任务三 螺纹轴编程与模拟加工

1、任务三 螺纹轴编程与模拟加工学习活动1一、 图样分析1. 本任务所加工的螺纹轴零件应选用什么尺寸的毛胚?材料是什么?其加工切削性能怎样?有无热处理和硬度的要求? 答:应选用直径为50的毛胚,材料是45钢,其加工性能与所用刀具有关刀具材料越好切削速度越高,必须有热处理,硬度要求为:GB/T699-1999 抗拉强度600MPA 屈服强度 355MPA2. 零件图上是否有漏掉的尺寸或是标注不清的地方?若发现问题,及时与设计人员或是工艺制定部门请示并提出修改意见.答:图中并无漏掉尺寸3. 本任务所加工的螺纹轴零件的右端是M20×2-6g的普通三角螺纹，查阅资料，了解并说明普通三角螺纹的作用

2、和加工要求是什么？答：三角螺纹的作用是紧固和密封。加工时需要先加工外圆到公称直径减去0.13P防止顶径的塑形膨胀。4. 在螺纹切削时，由于刀具的挤压使得最后的加工出来的顶径产生塑形膨胀，从而影响螺纹的装配和正常的使用，所以螺纹车削前的螺纹大径应车至比公称直径小0.13P，保证车削后的螺纹牙顶有0.125P的宽度。计算本任务中的螺纹大径是多少？答：19.74mm5. 找出螺纹轴零件图样上尺寸精度及表面结构要求较高的加工表面。加工精度较高的表面是直径为48的那个表面。6. 根据问题5的结果，判断能否利用数控车削加工达到尺寸精度及表面结构要求。需要采用什么工艺方法？答：能用数车来加工到尺寸，再车削时

3、用三刀法去保证尺寸的要求。二 刀具选择与工艺制定1. 略2. 采用问题1选用的螺纹车刀，粗、精加工螺纹轴外轮廓各应该选用多大的刀尖半径？答：应选用不高于0.4的刀尖半径。3. 略4. 根据问题3的结果，螺纹轴零件的退刀槽需要右手槽刀还是左手槽刀加工？答：用左手槽刀加工。5. 略6. 根据5的结果螺纹轴零件的三角螺纹余姚用右手螺纹刀加工还是左手螺纹刀加工？答：用左手螺纹刀加工。7通过观察数控车削加工的教学视频或是查阅资料，计算螺纹轴零件的三角螺纹牙深。以及需要几刀才能车削至螺纹牙深，每一刀的吃刀量是多少？答：牙深为2.34 需要4刀，每刀吃刀量为0.6.8根据上述分析，完成螺纹轴加工的车削刀具表

4、刀具号刀具名称数量加工内容刀尖半径(mm)刀具规格(mm×mm)195度外圆车刀1加工外圆0.42切槽刀1加工退刀槽03螺纹刀1加工螺纹609.确定零件加工的工艺路线粗车外圆，半精车外圆，精车外圆，手动切螺纹退刀槽，切螺纹。10.根据问题9设计的工艺路线及问题8填写的刀具表。完成螺纹轴零件数控加工工序表：工步号工步内容刀具序号刀具规格主轴转速（r/min）进给量(mm/r)背吃刀量(mm)1粗车外圆14000.222半精车外圆18000.10.53精车外圆110000.080.54切螺纹退刀槽24005切螺纹34000.10.6三 程序编制1. 略2. 螺纹轴零件右端由R5mm、R1

5、5mm、R5mm三段圆弧和一段直线光滑连接而成，计算出图样基点的坐标值3. 查阅程序手册，写出粗车固定循环指令、螺纹切削指令、螺纹切削循环指令格式、应用场合，以及螺纹轴加工是怎样应用以上指令的。（1） 粗车固定循环指令1） 指令格式G71 U (d) R(e)G71 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t)其中：d为背吃刀量；e为退刀量；ns为精加工轮廓程序段中开始段的段号；nf为精加工轮廓程序段中结束段的段号；u为留给X轴方向的精加工余量；（直径值）w为留给Z轴方向的精加工余量；f、s、t为粗车时的进给量、主轴转速及所用刀具。而精加工时处于ns到nf程序段之内

6、的F、S、T有效。2）应用场合：零件轮廓必须符合X、Z轴方向同时单调增大或单调减少，即不可有内凹的轮廓外形；精加工程序段中的第一指令只能用G00或G01，且不可有Z轴方向移动指令.3)根据“刀具选择与工艺制定”问题10填写的数控加工工序表以及所学的粗车固定循环指令编写螺纹轴零件外轮廓的粗加工程序：G0G40G97G99S400M03T11F0.2;X52.Z2;G71U2.0R0.3;G71P10Q20U0.2W0;N10;GO X0.;G01 Z0.;X19.74;Z-15.0;X25.0;W-5.318;G02 X26.25Z-32.38R5.0;G03X30.0Z-30.0R15.0;G

7、01Z-40.0R5X40.0;W-12.0;W-12.0N20 X52.0;G0X150.0Z150.0M05;G0G40G97G99S80M03T11F0.1G70P10Q20GOX150.0Z150.0M05;M30;（2） 螺纹切削指令 1)指令格式:G92 X（U）_ Z（W）_ F_J_ K_ L ； （公制直螺纹切削循环） G92 X（U）_ Z（W）_ I_ J_ K_ L ； （英制直螺纹切削循环） G92 X（U）_ Z（W）_ R_ F_ J_ K_ L ； （公制锥螺纹切削循环） G92 X（U）_ Z（W）_ R_ I_ J_ K_ L ； （英制锥螺纹切削循环） 指

