第六章 螺纹加工

1、 在各种机电产品中，螺纹的应用十分广泛，如螺钉、螺在各种机电产品中，螺纹的应用十分广泛，如螺钉、螺 母、螺杆、丝杠等。母、螺杆、丝杠等。 用途：它主要用于连接各种机件，也可用来传递运动和载用途：它主要用于连接各种机件，也可用来传递运动和载荷。荷。 主要分类：主要分类： 按螺纹的牙型按螺纹的牙型三角形、梯形、锯齿形、圆形等；三角形、梯形、锯齿形、圆形等； 按螺纹的外廓形状按螺纹的外廓形状圆柱螺纹、圆锥螺纹。圆柱螺纹、圆锥螺纹。螺纹轴套零件图螺纹轴套零件图 1.1.掌握用掌握用G32G32、G92G92指令编写等螺距螺纹加工程序指令编写等螺距螺纹加工程序的方法。的方法。 2. 2.掌握螺纹加工的方

2、法。掌握螺纹加工的方法。 3. 3.能对螺纹的加工误差进行分析。能对螺纹的加工误差进行分析。 4. 4.会使用螺纹塞规、螺纹千分尺测量螺纹的精度。会使用螺纹塞规、螺纹千分尺测量螺纹的精度。一、一、G32G32单刀螺纹切削指令单刀螺纹切削指令 1. 1. 指令格式指令格式 G32 X G32 X（U U） Z Z（W W） F F ； 说明：说明： X X、Z Z：螺纹终点的绝对坐标值（：螺纹终点的绝对坐标值（U U、W W表示增量值）。表示增量值）。 F F：长轴方向的导程。：长轴方向的导程。 2. 2. 指令功能指令功能能加工圆柱螺纹、圆锥螺纹和平面螺纹。能加工圆柱螺纹、圆锥螺纹和平面螺纹。

3、G32G32指令加工圆柱螺纹的轨迹示意图中：指令加工圆柱螺纹的轨迹示意图中：为为G00G00空刀快速进入。空刀快速进入。为为G32G32加工螺纹。加工螺纹。退刀。退刀。刀具返回。刀具返回。G32G32轨迹示意图轨迹示意图3. 3. 编程实例编程实例要求运用要求运用G32G32指令编制螺纹的加工程序。指令编制螺纹的加工程序。 螺纹加工螺纹加工（下一页续表）（下一页续表）续表续表 说明：说明： （1 1）圆柱螺纹）圆柱螺纹X X、U U值可以省略，格式为：值可以省略，格式为：G32 ZG32 Z（W W）_ F_ F_；。；。 端面螺纹端面螺纹Z Z、W W值可以省略，格式为：值可以省略，格式为：

4、G32 XG32 X（U U）_ _ F_F_；。；。 （2 2）螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段）螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段L1L1和降和降速退刀段速退刀段L2L2，即在程序设计时，应将车刀的切入、切出、返回，即在程序设计时，应将车刀的切入、切出、返回均应编入程序中。均应编入程序中。 （3 3）通常，螺纹切削是沿着同样的刀具轨迹从粗切到精）通常，螺纹切削是沿着同样的刀具轨迹从粗切到精切重复进行。切重复进行。 （4 4）主轴速度从粗切到精切必须保持恒定。）主轴速度从粗切到精切必须保持恒定。 二、二、G92G92螺纹切削固定循环螺纹切削固定循环 1. 1. 指令格式指令格式

5、 G92 X G92 X（U U）_ Z_ Z（W W）_ R_ F_ R_ F_； 说明：说明：X X、Z Z：螺纹终点的绝对坐标值（：螺纹终点的绝对坐标值（U U、W W表示增量值）。表示增量值）。 R R：为锥螺纹大端和小端的半径差。：为锥螺纹大端和小端的半径差。 F F：导程（单线螺纹的螺距等于导程）。：导程（单线螺纹的螺距等于导程）。 G92G92循环轨迹示意图循环轨迹示意图 2. 2. 指令功能指令功能 G92 G92是模态代码，该指令是用于是模态代码，该指令是用于对切削内、外圆柱或圆锥螺纹的循对切削内、外圆柱或圆锥螺纹的循环指令。环指令。 G92 G92螺纹循环可分为螺纹循环可分

