加工固定导程的圆柱螺纹或圆锥螺纹 在进行螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段 1和降速退刀段 2 学习示例 试编写图17 3所示螺纹的加工程序 螺纹导程4mm 升速进刀段 1 3mm 降速退刀段 2 1 5mm 假设只切一刀 A点是螺纹加工的起点 B点是单行程螺纹切削指令G32的起点 c点是单行程螺纹切削指令G32的终点 D点是X向退刀的终点 A B采用G00进刀 B C采用G32车螺纹 C D采用G00沿X方向退刀 D A采用G00沿Z方向退刀 图17 3单行程圆柱螺纹切削指令G32 G00U 60G32W 74 5F4G00U60W74 5 2 螺纹切削循环指令G92使用G32加工螺纹时需要多次进刀 程序较长 容易出错 为此数控车床一般均在数控系统中设置了螺纹切削循环指令G92 指令格式G92X U Z W I R F 其中 X Z 螺纹终点的绝对坐标 mm U W 螺纹终点的相对起点坐标 mm F为螺纹导程 mm I R 圆锥螺纹起点半径与终点半径的差值mm 其值的正负判断方法与G90相同 圆锥螺纹终点半径大于起点半径时I R 为负值 圆锥螺纹终点半径小于起点半径时I R 为正值 对于圆柱螺纹I 0 该项可省略 故圆柱螺纹切削循环指令格式为G92X U Z W F G92指令用于单一循环加工螺纹 其循环路线与单一形状固定循环基本相同 如图17 4所示 循环路径中除车削螺纹行程 为进给运动 G01 外 其他行程 循环起点进刀 螺纹切削终点X方向退刀 Z方向退刀 均为快速运动 G00 该指令是切削圆柱螺纹和圆锥螺纹时使用最多的螺纹切削指令 图17 4圆柱螺纹切削循环指令G92 图17 5圆柱螺纹切削循环 学习示例 试编写图17 5所示圆柱螺纹的加工程序 假设毛坯直径为30mm 每次切削深度为别为0 4mm 0 3mm 0 2mm和0 1mm G00X35Z104G92X29 2Z53F1 5X28 6X28 2X28 0G00X200Z200 三 任务解析1 螺纹加工相关尺寸与切削三要素数值的计算与确定实际车削时外圆柱面的直径d实 d 0 1P 30 0 1 2 mm 30 0 2 mm 29 8mm 螺纹牙型高度h 0 65P 0 65 2mm 1 3mm 螺纹实际小径d1实 d 1 3P 30 1 3 2 mm 27 4mm 升速进刀段和减速退刀段分别取 1 5mm 2 2mm 查表17 2确定切削用量 本任务中双边切深为2 6mm 根据表中第三列数值知 分五刀切削螺纹 面 切削余量 切深 分别为0 9mm 0 6mm 0 6mm 0 4mm和O lmm 主轴转速n 1200 P K 1200 2 80 r min 520r min 进给量f P 2mm 2 加工工艺路线 装夹 对刀 设置编程原点O为零件右端面中心 螺纹车削切深0 9mm 螺距为2mm 螺纹车削切深0 6mm 螺纹车削切深0 6mm 螺纹车削切深0 4mm 螺纹车削切深0 1mm 四 任务实施 零件加工工艺分析与编程 1 工装 采用三爪自定心卡盘夹紧零件的外圆周面 2 刀具选择 数控加工刀具见表17 3 表17 3数控加工刀具卡片 3 制作加工工艺卡丝堵加工工步及切削用量见表17 4 表17 4加工工艺卡 五 程序编制丝堵数控加工程序 G32指令 清单见表17 5 表17 5数控加工程序清单 丝堵数控加工程序 G92指令 清单见表17 6 表17 6数控加工程序清单 五 课堂巩固练习 任务十八圆锥螺纹数控加工程序的编制 圆锥螺纹数控加工程序的编制任务书 见表18 1 表18 1任务书 二 学习导读 1 单行程螺纹切削指令G32指令格式G32X U Z W F 式中 X Z 螺纹编程终点的X Z向坐标 mm X为直径值 X Z均不省略时为锥螺纹切削 U W 螺纹编程终点相对编程起点的X Z向坐标 mm U为直径值 F 螺纹导程 mm 学习示例 试编写图18 1所示圆锥螺纹的加工程序 螺纹导程3 5mm 升速进刀段 1 2mm 降速退刀段 2 1mm 螺纹深2mm 每次切削深度为别为0 4mm 0 3mm 0 2mm和0 1mm A点是螺纹加工的起点 B点是单行程螺纹切削指令G32的起点 