数控机床螺纹加工编程研究特选

1、一、螺纹切削基础知识一、螺纹切削基础知识n螺纹基本尺寸计算n螺纹标注n螺纹加工前圆柱（圆锥）实际加工尺寸确定n背吃刀量的合理分配page 21 1. .螺纹基本尺寸计算螺纹基本尺寸计算（1 1）螺纹的公称直径）螺纹的公称直径 就是大径的基本尺寸(d或d)。（2 2）原始三角形高度）原始三角形高度h h 原始三角形高度h表达式为：pph866. 023page 31 1. .螺纹基本尺寸计算螺纹基本尺寸计算（3 3）中径（）中径（d2d2、d2d2） 中径表达式为（4 4）削平高度）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。pddd6495. 02

2、2page 41 1. .螺纹基本尺寸计算螺纹基本尺寸计算（5 5）牙型高度）牙型高度h h1 1 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 7）内螺纹小径）内螺纹小径d d1 1 内螺纹小径的基本尺寸与外螺纹小径相同（d1=d1）。 phh5143. 0851pdd0825. 11page 52.螺纹标注螺纹标注（1 1）外螺纹标记）外螺纹标记 外螺纹标记如图所示。旋合长度代号顶径公差带代号中径公差带代号公称直径普通螺纹代号m 205g 6gspage 62.螺纹标注螺纹标注（2 2）内螺纹标记）内螺纹标记 内螺纹标记如图所示。螺纹旋向螺纹短旋合长度中径和顶径公差带代

3、号螺距（指细牙）公称直径普通螺纹代号m201.56hslhpage 73.螺纹加工前圆柱（圆锥）实际加工尺寸确定螺纹加工前圆柱（圆锥）实际加工尺寸确定（1 1）直进法螺纹加工）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横向进刀，通过多次行程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。page 83.螺纹加工前圆柱（圆锥）实际加工尺寸确定螺纹加工前圆柱（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螺纹公称直径时mmp1pddz钢等韧性材料时,1mmp pddz铸铁等脆性材

4、料时,1mmp pddz1 . 105. 1page 94.背吃刀量的合理分配背吃刀量的合理分配（3 3）背吃刀量）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。page 10公公 制制 螺螺 纹纹螺距（mm）11.522.533.54牙深（半径值）0.6490.9741.2991.6241.9492.2732.598切削次数及吃刀量（直径值）第一刀0.70.80.91.01.21.51.5第

5、二刀0.40.60.60.70.70.70.8第三刀0.20.40.60.60.60.60.6第四刀0.160.40.40.40.60.6第五刀0.10.40.40.40.4第六刀0.150.40.40.4第七刀0.20.20.4第八刀0.150.3第九刀0.2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背吃刀量的合理分配page 11英制螺纹英制螺纹牙/in2418161412108牙深（半径值）0.6780.9041.0161.1621.3551.6262.033切削次数及吃刀量（直径值）第一刀0.80.80.80.80.91.01.2第二刀0.40.60.60.60

6、.60.70.7第三刀0.160.30.50.50.60.60.6第四刀0.110.140.30.40.40.5第五刀0.130.210.40.5第六刀0.160.4第七刀0.17续表4.背吃刀量的合理分配背吃刀量的合理分配page 125 5螺纹车削刀具切入与切出行程的确定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实际加工螺纹的长度w w应包括切入和切出的空行程量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。page 135螺纹车削刀具切入与切

7、出行程的确定螺纹车削刀具切入与切出行程的确定page 14二、螺纹加工指令二、螺纹加工指令page 151、单行程螺纹切削指令编程、单行程螺纹切削指令编程（g32） 1) 1) 基本螺纹切削指令（基本螺纹切削指令（g32g32）page 17(1)、简单螺纹车削指令g32g32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。螺距螺距螺距螺距螺距螺距牙深牙深螺 纹螺 纹大径大径螺 纹螺 纹小径小径page 18page 19指令格式（1）page 20指令格式（2）g32 xg32 x（u u） z z（w

