数控机床螺纹加工编程 (2)

12.7螺纹加工编程,Page2,一、螺纹切削基础知识,螺纹基本尺寸计算螺纹标注螺纹加工前圆柱（圆锥）实际加工尺寸确定背吃刀量的合理分配,Page3,1.螺纹基本尺寸计算,（1）螺纹的公称直径就是大径的基本尺寸(D或d)。（2）原始三角形高度H原始三角形高度H表达式为：,Page4,1.螺纹基本尺寸计算,（3）中径（d2、D2）中径表达式为（4）削平高度外螺纹牙顶和内螺纹牙底均在H/8处削平；外螺纹牙底和内螺纹牙顶均在H/4处削平。,Page5,1.螺纹基本尺寸计算,（5）牙型高度h1牙型高度表达式为:（6）外螺纹小径d1外螺纹小径表达式为:（7）内螺纹小径D1内螺纹小径的基本尺寸与外螺纹小径相同（D1=d1）。,Page6,2.螺纹标注,（1）外螺纹标记外螺纹标记如图所示。,Page7,2.螺纹标注,（2）内螺纹标记内螺纹标记如图所示。,Page8,3.螺纹加工前圆柱（圆锥）实际加工尺寸确定,（1）直进法螺纹加工车削过程是在每次往复行程后车刀沿横向进刀，通过多次行程把螺纹车削好。这种加工方法由于刀具两侧刃同时工作，切削力较大，但排屑困难，容易产生扎刀现象，但牙型正确，一般用于车削螺距小于3的螺纹。,Page9,3.螺纹加工前圆柱（圆锥）实际加工尺寸确定,P螺纹螺距dz攻螺纹前钻头直径d螺纹公称直径,Page10,4.背吃刀量的合理分配,（3）背吃刀量如果螺纹牙型较深、螺距较大，则可采用分次进给方式进行加工。每次进给的背吃刀量用螺纹深度减去精加工背吃刀量所得的差按递减规律分配。常用螺纹加工切削次数与背吃刀量数值如表所示。,Page11,表2-3常用公、英制螺纹牙深及推荐切削次数,4.背吃刀量的合理分配,Page12,续表,4.背吃刀量的合理分配,Page13,5螺纹车削刀具切入与切出行程的确定,在数控车床上加工螺纹时,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，如图所示。L1为切入空刀行程量，一般取(35)F；L2为切出空刀行程量，一般取0.5L1。,Page14,5螺纹车削刀具切入与切出行程的确定,Page15,请思考螺纹加工指令有几个？,G32、G92、G76,二、螺纹加工指令,1、单行程螺纹切削指令编程（G32）,Page17,1)基本螺纹切削指令（G32）,编程格式。G32X（U）_Z（W）_F_,该指令用于车削等螺距直螺纹、锥螺纹。,Page18,(1)、简单螺纹车削指令G32,G32指令能够切削圆柱螺纹、圆锥螺纹、端面螺纹（涡形螺纹），实现刀具直线移动，并使刀具的移动和主轴旋转保持同步，即主轴转一转，刀具移动一个导程。,Page19,（2）几点注意事项,进行横螺纹加工时，其进给速度F的单位采用旋转进给率，即mm/r（或inches/r）；为避免在加减速过程中进行螺纹切削，要设引入距离1和超越距离2，1切入空刀行程量，一般为（35）F（导程）；2切出空刀行程量，一般取0.51。,Page20,指令格式（1）,Page21,指令格式（2）,G32X（U）Z（W）F；X（U）、Z（W）为螺纹终点坐标，切削圆柱螺纹时，X（U）可省略；F为螺纹导程，单位。对于锥螺纹，角在45以下时，螺纹导程以Z轴方向指定；角在4590时螺纹导程以X轴方向指定。,Page22,例1：试编写右图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，螺纹深度2.165mm。,程序：G00U-62.0；G32W-74.5F4；G00U62.0；W74.5；U-64.0；G32W-74.5；G00U64.0；W74.5；,Page23,例2：,试编写右图所示圆锥螺纹的加工程序。（螺纹螺距：4mm。1=3.5mm，2=3.5mm，总切深1mm（单边），分两次切入。）,程序：G00X28.0Z3.0；第一次切入0.5mmG32X51.W-77.0F4；锥螺纹第一次切削G00X55.0；刀具退出W77.0；Z向回起点X27.0；第二次再进刀0.5mmG32X50.0W-77.0F4；锥螺纹第二次切削G00X55.0；刀具退出W77.0；Z向回起点,Page24,O2002N010G50X100Z50；N020G00X60.0Z4.0M03S600T0101；N030X49.72；N040G32Z-32.0F4；N050G00X60.0；N060Z4.0；N070X48.72；N080G32Z-32.0F4；N090G00X60.0；N100Z4.0；N110X48.12；N120G32Z-32.0F4；N130G00X60.0；N140Z4.0；N150X47.52；N160G32Z-32.0F4；,X向尺寸按每次吃刀深度递减直到终点尺寸46.52mmN260X46.52；N270G32Z-32.0F4；N280G00X60.0；N290X200.0Z200.0M05T0000；N300M30；,2、螺纹切削单一固定循环指令编程（G92）,Page26,1)螺纹加工循环（G92）螺纹加工需要多次进刀，程序较长，编写过程中容易出错。