8、令功能：从切削起点开始，进行径向 （X轴）进刀、轴向 （Z轴或 X、Z 轴同时）切削，实现等螺距的 直螺纹、锥螺纹切削循环。执行 G92 指令，在螺纹加工未端有螺纹退尾过程：在距离螺纹切 削终点固定长度（称为螺纹的退尾长度）处，在 Z 轴继续进行螺纹插补的同时，X 轴沿退刀 方向指数或线性（由参数设置）加速退出，Z 轴到达切削终点后，X 轴再以快速移动速度退 刀。 2)应用场合: 指令可以分多次进刀完成一个螺纹的加工，但不能实现2个连续螺纹的加工，也不能加工端面螺纹。G92指令螺纹螺距的定义与G32一致，螺距是指主轴转一圈长轴的位移量（X轴位移量按半径值）。锥螺纹的螺距是指主轴转一圈长轴的位移

9、量（X轴位移量按半径值），B点与C点Z轴坐标差的绝对值大于X轴（半径值）坐标差的绝对值时，Z轴为长轴；反之，X轴为长轴.3）螺纹轴零件的外螺纹是M20×2-6g，根据“刀具选择与工艺制定”问题10填写的数控加工工序表以及所学的螺纹切削指令编写螺纹轴零件螺纹的粗、精加工程序。G0G40G97G99S150M03T22X22.0Z4.0X18.4X17.6X17.4X47.4G0X150.0Z15.0 M05M30.4. 略5. 在螺纹加工轨迹中，应设置足够的升速进到段1和降速退刀段2，以消除伺服滞后造成的螺距误差，在螺纹零件加工程序中，如何实现升速进刀段1和降速退刀段2的？答：在编写程

10、序时起刀点的位置应顶为1，在G92指令中螺纹的终点时应加上个2.6. 根据螺纹轴零件图样及前述问题，编写数控加工程序。加工外轮廓：G0G40G97G99S400M03T11F0.2;X52.Z2;G71U2.0R0.3;G71P10Q20U0.2W0;N10;GO X0.;G01 Z0.;X19.74;Z-15.0;X25.0;W-5.318;G02 X26.25Z-32.38R5.0;G03X30.0Z-30.0R15.0;G01Z-40.0R5X40.0;W-12.0;W-12.0N20 X52.0;G0X150.0Z150.0M05;G0G40G97G99S80M03T11F0.1G70

11、P10Q20GOX150.0Z150.0M05; 加工螺纹： G0G40G97G99S150M03T22X22.0Z4.0X18.4X17.6X17.4X47.4G0X150.0Z15.0 M05M30.学习活动2 螺纹轴模拟加工一 模拟加工设置1. 说明在仿真软件中模拟加工螺纹轴时，如何进行机床类型、夹具类型、与装夹位置、毛胚大小与位置、刀具参数设置。1） 机床类型设置：选用法那科K5002） 夹具类型与装夹位置设置：三爪卡盘 位置应根据毛胚尺寸大小决定3） 毛胚大小与位置设置用110×50的毛胚 夹在80mm的位置上4） 刀具参数设置选用刀具半径为0.4的95度外圆车刀 60度螺

12、纹车刀2. 螺纹轴零件是否需要调头装夹？如果需要装夹在什么位置上？这次加工的零件不需要调头加工所以不用调头装夹，如果需要调头装夹时应选在外轮廓平整的适当长度的外圆轮廓上。二 模拟加工1. 外切槽刀有左右俩个刀位点。在整个加工程序中应采用同一个到位，这样对刀和编程都比较方便。你认为那个刀位点对刀较合理？为什么？答：左刀位对刀比较合理，因为在对刀具Z的坐标时右刀位比左刀位对刀复杂，为了便于操作，选用左刀位比较合理。2. 螺纹车刀的刀尖不能对毛胚进行“Z轴”方向的试切削，那么螺纹车刀“Z轴”方向应该如何对刀？写出螺纹车刀对刀的主要操作步骤。答：螺纹车刀对刀时将刀尖对准毛胚边缘对刀即可。3. 略4.

13、根据螺纹轴“模拟加工”问题3中的记录，分析不符合螺纹轴加工要求的原因，并在小组中提出预防措施或改进方法。问题原因预防措施改进方法螺纹退刀槽应先加工好切削螺纹时应先加工好螺纹退刀槽先手动切好螺纹退刀槽编程时应将各个程序分开来加工外圆轮廓指令，螺纹指令分开执行用N1,N2来区分各个指令。学习活动3 螺纹轴模拟检验一 明确测量要素螺纹轴零件上有那些关键尺寸需要测量？为什么？螺纹加工是否准确与螺距的准确息息相关，我们通常使用通规至规来进行检验。二 测量几何要素1. 螺纹轴零件加工完毕后，通过仿真软件的模拟检验发现直径250-0.03mm 300-0.03mm 400-0.03mm 480-0.04mm

14、 的实际尺寸，分别是24.94mm 29.95mm 39.94mm 47.95mm 这些尺寸是否合格？如果不合格是什么原因造成的？应采用什么方法避免？答：这些尺寸都不合格。有可能是对刀出现了小小的偏差，所以对刀时应一步一步仔细的对刀。2. 螺纹轴零件加工完毕后，通过仿真软件的模拟检验发现圆弧R5 R15 R5 的时机圆弧半径，分别为R5.4 R14.6 R4.6 这些尺寸是否合格？如果不合格？原因是什么?答：这些尺寸都不合格。对于圆角来说在刀具补偿中检查是否输入了刀具补偿半径。3. 螺纹轴零件的退刀槽加工完毕后，通过仿真软件的模拟检验发现退刀槽的尺寸超差。这是什么原因造成的？应采用什么方法避免？答：很