8、 w） f f ；x x（u u）、）、z z（w w） 为螺纹终点坐标，切削圆柱螺纹时，x（u）可省略；f 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。page 21例例1：试编写右图所示螺纹的加工程序。（螺纹试编写右图所示螺纹的加工程序。（螺纹 导程导程 4mm，升速进刀段，升速进刀段1=3mm，降速退刀，降速退刀 段段2=1.5mm，螺纹深度，螺纹深度 2.165 mm。 程序：程序： g00 u-62 .0；g32 w-74.5 f4 ；g00 u62.0 ；w74.5 ；u-64.0 ；g32 w-74.5 ；g 00

9、 u64.0 ；w74.5 ； page 22例例2：试编写右图所示圆锥螺纹的加工程序。（螺纹螺距：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，总切深 1mm （单边），分两次切入。）（单边），分两次切入。）程序：程序：g00 x28.0 z3.0 ； 第一次切入第一次切入 0.5mmg32 x51. w-77.0 f4； 锥螺纹第一次切削锥螺纹第一次切削g00 x55.0； 刀具退出刀具退出w77.0； z 向回起点向回起点 x27.0； 第二次再进刀第二次再进刀 0.5mmg32 x50. 0 w-77. 0f4；锥螺纹第二次；锥

10、螺纹第二次 切削切削g00 x55.0； 刀具退出刀具退出w77.0； z 向回起点向回起点 page 23 o2002 n010 g50 x100 z50； n020 g00 x60.0 z4.0 m03 s600 t0101；n030 x49.72； n040 g32 z-32.0 f4； n050 g00 x60.0； n060 z4.0； n070 x48.72； n080 g32 z-32.0 f4 ； n090 g00 x60.0； n100 z4.0； n110 x48.12； n120 g32 z-32.0 f4 ； n130 g00 x60.0； n140 z4.0； n15

11、0 x47.52； n160 g32 z-32.0 f4 ； x向尺寸按每次吃刀深度递减向尺寸按每次吃刀深度递减直到终点尺寸直到终点尺寸46.52mm n260 x46.52；n270 g32 z-32.0 f4 ；n280 g00 x60.0；n290 x200.0 z200.0 m05 t0000；n300 m30； page 242、螺纹切削单一固定循环指令编、螺纹切削单一固定循环指令编程程（g92） 1) 螺纹加工循环（螺纹加工循环（g92） 螺纹加工需要螺纹加工需要多次进刀，程序较长多次进刀，程序较长，编写过程中容易出，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

12、置错。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了螺纹加工循环指令g92。 螺纹切削循环指令把螺纹切削循环指令把“切入切入-螺纹切削螺纹切削-退刀退刀-返回返回”四四个动作作为一个循环，用一个程序段来指令。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。形状固定循环基本相同。 格式：格式：g92 x（u）_ z（w）_ i_ f_page 26图418 螺纹切削循环b)a)page 271) 螺纹加工循环（g92）n 格式：格式： g92 x(u)_ z(w)_ f_

13、;（公制直螺纹切削循环）（公制直螺纹切削循环） g92 x(u)_ z(w)_ i_;（英制直螺纹切削循环）（英制直螺纹切削循环） g92 x(u)_ z(w)_ r_ f_; （公制锥螺纹切削循环）（公制锥螺纹切削循环） g92 x(u)_ z(w)_ r_ i_; （英制锥螺纹切削循环）（英制锥螺纹切削循环）page 28page 29 g92是模态指令，在螺纹加工循环结束后用是模态指令，在螺纹加工循环结束后用g00指令清除。指令清除。g92指令可以加工锥螺纹指令可以加工锥螺纹和圆柱螺纹，刀具从循环起点开始和圆柱螺纹，刀具从循环起点开始按梯形循环，最后又回到循环起点。按梯形循环，最后又回到

14、循环起点。 x、z为螺纹终点坐标值，为螺纹终点坐标值，u、w为螺纹终点相对循环为螺纹终点相对循环起点的坐标增量，起点的坐标增量，i为螺纹部分半径之差，即螺纹切削起始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点与切削终点的半径差。加工圆柱螺纹时，。加工圆柱螺纹时，i=0。加工圆锥。加工圆锥螺纹时，螺纹时，当当x向切削起始点坐标小于切削终点坐标时，向切削起始点坐标小于切削终点坐标时，i为负，为负，反之为正。反之为正。page 30 锥螺纹指令格式锥螺纹指令格式 g92 x(u)_z(w)_r_f_ g92 x(u)_z(w)_r_f_ ；指令说明指令说明 x x、z z 表示切削终点坐