为解决这一问题，数控车床一般均在数控系统中设置了螺纹加工循环指令G92。螺纹切削循环指令把“切入-螺纹切削-退刀-返回”四个动作作为一个循环，用一个程序段来指令。G92指令用于简单螺纹循环加工，其循环路线与单一形状固定循环基本相同。格式：G92X（U）_Z（W）_I_F_,Page27,1）螺纹车削循环G92,圆柱螺纹的编程格式为：G92X（U）Z（W）F_；锥螺纹的编程格式为：G92X（U）Z（W）RF_；,Page28,1)螺纹加工循环（G92）,格式：G92X(U)_Z(W)_F_;（公制直螺纹切削循环）G92X(U)_Z(W)_I_;（英制直螺纹切削循环）G92X(U)_Z(W)_R_F_;（公制锥螺纹切削循环）G92X(U)_Z(W)_R_I_;（英制锥螺纹切削循环）,Page29,G92指令即为螺纹切削循环指令，该指令完成工件圆柱螺纹和锥螺纹的切削固定循环。为简单螺纹循环。可以完成如图418所示1234的螺纹加工过程。指令中，要给定螺纹切削的终点坐标，还要给出螺纹的导程F值。其中R表示了螺纹的锥度，其值为锥螺纹大、小径的半径差。,Page30,G92是模态指令，在螺纹加工循环结束后用G00指令清除。G92指令可以加工锥螺纹和圆柱螺纹，刀具从循环起点开始按梯形循环，最后又回到循环起点。X、Z为螺纹终点坐标值，U、W为螺纹终点相对循环起点的坐标增量，I为螺纹部分半径之差，即螺纹切削起始点与切削终点的半径差。加工圆柱螺纹时，I=0。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，反之为正。,Page31,锥螺纹指令格式G92X(U)_Z(W)_R_F_；指令说明X、Z表示切削终点坐标值；U、W表示切削终点相对循环起点的增量坐标；?R螺纹部分半径之差，即螺纹切削起始点与切削终点的半径差。（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，R为负，反之为正，判断方法同G90）。指令功能：用于圆锥螺纹循环切削。,1)指令格式,1)指令格式,Page32,例：试编写右图所示圆锥螺纹的加工程序。,程序：G00X80.0Z62.0；起刀位置G92X49.2Z12R-20.0F1.5；螺纹切削循环X48.6；第二刀X48.2；第三刀X48.04；切削到尺寸G00X200.0Z200.0；,Page33,例：如图所示，使用G92指令加工M302的普通螺纹。,O1002N01G50X270.0Z260.0；N02G00X35.0Z104.0M03S800T0101；N03G92X28.9Z53.0F2；N04X28.2；N05X27.7；N06X27.3；N07G00X270.0；N08Z260.0T0000；N09M05；N10M30；,Page34,3)指令应用说明,4）在G92指令执行过程中，进给速度倍率和主轴速度倍率均无效。5）执行G92循环指令时，在螺纹切削的收尾处，刀具沿接近45的方向斜向退刀，Z向退刀距离由系统参数设定。,Page35,4)编程举例,【示例2-30】编写如图所示工件加工程序，工件毛坯尺寸为32。,Page36,4)编程举例,T0303;（螺纹加工）M03S600;G00X22.0Z2.0;G92X19.2Z-24.0F1.5;X18.6;X18.376;G00X100.0Z50.0;M05;M30;,Page37,例1：试编写图所示圆柱螺纹的加工程序。