6、为4 4步动作：步动作： 动作动作1 1快速进刀；快速进刀； 动作动作2 2螺纹切削；螺纹切削； 动作动作3 3退刀；退刀； 动作动作4 4返回起点。返回起点。 45 45倒角：角距离在倒角：角距离在0.1L 0.1L 12.712.7P P （P P为螺距）之间指定，指定为螺距）之间指定，指定单位为单位为0.10.1P P，由参数，由参数5130 5130 号决定。号决定。 在增量编程中，在增量编程中，U U 和和W W 地址后的数值的符号取决于轨迹地址后的数值的符号取决于轨迹1 1 和和2 2 的方向。也就是说，如果轨迹的方向。也就是说，如果轨迹1 1 的方向沿的方向沿X X轴是负的，轴是

7、负的，U U 值也是负的。值也是负的。 螺距范围，主轴速度限制等，都与螺距范围，主轴速度限制等，都与G32G32（螺纹切削）相同。（螺纹切削）相同。 螺纹倒角能在此螺纹切削循环中实现。螺纹倒角能在此螺纹切削循环中实现。 在单程序段工作方式，在单程序段工作方式，1 1，2 2，3 3 和和4 4 的切削过程，必须一的切削过程，必须一次次地按下循环启动按钮。次次地按下循环启动按钮。 3. 3. 编程实例编程实例加工零件外螺纹，用加工零件外螺纹，用G92G92指令编写螺纹程序。指令编写螺纹程序。螺纹加工螺纹加工说明：说明： （1 1）G92G92指令中指令中R R为圆锥螺纹起点和终点的半径差，加工圆

8、为圆锥螺纹起点和终点的半径差，加工圆柱螺纹时为零，可省略。柱螺纹时为零，可省略。 （2 2）加工螺纹时，主轴转速不能变化，否则会产生乱牙。）加工螺纹时，主轴转速不能变化，否则会产生乱牙。 （3 3）在螺纹切削期间，按下进给暂停按钮时，刀具立即）在螺纹切削期间，按下进给暂停按钮时，刀具立即按斜线回退，然后先回到按斜线回退，然后先回到X X轴起点再回到轴起点再回到Z Z轴起点。轴起点。 螺纹的加工方法螺纹的加工方法一、基本要素的计算公式一、基本要素的计算公式 三角螺纹基本要素计算表二、螺纹的进刀方式二、螺纹的进刀方式 螺纹切削进刀方式：直进法、斜进法。 切深的分配方法：常量式、递减式。螺纹切削进刀

9、方式直进法 1. 直进法加工螺纹 直进法每次车削只有X方向进刀，螺纹车刀的左右切削刃同时参与切削。 特点：编程比较简单，可以获得比较正确的牙型。 适用：常用于螺距P2mm和脆性材料的螺纹加工 。 2.斜进法加工螺纹 斜进法车削螺距较大的螺纹时，粗车采用两轴同时进给的方法。 特点：单刃切削，车削中不易扎刀，且可获得较小的表面粗糙度值。螺纹切削进刀方式斜进法三、螺纹车削的注意事项三、螺纹车削的注意事项 1 1. 一般切削螺纹时，从粗车到精车是按照同样的螺距进行的。 即使很多次切削，工件圆周上的切削起点仍保持不变。 从粗车到精车，主轴的转速必须一定。 2. 加工螺纹的实际长度除了螺纹有效长度L外，还