15、标值；表示切削终点坐标值； u u、w w 表示切削终点相对循环起点的增量坐标表示切削终点相对循环起点的增量坐标；? ? r 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。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（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，向切削起始点坐标小于切削终点坐标时，r 为负，为负，反之为正，判断方法同反之为正，判断方法同 g90）。）。指令功能：用于圆锥螺纹循环切削。指令功能：用于圆锥螺纹循环切削。1)指令格式指令格式1)指令格式指令格式page 31例：例：试编写右图所示圆锥螺纹的加工程序。试编写右图

16、所示圆锥螺纹的加工程序。程序：程序：g00 x80.0 z62.0； 起刀位置起刀位置g92 x49.2 z12 r-20.0 f1.5；螺纹切削循环；螺纹切削循环x48.6 ； 第二刀第二刀x48.2 ； 第三刀第三刀x48.04 ； 切削到尺寸切削到尺寸g00 x200.0 z200.0； page 32例：如图所示，使用例：如图所示，使用g92指令加工指令加工m302的普通螺纹。的普通螺纹。o1002n01 g50 x270.0 z260.0；n02 g00 x35.0 z104.0 m03 s800 t0101；n03 g92 x28.9 z53.0 f2；n04 x28.2； n05

17、 x27.7；n06 x27.3；n07 g00 x270.0；n08 z260.0 t0000；n09 m05； n10 m30；page 333)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。page 344)编程举例【示例示例2-302-30】 编写如图所示工件加工程序，工件毛坯尺寸为32。 page 354)编程举例t0303;（螺纹加工） m03 s600; g00 x22.0 z2.0; g92 x19.2 z-24.0 f1.5; x18.6; x1

18、8.376; g00 x100.0 z50.0; m05; m30; page 36例例1：试编写图所示圆柱螺纹的加工程序。试编写图所示圆柱螺纹的加工程序。 程序：程序： g00 x35.0 z104.0； 起刀位置起刀位置g92 x29.2 z53.0 f1.5；螺纹切削循环；螺纹切削循环x28.6； 第二刀第二刀x28.2； 第三刀第三刀x28.04； 切削到尺寸切削到尺寸g00 x200.0 z200.0； 回换刀点回换刀点page 37例例2、g92 切削螺纹循环切削螺纹循环程序：程序：n10 t0101；n20 m03 s500 ；n30 g00x102. 0 z10.0； 快速接近

19、工件快速接近工件n40 g92 x91.2 z-80.0 f2.0 切削螺纹循环切削螺纹循环 第一刀吃第一刀吃0.8mmn50 x90.6； 第二刀吃第二刀吃 0.6mmn60 x90.0； 第三刀吃第三刀吃 0.6mmn70 x89.6； 第四刀吃第四刀吃 0.4mmn80 x89.5； 车削螺纹到尺寸车削螺纹到尺寸 0.1mmn90 g00 x150. 0z100.0； 退出到安全位置退出到安全位置n100 m05；n120 m30；page 38例例3、g92 锥螺纹循环（螺距锥螺纹循环（螺距 1.5mm , 1=2mm , 2=1mm）程序：程序：n10 t0101； n20 m03

20、s500 ； n30 g00 x50.0 z2.0； 快速接近工件快速接近工件n40 g92 x42.2 z-44.0 r-29.0 f1.5; 切削螺纹切削螺纹 循环循环n50 x41.6； 第二刀吃第二刀吃 0.6mmn60 x41.2； 第三刀吃第三刀吃0.4mmn70 x41.04； 车削螺纹到尺寸车削螺纹到尺寸n80 g00 x100.0 z100. 退出到安全位置退出到安全位置n90 m05；n100 m30；page 39程序：程序：n10 t0101；n20 m03 s400；n30 g00 x30.0 z10.0； 快速接近工件快速接近工件n40 g90 x35.0 z-70