C点是单行程螺纹切削指令G32的终点 D点是X向退刀的终点 A B采用G00进刀 B C采用G32车螺纹 C D采用G00沿X方向退刀 D A采用G00沿Z方向退刀 图18 1单行程圆锥螺纹切削指令G32 假设刀尖已到达A点 G00X13 2G32X43 2W 43F3 5G00X50W43X12 6G32X42 6W 43F3 5 G00X50W43X12 2G32X42 2W 43F3 5G00X50W43X12G32X42 2W 43F3 5G00X50W43G00U50W50 2 圆锥螺纹指令格式G92X U Z W I R F 其中 X Z 螺纹终点的绝对坐标 mm U W 螺纹终点的相对起点坐标 mm F 螺纹导程 mm I R 圆锥螺纹起点半径与终点半径的差值mm 其值的正负判断方法与G90相同 圆锥螺纹终点半径大于起点半径时I R 为负值 圆锥螺纹终点半径小于起点半径时I R 为正值 G92指令用于单一循环加工螺纹 其循环路线与单一形状固定循环基本相同 如图18 2所示 循环路径中除车削螺纹行程 为进给运动 G01 外 其他行程 循环起点进刀 螺纹切削终点X方向退刀 Z方向退刀 均为快速运动 G00 图18 2圆锥螺纹切削循环指令G92 根据图18 3 由几何相似性计算螺纹循环加工中各点坐标 见表18 2 表18 2螺纹循环中各点坐标 G00X80Z62G92X47 4Z12I 20F2X47 0G00X200Z200 三 任务解析升速进刀段 1 2mm 降速退刀段 2 1mm 1 螺纹加工相关尺寸与切削三要素数值的计算与确定如图18 4所示 实际车削时的外圆锥面的直径d实 d 0 1P d 0 1 2 mm 螺纹大径小端为 19 8mm 螺纹大径大端为 24 8mm 图18 4圆锥螺纹加工尺寸计算 螺纹牙型高度h实 0 65x2mm 1 3mm 升速进刀段和减速退刀段分别取 1 3mm 2 2mm 由几何相似性可得 A点坐标为 19 53 3 B点坐标为 25 31 34 查表17 2确定切削用量 本任务中双边切深为2 6mm 根据表中第三列数值知 分五刀切削螺纹 面 切削余量 切深 分别为0 9mm 0 6mm 0 6mm 0 4mm和O lmm 主轴转速n 1200 P K 1200 2 80 520r min 进给量F P 2mm 当采用圆锥螺纹切削循环指令G92加工锥丝堵的锥螺纹时 根据图18 4 G92指令中的数R 19 53 2 25 31 2 2 9mm 2 确定加工路线 2 加工工艺路线 装夹 对刀 设置编程原点O为零件右端面中心 螺纹车削切深0 9mm 螺距为2mm 螺纹车削切深0 6mm 螺纹车削切深0 6mm 螺纹车削切深0 4mm 螺纹车削切深0 1mm 四 任务实施 零件加工工艺分析与编程 1 工装 采用三爪自定心卡盘夹紧零件的外圆周面 2 刀具选择 数控加工刀具见表18 3 表18 3数控加工刀具卡片 3 制作加工工艺卡锥丝堵加工工步及切削用量见表18 4 表18 4加工工艺卡 五 程序编制锥丝堵数控加工程序 G32指令 清单见表18 5 表18 5数控加工程序清单 丝堵数控加工程序 G92指令 清单见表17 6 表17 6数控加工程序清单 任务十九内螺纹 面 数控加工程序的编制 一 内螺纹 面 数控加工程序的编制任务书 见表19 1 表19 1任务书 二 学习导读与知识准备车削内螺纹时 由于车刀切削的挤压作用 内孔直径要缩小 所以车削内螺纹时底孔的直径应大于螺纹小径 实际加工中 一般取螺纹小径实际值D1实 D P 一般取螺纹牙型高度h 0 65P 编程时螺纹小径计算值Dl计 D 2h D 1 3P 三 任务解析本任务中 实际车削时取内螺纹的底孔的直径D1实 D P 24 2 mm 22mm 螺纹实际牙型高度h 0 65P 0 65 2 mm 1 3mm 内螺纹实际大径D 24mm 编程时螺纹小径计算值Dl计 D 2h D 1 3 D 1 3P 24 1 3 2 mm 21 4mm 升速进刀段和减速退刀段分别取 1 5mm 2 2mm 查表17 2确定切削用量 本任务中双边切深为2 6mm 根据表中第三列数值知 分五刀切削螺纹 面 切削余量 切深 分别为0 9mm 0 6mm 0 6mm 0 4mm和O lmm 