10、包括升速段和降速段的长度。 其数值与工件的螺距和转速有关，由各系统设定，一般大于一个导程。 毛坯为毛坯为45mm45mm75mm75mm的的4545钢，用钢，用G71G71、G92G92等指令进行编程等指令进行编程加工该零件。加工该零件。零件图零件图一、工艺分析一、工艺分析 1. 1. 夹住毛坯夹住毛坯45mm45mm外圆，伸出大于外圆，伸出大于50mm50mm长长粗车粗车38mm38mm外圆至外圆至38.5mm38.5mm粗车粗车30mm30mm外圆至外圆至30.5mm30.5mm粗车锥面，精车粗车锥面，精车外轮廓至尺寸。外轮廓至尺寸。 2. 2. 换车槽刀加工退刀槽。换车槽刀加工退刀槽。

11、3. 3. 换外三角螺纹刀粗精加工换外三角螺纹刀粗精加工M30M301.5-6g1.5-6g外螺纹至尺寸。外螺纹至尺寸。二、选择刀具及确定切削用量二、选择刀具及确定切削用量 1. 1. 刀具选择刀具选择 机夹外三角螺纹车刀，机夹外三角螺纹车刀， 刀具型号刀具型号CRE2020M16CQHDCRE2020M16CQHD。螺纹刀具具体参数表螺纹刀具具体参数表2. 2. 确定切削用量确定切削用量数控加工刀具及切削用量选择数控加工刀具及切削用量选择三、程序编制三、程序编制（下一页续表）（下一页续表）续表续表（下一页续表）（下一页续表）续表续表螺纹加工误差分析螺纹加工误差分析 用用FANUC 0iFAN

12、UC 0i系统加工该零件。系统加工该零件。 加工练习图加工练习图 1. 1.掌握应用掌握应用G32G32、G92G92指令编写多线螺纹加工指令编写多线螺纹加工程序的方法。程序的方法。 2. 2.掌握多线螺纹加工的方法。掌握多线螺纹加工的方法。 螺纹的作用：起连接（或固定）作用，起传递动力作用，螺纹的作用：起连接（或固定）作用，起传递动力作用，起减速运动作用的。起减速运动作用的。 单线螺纹单线螺纹由一条螺旋线形成的螺纹由一条螺旋线形成的螺纹 多线螺纹多线螺纹由两条或两条以上的轴向等距分布的螺旋由两条或两条以上的轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹。线所形成的螺纹。 多线螺纹的特点：各螺旋线沿轴向等距

13、分布，解决等距多线螺纹的特点：各螺旋线沿轴向等距分布，解决等距分布的问题叫分头（分线），等距误差的大小影响螺纹的啮分布的问题叫分头（分线），等距误差的大小影响螺纹的啮合精度及使用寿命。合精度及使用寿命。 多线螺纹的应用：多线螺纹每旋转一周时，能移动几倍多线螺纹的应用：多线螺纹每旋转一周时，能移动几倍的螺距，它多用于快速机构中。的螺距，它多用于快速机构中。一、一、G32G32等螺距螺纹切削指令等螺距螺纹切削指令 1. 1. 指令格式指令格式 G32 X G32 X（U U） Z Z（W W） F F Q Q ； 说明：说明： X X、Z Z：螺纹终点的绝对坐标值（：螺纹终点的绝对坐标值（U U、

14、W W表示增量值）。表示增量值）。 F F：长轴方向的导程：长轴方向的导程 Q Q：起始角（单位为：起始角（单位为0.0010.001度，该值取值范围在度，该值取值范围在0 0360000360000之间，后面不可加小数点）该值不具备模态功能，如果不写默之间，后面不可加小数点）该值不具备模态功能，如果不写默认为认为0 0。2.2.编程实例编程实例要求运用要求运用G32G32指令编制双线螺纹加工程序。指令编制双线螺纹加工程序。螺纹加工零件图螺纹加工零件图（下一页续表）（下一页续表）（下一页续表）（下一页续表）续表续表续表续表二、二、G92G92螺纹切削固定循环螺纹切削固定循环 1. 1. 指令格