21、.0 r10. 0 f0.2；内圆锥循环；内圆锥循环n50 x40.0；n60 g00 x100.0 z150.0； 退出到换刀位置退出到换刀位置n70 t0202； 换换 2 号刀号刀n80 g00 x30.0 z10.0； 快速接近工件快速接近工件n90 g92 x40.9 z-70.0 r10.0 f2.0；内锥螺纹循环；内锥螺纹循环n100 x41.5； 第二刀吃第二刀吃 0.6mmn120 x42.1； 第三刀吃第三刀吃 0.6mmn130 x42.5； 第四刀吃第四刀吃 0.4mmn140 x42.6； 车削螺纹到尺寸车削螺纹到尺寸n150 g00 x100.0 z150.0； 退

22、出到换刀位置退出到换刀位置n160 m05；n170 m30；例例4、 g90+g92 内圆锥螺纹实例内圆锥螺纹实例page 403、螺纹切削复合循环、螺纹切削复合循环指令编程指令编程（g76） 1)螺纹切削循环（螺纹切削循环（g76）指令格式指令格式 g76 p(m)(r)(a) q(g76 p(m)(r)(a) q(dmindmin) r(d) r(d)； g76 x(u) z(w) r( g76 x(u) z(w) r(i i) p(k) q() p(k) q(d) f(l)d) f(l)；指令说明指令说明 m m 精加工重复次数，必须用两位数字表示精加工重复次数，必须用两位数字表示 （

23、范围（范围01019999）；）； r r 螺纹末端倒角量，当螺距由螺纹末端倒角量，当螺距由l l表示时表示时，可以从，可以从0.0l 0.0l 到到9.9l9.9l设定，单位为设定，单位为0.1l0.1l（两位数：从（两位数：从0000到到9999） 例如例如r=10r=10，则倒角量，则倒角量 =10 =100.10.1导程导程= =导程；导程； a a 刀尖角度：可选择刀尖角度：可选择 8080、60 60 、55 55 、30 30 、 29 29 和和0 0 六种中的一种六种中的一种 ，用，用 2 2 位数指位数指 定。（定。（mm、r r、a a均用两位数表示，同时由均用两位数表示

24、，同时由p p指定指定, , 例如例如当m=2,r=1.2l，a=60 ,指定为f（l是螺 距）p02 12 60 m r a dmindmin 最小切削深度，若自动计算而得的切削深度小最小切削深度，若自动计算而得的切削深度小 于于dmindmin 时，以时，以dmindmin 为准，为准， 此数值不可用此数值不可用page 42 小数小数点方式表示，例如点方式表示，例如 ： dmin=0.02mm,dmin=0.02mm,须写成须写成q20q20（半径值，单位：（半径值，单位： 0.001mm 0.001mm）；）； d d 精加工余量。精加工余量。 x(u)x(u)、 z(w) z(w)

25、螺纹终点坐标；螺纹终点坐标；x即螺纹的小径，即螺纹的小径，z即螺即螺 纹的长度；纹的长度； i i 螺纹部分的半径差，含义及方向与螺纹部分的半径差，含义及方向与g92 g92 的的 r r 相相 同，如果同，如果i=0,i=0,可作一般直线螺纹切削；可作一般直线螺纹切削； k k x轴方向之轴方向之螺纹深度，以半径值表示；螺纹深度，以半径值表示； d d 第一刀的切削深度以半径值表示，第一刀的切削深度以半径值表示，( (单位：单位： 0.001mm) 0.001mm)该值不能用小数点方式表示，例如该值不能用小数点方式表示，例如 d=0.6mmd=0.6mm，需写成，需写成 q600 q600；

26、 l l 螺纹导程（同螺纹导程（同 g32g32）。）。指令功能指令功能 螺螺 纹切削循纹切削循 环。此指令功能比环。此指令功能比g32g32、g92g92简单，可节简单，可节 省编程计算时间，缩短程序。省编程计算时间，缩短程序。page 43g76刀具运动轨迹示意图刀具运动轨迹示意图page 44例：试编写下图所示圆柱螺纹的加工程序，螺距试编写下图所示圆柱螺纹的加工程序，螺距为为6mm。程序：程序：g76 p010060 q200 r0.1； g76 x60.64 z23.0 r0. p3680 q1800 f6. ； page 452)指令格式page 463)刀具走刀路线分析加工圆柱外螺

27、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。page 473)刀具走刀路线分析page 483)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：执行执行g76g76循环的背吃刀量是逐步递减的循环的背吃刀量是逐步递减的。d12dnn1page 495)编程举例【示例示例2-322-32】 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。 page 505)