,程序：G00X35.0Z104.0；起刀位置G92X29.2Z53.0F1.5；螺纹切削循环X28.6；第二刀X28.2；第三刀X28.04；切削到尺寸G00X200.0Z200.0；回换刀点,Page38,例2、G92切削螺纹循环,程序：N10T0101；N20M03S500；N30G00X102.0Z10.0；快速接近工件N40G92X91.2Z-80.0F2.0切削螺纹循环第一刀吃0.8mmN50X90.6；第二刀吃0.6mmN60X90.0；第三刀吃0.6mmN70X89.6；第四刀吃0.4mmN80X89.5；车削螺纹到尺寸0.1mmN90G00X150.0Z100.0；退出到安全位置N100M05；N120M30；,Page39,例3、G92锥螺纹循环（螺距1.5mm,1=2mm,2=1mm）,程序：N10T0101；N20M03S500；N30G00X50.0Z2.0；快速接近工件N40G92X42.2Z-44.0R-29.0F1.5;切削螺纹循环N50X41.6；第二刀吃0.6mmN60X41.2；第三刀吃0.4mmN70X41.04；车削螺纹到尺寸N80G00X100.0Z100.退出到安全位置N90M05；N100M30；,Page40,程序：N10T0101；N20M03S400；N30G00X30.0Z10.0；快速接近工件N40G90X35.0Z-70.0R10.0F0.2；内圆锥循环N50X40.0；N60G00X100.0Z150.0；退出到换刀位置N70T0202；换2号刀N80G00X30.0Z10.0；快速接近工件N90G92X40.9Z-70.0R10.0F2.0；内锥螺纹循环N100X41.5；第二刀吃0.6mmN120X42.1；第三刀吃0.6mmN130X42.5；第四刀吃0.4mmN140X42.6；车削螺纹到尺寸N150G00X100.0Z150.0；退出到换刀位置N160M05；N170M30；,例4、G90+G92内圆锥螺纹实例,3、螺纹切削复合循环指令编程（G76）,Page42,1)螺纹切削循环（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)；指令说明m精加工重复次数，必须用两位数字表示（范围0199）；r螺纹末端倒角量，当螺距由L表示时，可以从0.0L到9.9L设定，单位为0.1L（两位数：从00到99）例如r=10，则倒角量=100.1导程=导程；a刀尖角度：可选择80、60、55、30、29和0六种中的一种，用2位数指定。（m、r、a均用两位数表示，同时由P指定,例如当m=2,r=1.2L，a=60,指定为F（L是螺距）P021260mradmin最小切削深度，若自动计算而得的切削深度小于dmin时，以dmin为准，此数值不可用,Page43,小数点方式表示，例如：dmin=0.02mm,须写成Q20（半径值，单位：0.001mm）；d精加工余量。X(U)、Z(W)螺纹终点坐标；X即螺纹的小径，Z即螺纹的长度；i螺纹部分的半径差，含义及方向与G92的R相同，如果i=0,可作一般直线螺纹切削；kX轴方向之螺纹深度，以半径值表示；d第一刀的切削深度以半径值表示，(单位：0.001mm)该值不能用小数点方式表示，例如d=0.6mm，需写成Q600；L螺纹导程（同G32）。指令功能螺纹切削循环。此指令功能比G32、G92简单，可节省编程计算时间，缩短程序。,Page44,G76刀具运动轨迹示意图,Page45,例：试编写下图所示圆柱螺纹的加工程序，螺距为6mm。,程序：G76P010060Q200R0.1；G76X60.64Z23.0R0.P3680Q1800F6.；,Page46,2)指令格式,Page47,3)刀具走刀路线分析,加工圆柱外螺纹时，刀具从循环起点A出发，以G00方式沿X向进给至螺纹牙顶X坐标处（即B点，该点的X坐标值小径+2k），然后沿基本牙型一侧平行的方向进给，X向切深为d；再以螺纹切削方式切削至离Z向终点距离为r处，倒角退刀至D点，再沿X向退刀至E点，最后返回A点，准备第二刀切削循环。如此分多刀切削循环，直至循环结束。,Page48,3)刀具走刀路线分析,Page49,3)刀具走刀路线分析,执行螺纹切削复合循环指令加工时，采用斜进式进刀。第一刀切削循环时，背吃刀量为d；第二刀的背吃刀量为：第n刀的背吃刀量为：执行G76循环的背吃刀量是逐步递减的。,Page50,5)编程举例,【示例2-32】加工如图所示工件。对于螺纹部分，取精加工次数为3次，由于有退刀槽，螺纹收尾长度为0，螺纹车刀刀尖角度为60，最小背吃刀量取0.1，精加工余量取0.3，螺纹牙型高度为1.624，第一次吃刀量半径值取0.5，通过计算螺纹小径为16.75。毛坯尺寸为4080（），对零件进行工艺设计并编制加工程序。,Page51,5)编程举例,T0202;（退刀槽加工）S400;G00X22.0Z-19.0;G75R0.5;G75X16.0Z-20.0P1000Q1000F20.0;G00X100.0Z50.0;T0303;（螺纹加工）G00X22.0Z