15、式指令格式 G92 X G92 X（U U） Z Z（W W） F F Q Q ； 说明：说明： X X、Z Z：螺纹终点的绝对坐标值（：螺纹终点的绝对坐标值（U U、W W表示增量值）。表示增量值）。 F F：长轴方向的导程。：长轴方向的导程。 Q Q：起始角（单位为：起始角（单位为0.0010.001 ，该值取值范围在，该值取值范围在0 0360000360000之之间，后面不可加小数点）该值不具备模态功能，如果不写默认间，后面不可加小数点）该值不具备模态功能，如果不写默认为为0 0。 2. 2. 编程实例编程实例 用用G92G92编程加工双线螺纹时，主要原理是通过改变螺纹加编程加工双线螺

16、纹时，主要原理是通过改变螺纹加工起点，使工起点，使Z Z向偏移一个螺距再次加工，从而实现双线螺纹加向偏移一个螺距再次加工，从而实现双线螺纹加工。工。螺纹加工零件图螺纹加工零件图多线螺纹的加工方法多线螺纹的加工方法一、多线螺纹的一般技术要求一、多线螺纹的一般技术要求 加工多线螺纹时，应保证同一条螺旋线中相邻两牙之间距离为一个导程，两条螺旋线的切削深度要一致。二、多线螺纹车刀的装夹二、多线螺纹车刀的装夹 螺纹车刀的刀尖应与工件轴线等高，两切削刃夹角的平分线应垂直于工件轴线，装夹时用螺纹对刀样板校正，以免产生螺纹半角误差。 三、多线螺纹车削注意事项三、多线螺纹车削注意事项 1. 车削第二条螺旋线时，

17、定位点应偏移一个螺距。 2. 螺纹的配合以中径定心，因此加工螺纹时必须保证中径尺寸公差。 3. 螺纹的牙型角要正确。 4. 螺纹牙型两侧面的表面粗糙值要小。 毛坯为毛坯为45mm45mm75mm75mm的的4545钢，用钢，用G71G71、G92G92指令进行编程，指令进行编程，加工该零件。加工该零件。实例零件图实例零件图一、工艺分析一、工艺分析 1. 1. 夹住毛坯夹住毛坯45mm45mm外圆，伸出大于外圆，伸出大于40mm40mm长长粗车粗车34mm34mm外圆至外圆至34.5mm34.5mm粗车粗车24mm24mm外圆至外圆至24.5mm24.5mm，精，精车外轮廓至尺寸。车外轮廓至尺寸

18、。 2. 2. 换换4mm4mm车槽刀加工退刀槽。车槽刀加工退刀槽。 3. 3. 换外三角螺纹刀粗、精加工换外三角螺纹刀粗、精加工M24M243 3（1.51.5）-6g-6g外外螺纹至尺寸。螺纹至尺寸。二、选择刀具及确定切削用量二、选择刀具及确定切削用量 1. 1. 刀具选择刀具选择 刀具选择与第六章第一节相同，此处省略。刀具选择与第六章第一节相同，此处省略。 2. 2. 确定切削用量。确定切削用量。 切削用量的选择与第六章第一节相同，此处省略。切削用量的选择与第六章第一节相同，此处省略。三、程序编制三、程序编制（下一页续表）（下一页续表）（下一页续表）（下一页续表）续表续表续表续表 用用F

19、ANUC 0iFANUC 0i系统加工该零件。系统加工该零件。加工练习图加工练习图1.1.掌握掌握G76G76指令的应用。指令的应用。2.2.能应用子程序编程加工梯形螺纹。能应用子程序编程加工梯形螺纹。3.3.能正确选择梯形螺纹车刀并合理选择切削参数。能正确选择梯形螺纹车刀并合理选择切削参数。4.4.能正确测量梯形螺纹尺寸要素。能正确测量梯形螺纹尺寸要素。一、一、G76G76梯形螺纹切削指令梯形螺纹切削指令 1.1.指令格式指令格式 说明：说明：m m：精加工重复次数，可以是：精加工重复次数，可以是1 19999。 r r ：倒角量（斜向退刀）。当螺距由：倒角量（斜向退刀）。当螺距由L L表示

