四、金属材料的加工方法

学习情境8普通三角形圆柱外螺纹加工,1.知识目标掌握螺纹加工指令及应用。了解普通三角形螺纹尺寸计算方法。会制定三角形圆柱外螺纹加工工艺。2.技能目标掌握三角形外螺纹车刀的安装及对刀方法。掌握三角形外螺纹的加工方法及尺寸控制。,加工工件,复习,知识学习,技能训练,总结,作业,一、螺纹切削加工指令,二、车削普通三角形外螺纹尺寸计算,三、加工工艺分析,四、编写参考程序,一、加工准备,二、对刀,三、空运行及仿真,四、零件自动加工及尺寸控制方法,练习题,复习,1.螺纹加工指令及格式？2.三角形螺纹主要参数及计算？,用此指令可以加工以下各种恒螺距螺纹：圆柱螺纹/圆锥螺纹；外螺纹/内螺纹；单线螺纹/多线螺纹；多段连续螺纹。,知识学习,法那克系统：G32西门子系统：G33,一、螺纹切削加工指令,1.指令功能,2.指令代码,指令使用说明1）螺纹切削指令使用时，进给速度倍率无效。2）螺纹切削指令为模态代码，一经使用，持续有效，直到同组G代码（G00、G01、G02、G03）取代为止。3）加工螺纹时，刀具应处于螺纹起点位置。4）由于数控机床伺服系统滞后，主轴加速和减速过程中，会在螺纹切削起点和终点产生不正确的导程。因此在进刀和退时要留有一定空刀导入量和空刀退出量，即螺纹的起点和终点坐标要比实际螺纹要长。如图5-3所示。,图5-3螺纹加工空刀导入量和空刀退出量,二、车削普通三角形外螺纹尺寸计算1.普通三角形外螺纹主要部分名称及计算公式,车塑性材料螺纹，由于受车刀挤压作用，会使外径胀大，故车螺纹前圆柱面直径应比螺纹公称直径（大径）小0.10.4mm，一般取d计=d-0.1P。,2.车螺纹前圆柱面及螺纹实际小径的确定,螺纹实际牙型高度考虑刀尖圆弧半径等因素的影响，一般h1实=0.65P；螺纹实际小径为d1实=d-2h1实=d-1.3P。,三、加工工艺分析,（3）刀具选择：外圆选用90偏刀车削，螺纹退刀槽用切槽刀车削，螺纹选用外螺纹车刀车削；其中外螺纹车刀形状如下图所示。,1.选择工、量、刃具,（1）工具选择：工件装夹在三爪卡盘中。,（2）量具选择：外径用外径千分尺测量、长度用游标卡尺测量；螺纹用螺纹环规测量。,2.制定加工工艺路线,切削螺纹进刀方式的选择,本课题螺距为2mm，采用直进法进刀切削。,（2）进刀次数及背吃量的分配,采用直进法进刀，刀具越接近螺纹牙根，切削面积越大；为避免因切削力过大而损坏刀具，每次进刀的深度应越来越小，如图5-5所示。用硬质合金刀具，为保证螺纹表面质量，最后一刀背吃量一般不能小于0.1mm。,常见螺纹的走刀数次及切深量见表5-5,（3）加工工艺安排,车螺纹前应先加工外圆柱面及螺纹退刀槽，然后粗、精加工螺纹，螺纹螺距为2mm，分次走刀切完。具体加工步骤见表5-6。,5,3.选择合理切削用量,外圆、端面、切槽用量同前面课题，螺纹加工时切削速度应选择较小，背吃量随切削深度越来越小，进给量为螺纹螺距，具体数值见表5-6。,表5-6车普通三角形外螺纹加工工艺,四、编写参考程序,1.建立工件坐标系,根据工件坐标系建立原则，工件坐标系设置在工件右端面轴心线上,2.计算基点坐标,车外圆时，P1、P2、P3、P4、P5等基点坐标如下:,（0,13.8）,(-1,15.8),(-20.05,15.8),(-20.05,22.026),(-35,22.026),螺纹共分五次进给切完，每刀切深量（直径值）分别取0.8mm、0.6mm、0.6mm、0.4mm、0.2mm，空刀导入量取2mm，空刀退出量取1.5mm，每次进给时螺纹起点及终点坐标见表5-8,表5-8螺纹起点及终点坐标,(2,15.2),(2,14.6),(2,14),(2,13.6),(2,13.4),(-17.5,15.2),(-17.5,14.6),(-17.5,14),(-17.5,13.6),(-17.5,13.4),3.