任务4 螺纹的数控车削加工

数控加工工艺与编程技术基础模块二数控车削工艺及编程技术训练黄冬英江苏省江阴中等专业学校项目一：压紧轴套的数控车削加工【项目目标】1.学会分析零件图，能根据零件图合理选择刀具、设置工艺参数、编制加工工艺路线；2.掌握G代码、M代码的功能；3.掌握工件坐标系的设定方法及对刀操作方法；4.正确使用测量工具控制工件尺寸；

通过对企业产品的分析、编程、加工及检测，培养学生规范细致的做事态度和安全意识，提高分析和解决问题的能力，树立严谨认真的工作作风及创新精神。【素养目标】任务4：螺纹的数控车削加工【任务描述】【任务目标】1.掌握螺纹的加工方法，选择合理的刀具与工艺参数编制加工工艺；2.会用G92、G76指令编写螺纹的加工程序，完成模拟验证；3.掌握螺纹车刀的装夹与对刀操作；4.会用螺纹环规进行检测；5.掌握数控车床的操作方法，按图纸要求加工出合格产品。一、螺纹相关知识1.螺纹的种类及参数（1）螺纹的种类（2）螺纹的要素【知识链接】五个要素：牙型、公称直径、线数、螺距（或导程）、旋向。1）牙型2）直径

螺纹有大径（d、D）、中径（d2、D2）、小径（d1、D1）外螺纹（左）

内螺纹（右）3）线数单线螺纹（左）

双线螺纹（右）导程和螺距4）螺距和导程单线：导程=螺距；多线：导程=螺距×线数5）旋向顺时针旋转时旋入的螺纹称为右旋螺纹；

逆时针旋转时旋入的螺纹称为左旋螺纹。左旋螺纹

右旋螺纹

P：螺纹螺距；

H：螺纹原绐三角形高度，H=0.866P；

D、d：螺纹大径；

D2、d2：螺纹中径；

D1、d1：螺纹小径。2.螺纹尺寸的确定。（1）螺纹的大径（D、d）螺纹大径的基本尺寸与螺纹的公称直径相同。外螺纹大径在螺纹加工前，由外圆的车削得到，该外圆的实际直径通过其大径公差带或借用其中径公差带进行控制。

（2）螺纹的中径（D2、d2）

D2（d2）=D（d）－（3H/8）×2=D（d）－0.6495P在数控车床上，螺纹的中径是通过控制螺纹的削平高度（由螺纹车刀的刀尖体现）、牙型高度、牙型角和底径来综合控制的。（3）螺纹的小径（D1、d1）与螺纹的牙型高度（h）D1（d1）=D（d）－（5H/8）×2=D（d）－1.08P

h=5H/8=0.54125P，取h=0.54P（4）螺纹编程直径与总切深量的确定采用以下经验公式进行调整或确定其编程小径（d'1、D'1）：d'1=d－（1.1~1.3）PD'1=D－P（车削塑性金属）D'1=D－1.05P（车削脆性金属）编程或车削过程中的外螺纹大径应比其公称直径小0.1~0.3mm。例在数控车床上加工M24×2–7h的外螺纹。采用经验公式取：螺纹编程大径d'=23.8mm；半径方向总切深量h'=(1.1～1.3)P/2=0.65×2=1.3mm；编程小径d1'=d－2h'=24－2.6=21.4mm；3．螺纹轴向起点和终点尺寸的确定为了避免在进给机构加速或减速过程中切削，在安排其工艺时要尽可能考虑合理的导入距离δ1和导出距离δ2，如图所示。一般δ1取2～3P，对大螺距和高精度的螺纹则取较大值；δ2一般取1～2P。若螺纹退尾处没有退刀槽时，其δ2=0。4.螺纹加工问题（1）螺纹的切削方法直进法斜进法公制螺纹螺距mm1.01.522.533.54牙深（半径值）0.6490.9741.2991.6241.9492.2732.598切削次数及吃刀量（直径值）1次0.70.80.91.01.21.51.52次0.40.60.60.70.70.70.83次0.20.40.60.60.60.60.64次

0.160.40.40.40.60.65次

0.10.40.40.40.46次

0.150.40.40.47次

0.20.20.48次

0.150.39次

0.2英制螺纹牙/in2418161412108牙深（半径值）0.6980.9041.0161.1621.3551.6262.033切削次数及吃刀量（直径值）1次0.80.80.80.80.91.01.22次0.40.60.60.60.60.70.73次0.160.30.50.50.60.60.64次

0.110.140.30.40.40.55次

0.130.210.40.56次

0.160.47次

0.17二、编程指令1.螺纹加工指令G92（1）圆柱螺纹G92X(U)__Z(W)__F__；X、Z为目标点坐标；F为导程。圆柱螺纹切削路径（3）编程实例

例1

在后置刀架式数控车床上，试用G92指令编写图所示工件的螺纹加工程序。在螺纹加工前，其外圆已加工好，直径为23.75mm。操作视频程序

例2

在前置刀架式数控车床上，试用G92指令编写如图所示双线左旋螺纹的加工程序。在螺纹加工前，其螺纹外圆直径已加工至29.8mm。双线螺纹操作视频程序（2）圆锥螺纹加工指令G92G92X(U)__Z(W)__R__F__；X、Z为目标点坐标；R为锥螺纹始端与终端的半径差值；F为导程。圆锥螺纹切削路径对于圆锥螺纹中的R值，在编程时除要注意有正、负值之分外，还要根据不同长度来确定R值的大小。