主轴转速n 1200 P K 1200 2 80 520r min 进给量f P 2mm 四 任务实施 零件加工工艺分析与编程 1 工装 采用三爪自定心卡盘夹紧零件的外圆周面 2 刀具选择 数控加工刀具见表18 3 表18 3数控加工刀具卡片 3 制作加工工艺卡锥丝堵加工工步及切削用量见表18 4 表18 4加工工艺卡 五 程序编制螺母数控加工程序 G32指令 清单见表18 5 表18 5数控加工程序清单 螺母数控加工程序 G92指令 清单见表18 6 表18 6数控加工程序清单 五 课堂巩固练习 任务二十外圆锥螺纹 面 数控加工程序的编制 一 圆锥螺纹 面 数控加工程序的编制任务书 表20 1任务书 二 学习导读与学习准备螺纹切削复合循环指令G76用于多次自动循环切削螺纹 如图20 1所示 可以完成一个螺纹段的全部加工任务 它的进刀方法有利于改善刀具的切削条件 切深和进刀次数等均可设置后自动完成 G76指令经常用于加工不带退刀槽的圆柱螺纹和圆锥螺纹 在编程中应优先考虑应用该指令 1 螺纹切削复合循环指令 G76 编程格式 G76P m r Q dmin R d G76X U Z W R i P k Q d F f 其中 m 精车重复次数 从1 99 该参数为模态量 r 螺纹尾部倒角量 该值的大小可设定在O OL 9 9L之间 系数应为O 1的整数倍 用00 99之间的两位整数来表示其中L为螺距 该参数为模态量 刀尖角度 从80 60 55 30 29 和0 等6个角度中选择 用两位整数来表示 常用60 55 和30 三个角度 该参数为模态量 图20 1螺纹切削复合循环指令G76与进刀法 m r和 用地址P同时指定例如 m 2 r 1 2L 60 表示为P021260 dmin 最小车削深度 m 用半径编程指定 车削过程中每次的车削深度为 当计算值小于 dmin值时 深度锁定为该值 该参数为模态量 d 精车余量 m 用半径编程指定 该参数为模态量 X V Z W 螺纹终点坐标 mm i 螺纹部分的半径差 mm 加工圆柱螺纹时 i 0 可省略该参数 加工圆锥螺纹时 当X向切削起始点坐标小于切削终点坐标时 i为负值 反之为正 k 螺纹高度 m 用 X轴方向的 半径值指定 d 第一次车削深度 m 用 X轴方向的 半径值指定 f 螺纹螺距 单线螺纹 或螺纹导程 多线螺纹 mm 螺纹切削复合循环指令G76中 Q P R地址后的数值一般以无小数点形式表示 加工三角螺纹时 以上参数一般取 m 2 r 1 1L 60 表示为P021160 dmin 0 1mm d 0 05mm k 0 65p d根据零件材料 螺纹导程 刀具和机床刚性综合给定 建议取0 7 2 0mm 其他参数由零件具体尺寸确定 学习示例 试编写如图20 2所示圆柱螺纹的加工程序 螺距为6mm 升速进刀段取 1 3mm 减速退刀段取 2 2mm 图20 2螺纹切削复合循环指令G76 加工三角螺纹 取 m 2 r 1 2L 60 表示为P021260 G00X70Z133G76P021260Q100R100G76X60 64Z23R0F6P3680Q1800 三 任务解析1 螺纹加工尺寸计算 实际车削时外圆柱面的直径为d1实 d 0 2P 螺纹小端大径d实 35 O 2 mm 34 8mm 螺纹大端大径d实 40 O 2 mm 39 8mm 用G70或GO1加工保证 螺纹牙型高度h实 O 65P O 65 2mm 1 3mm 螺纹大端小径d1实 d 1 3P 40 1 3 2 mm 37 4mm 即螺纹终点X方向直径值为37 4 升速进刀段取 1 3mm 2 确定切削用量精车重复次数m 2 螺纹尾倒角量r 1 1L 刀尖角度 60度 表示为即P021160 最小车削深度 dmin 0 1mm 表示为Q100 精车余量d 0 05mm 表示为R50 m 螺纹终点坐标X 37 4mm Z 35mm 螺纹部分的半径差i 35 40 2 2 5mm 表示为R 2 5 mm 螺纹高度k 1 3mm 表示为P1300 第一次车削深度 d取1 0mm 表示为Q1000 f 2mm 表示为F2 0 主轴转速n 1200 p k 1200 2 80 r min 520r min 四 任务实施 零件加工工艺与编程 1