参考程序,程序段号程序内容（FANUC系统）程序内容（西门子系统）动作说明N370T0404T04D1换螺纹车刀N380M3S400M3S400车螺纹转速400r/minN390G00X15.2Z2G00X15.2Z2车刀移至进刀点N400G32Z-17.5F2G33Z-17.5K2第一次进给切螺纹N410G00X24G00X24刀具沿X方向退出N420Z2Z2刀具沿Z方向退回N430X14.6X14.6刀具沿X方向进刀N440G32Z-17.5F2G33Z-17.5K2第二次进给切螺纹N450G00X24G00X24刀具沿X方向退出N460Z2Z2刀具沿Z方向退回N470X14X14刀具沿X方向进刀,N480G32Z-17.5F2G33Z-17.5K2第三次进给切螺纹N490G00X24G00X24刀具沿X方向退出N500Z2Z2刀具沿Z方向退回N510X13.6X13.6刀具沿X方向进刀N520G32Z-17.5F2G33Z-17.5K2第四次进给切螺纹N530G00X24G00X24刀具沿X方向退出N540Z2Z2刀具沿Z方向退回N550X13.4X13.4刀具沿X方向进刀N560G32Z-17.5F2G33Z-17.5K2第五次进给切螺纹N570G00X24G00X24刀具沿X方向退出N580X100Z200X100Z200刀具退至换刀点N590M0M5M0M5程序停、主轴停、测量,技能训练,5）装夹刀具。把外圆车刀、切槽刀、螺纹车刀按要求依次装入T01、T02、T03号刀位，其中切槽刀及螺纹车刀严格使刀头垂直于工件轴线，刀尖与工件轴心线等高。螺纹车刀安装时可借助角度样板使刀头垂直于工件轴线，如右图所示。,一、加工准备,1）检查毛坯尺寸。,2）开机、回参考点。,3）输入程序。把编写好的程序通过数控面板输入数控机床。,4）装夹工件。坯料装夹在三爪卡盘中，伸出约45mm左右，用划线盘校正并夹紧。,二、对刀,三把刀依次采用试切法对刀，通过对刀把操作得到的零偏值分别输入到各自长度补偿中，加工时调用。其中螺纹车刀取刀尖为刀位点，对刀步骤如下：,主轴正转，移动螺纹车刀，使刀尖轻轻碰至工件外圆面（可以取外圆车刀试车削的外圆表面）或车一段外圆面，Z方向退出刀具；停车，测量外圆直径，如下图所示。然后进行面板操作，面板操作步骤同其它车刀对刀步骤。,1.X轴对刀,2.Z轴对刀,主轴停止转动，使螺纹车刀刀尖与工件右端面对齐，采用目测法或借助于直尺对齐，如下图所示。然后进行面板操作，面板操作步骤同其它刀具对刀步骤。,三、空运行及仿真,对输入的程序进行空运行或轨迹仿真，以检测程序是否正确。,四、零件自动加工及尺寸控制方法,选择自动加工模式，打开程序，调好进给倍率，按数控启动按钮，进行自动加工，加工过程中尺寸控制如下：,螺纹尺寸控制是将螺纹车刀设置一定磨损量，当程序运行到N510段，停车用螺纹环规测量，根据螺纹旋合松紧程度调小刀具磨损量，重新运行螺纹加工程序段，直至尺寸符合要求为止（一般螺纹通规能通过，止规通不过为合格）。,外圆及长度尺寸控制同前面课题。,练习题,注意事项,1）螺纹切削时必须采用专用的螺纹车刀，螺纹车刀角度的选取由螺纹牙型