2．螺纹复合循环指令

（1）指令格式G76PmraQ△dminR(d)；G76X(U)

Z(W)

Ri

Pk

Q△d

F

；

m：精加工重复次数01～99；

r：倒角量，即螺纹切削退尾处（45°）的Z向退刀距离；

a：刀尖角度（螺纹牙型角）。△dmin：最小切深，该值用不带小数点的半径量表示；

d：精加工余量，该值用带小数点的半径量表示；X(U)

Z(W)

：螺纹切削终点处的坐标；

i：螺纹半径差。如果i=0，则进行圆柱螺纹切削；

k：牙型编程高度，该值用不带小数点的半径量表示；△d：第一刀切削深度，该值用不带小数点的半径量表示；F：导程，如果是单线螺纹，则该值为螺距。（2）本指令的运动轨迹及工艺说明图b所示为：螺纹车刀向深度方向并沿基本牙型一侧的平行方向进刀，从而保证了螺纹粗车过程中始终用一个刀刃进行切削，减小了切削阻力，提高了刀具寿命，为螺纹的精车质量提供了保证。在G76循环指令中，m、r、a用地址符P及后面各两位数字指定，每个两位数中的前置0不能省略。这些数字的具体含义及指定方法如下：

例

P001560该例的具体含义为：精加工次数“00”即m=0倒角量“15”即r=15×0.1S=1.5S（S是导程）螺纹牙型角“60”即α=60°

例

G76P011030Q50R0.05；

G76X27.6Z-30.0R0P1200Q400F2.0；（3）编程示例例1

在前置刀架式数控车床上，试用G76指令编写如图所示外螺纹的加工程序（未考虑各直径的尺寸公差）。外螺纹加工视频程序

例2

在前置刀架式数控车床上，试用G76指令编写如图所示内螺纹的加工程序（未考虑各直径的尺寸公差）。内螺纹加工视频程序【任务实施】一、工艺分析1.工件装夹方案的确定三爪卡盘装夹工件，找正夹持

50的毛坯，伸出长度60mm。2.

工、量、刀具的确定根据零件图样的加工内容和技术要求，确定量具清单见表。类别序号名称规格或型号精度数量/台备注量具1游标卡尺0～1500.021

2外径千分尺25～500.011

3螺纹千分尺25～500.011

4M40×1.5螺纹环规

1付

刀具5外三角形螺纹车刀（T0404）螺距1.5

1刀杆和机床匹配辅具6常用工具、辅具铜棒等

1

7函数计算器

1

3.加工工艺方案的制定外圆圆锥圆弧、孔、螺纹退刀槽在前面的任务中均已完成，本任务只需要车螺纹。二、程序编制1.确定工件坐标系选取工件右端面与轴线的交点为工件坐标系原点。=40-0.6495×1.5=39.02575经验值：=40-1.2×1.5=38.2（建议取中间值1.2)理论值：螺纹小径：d12.尺寸计算螺纹规格：M40×1.5-6g螺纹大径：d=40-0.2=39.8螺纹中径：3.参考程序00005;N10G99M03S800T0404;N20G00X42Z-16;N30G92X39.4Z-36F1.5;N40X39.0;N45X39.7N50X38.5;N55X38.4N60X38.3;N70X38.2;N80G00X100Z100;N90M05;N100M30;%三、图形仿真（模拟软件技能训练）1.开机及回参考点2.程序输入3.装夹工件及刀具（60°螺纹车刀，螺距1.5）4.手动对刀及参数设置X、Z方向用试切法对刀，在刀具补正G04的形状页面中设置参数值。5.图形模拟仿真加工自动运行，显示刀具运动轨迹和图形仿真加工，正确校验加工程序。四、自动加工（机床实操技能训练）1.加工准备1）检查毛坯尺寸。2）开机、回参考点。3）程序输人：把编写好的程序通过数控系统面板输人数控机床。4）工件装夹：三爪卡盘装夹工件，找正夹持

50的外圆，伸出卡盘长度为60mm，夹紧工件。5）刀具装夹：把60°螺纹车刀正确安装到刀架上。2.对刀操作X、Z方向用试切法对刀，在刀具补正G04的形状页面中设置参数值。3.程序校验利用空运行(一般为避免撞刀，常把基础坐标系中Z值增加100mm后运行程序)；或将机床锁住、辅助功能锁住等功能进行图形模拟校验程序。空运行结束后必须返回参考点。

图形模拟后必须操作，解除机床锁住和空运行，然后进入手动功能或手摇功能。按“P0S”---“绝对”---“操作”---“W预置”---“所有轴”。4.自动加工

当程序校验无误后，解除机床锁住、空运行，返回参考点，将坐标系中Z值还原，然后调用相应程序开始自动加工。

选择MEM(自动加工)工作模式，按单段运行开关，调好进给倍率，打开程序，按下循环启动按钮进行程序加工，刀具在执行完程序中的一段程序后停止，继续按循环启动按钮,即可一段一段执行程序加工。通过单段加工模式可以一段段地执行程序，便于仔细检查和调试数控程序。5.螺纹尺寸精度控制在螺纹加工中可以采用螺纹环规通止规来控制螺纹的尺寸，通过修改磨耗来控制螺纹的尺寸，保证通规能够通过，止规不能通过，需要多次修改磨耗值；使用螺纹千分尺测量螺纹的中径值相对比较简单，将测量值和计算好