20、时，可以表示时，可以从从0.010.01L L9.99.9L L设定，单位为设定，单位为0.010.01L L（两位数（两位数00009999）。）。 ：螺纹刀尖角度（螺纹牙型角）。可以选择：螺纹刀尖角度（螺纹牙型角）。可以选择8080、6060、5555、3030、2929和和0 0六种中的一种，由两位数规定。六种中的一种，由两位数规定。 例例 当当m=2m=2，r=1.2r=1.2L L，=30=30时，指令（时，指令（L L是导程）为：是导程）为：G76 P 021230G76 P 021230 dmindmin：最小背吃刀量。半径值，单位为：最小背吃刀量。半径值，单位为mm。 d d

21、：精加工余量。半径值，单位为：精加工余量。半径值，单位为mm。 i i ：螺纹半径差。：螺纹半径差。i=0i=0时是普通直螺纹切削。时是普通直螺纹切削。 k k ：螺纹的牙深。半径值，单位为：螺纹的牙深。半径值，单位为mm。 d d：第一次的切削深度。半径值，单位为：第一次的切削深度。半径值，单位为mm。 L L ：螺纹导程。单位：螺纹导程。单位mmmm。 2. 2. 指令功能指令功能 该指令进刀轨迹为斜进法，比较适合车削大螺距三角螺纹该指令进刀轨迹为斜进法，比较适合车削大螺距三角螺纹或梯形螺纹。或梯形螺纹。 3. 3. 编程实例编程实例 运用运用G76G76指令编制梯形螺纹加工程序。指令编制

22、梯形螺纹加工程序。梯形螺纹加工零件图梯形螺纹加工零件图 其中：精加工次数为其中：精加工次数为2 2，斜向退刀量取，斜向退刀量取10mm10mm，实际退刀量为，实际退刀量为一个导程，刀尖角为一个导程，刀尖角为3030，最小切深取，最小切深取0.02mm0.02mm，精加工余量，精加工余量0.1mm0.1mm，螺纹半径差为，螺纹半径差为0 0，牙型高度计算为，牙型高度计算为3.5mm3.5mm，第一次切深，第一次切深为为0.7mm0.7mm，螺距为，螺距为6mm6mm，螺纹小径为，螺纹小径为33.0mm33.0mm。 二、运用子程序加工梯形螺纹二、运用子程序加工梯形螺纹 上例中的螺纹加工也可用左右

23、切削法，可调用子程序重复上例中的螺纹加工也可用左右切削法，可调用子程序重复进刀切削。进刀切削。（下一页续表）（下一页续表）续表续表梯形螺纹的加工方法梯形螺纹的加工方法一、梯形螺纹的一般技术要求一、梯形螺纹的一般技术要求 梯形螺纹的轴向剖面形状是等腰梯形。用作传动，精度要求高，表面粗糙值小，车削梯形螺纹比车削三角螺纹困难。梯形螺纹的一般技术要求如下： 1. 螺纹的中径必须与基准轴颈同轴，其大径尺寸应小于基本尺寸。 2. 梯形螺纹的配合以中径定心，因此加工梯形螺纹时必须保证中径尺寸公差。 3. 梯形螺纹的牙型角要正确。 4. 梯形螺纹牙型两侧面的表面粗糙值要小。 二、加工梯形螺纹轴类零件的装夹要求 车削梯形螺纹时，由于切削力较大。工件一般采用一夹一顶方式装夹。轴向应采用限位台阶或限位支撑固定工件的轴向位置，以防止车削过程中工件轴向窜动或位移而造成乱牙或撞坏车刀。三、梯形螺纹车刀的装夹三、梯形螺纹车刀的装夹 螺纹车刀