《数控加工技术及应用》课件-数控加工技术及应用2.5

项目二零件数控铣削加工任务一长方体零件外轮廓加工任务二长方体六面及外轮廓铣削加工任务三平面型腔类零件铣削加工任务四盘类零件钻孔、扩孔、铰孔、镗孔加工任务五盘类零件螺纹加工任务六盘类零件曲面加工任务五盘类零件螺纹加工一、学习目标二、工作任务三、相关知识四、任务实施五、知识拓展

一、学习目标1.知识目标（1）掌握攻丝固定循环G84、G74指令的应用；（2）掌握螺旋线插补G02、G03指令应用；（3）掌握攻丝切削用量的合理选择。

2.技能目标（1）会使用攻丝循环指令编写攻螺纹加工程序；（2）会使用螺旋线插补指令编写铣螺纹加工程序；（3）会使用数控铣床进行盘类零件螺纹加工。

二、工作任务零件如图2-43所示，材料为45钢，六面80×80×20前道工序已加工至尺寸，按图编写M30×1.5-7H及2×M10-7H螺纹加工程序，加工至尺寸要求。图2-43零件图三、相关知识（一）攻丝固定循环指令G84、G741.G84攻右旋螺纹循环G84指令用于加工右旋螺纹(常用螺纹)，在G84指令之前主轴正转，丝锥快进至R平面后，工进攻螺纹至Z平面时暂停，主轴反转工退至R平面暂停，然后主轴正转，如图2-44所示。G84指令格式为：G84X____Y____Z____R____F____K____；其中：F―螺距×主轴转速。其余X、Y、Z、R、K参数含义与G81相同。图2-44G84攻右旋螺纹循环三、相关知识2.G74攻左旋螺纹循环G74指令用于加工左旋螺纹，在G74指令之前主轴反转，丝锥快进至R平面后，工进攻螺纹至Z平面时暂停，主轴正转工退至R平面暂停，然后主轴反转，如图2-45所示。G74指令格式为：G74X____Y____Z____R____F____K____；其中各参数含义与G84相同。注意：攻左旋螺纹用的丝锥必须是左旋丝锥。图2-45G74攻左旋螺纹循环三、相关知识（二）螺旋线插补指令G02、G03螺旋线的形成是刀具作圆弧插补运动的同时与之同步地作轴向运动。螺旋线插补是指一个非圆弧插补轴与其它圆弧插补轴同步移动，形成螺旋移动轨迹，如图2-46所示。图2-46螺旋线插补三、相关知识

1.螺旋线插补G02、G03编程（1）螺旋线插补用参数I、J编程指令格式为：G17G02（G03）X____Y____Z____I____J____F____；其中：G02、G03为螺旋线的旋向，其定义同圆弧插补；G17为选择XY平面圆弧插补；X、Y、Z为螺旋线的终点坐标；I、J为圆弧圆心相对于螺旋线起点在X-Y平面上的坐标；F为沿圆弧的进给速度。例：如图2-46所示，假设A点为螺旋线起点，坐标为（50，0，0），B点为螺旋线终点，坐标为（0，50，48）。

程序如下：G17G03X0Y50Z48I-50J0F80；三、相关知识2.螺旋线插补用圆弧半径R编程指令格式为：G17G02（G03）X____Y____Z____R____F____；其中：R为螺旋线在X-Y平面上的投影半径。其余X、Y、Z、F与上述(1)含义相同。例：如图2-46所示，A点为螺旋线起点，B点螺旋线终点，B点的Z坐标为48，螺旋线圆弧半径为50。程序如下：G17G03X0Y50Z48R50F80；三、相关知识（三）螺纹铣削编程传统的螺纹加工方法主要为采用螺纹车刀车削螺纹或采用丝锥、板牙等攻、套螺纹。随着数控加工技术的发展，三轴联动数控铣床使螺纹的数控铣削得以实现。螺纹铣削加工与传统螺纹加工方法相比，在加工精度、加工效率方面具有极大优势，且加工时不受螺纹结构和螺纹旋向的限制，如一把螺纹铣刀可加工多种不同旋向的内、外螺纹。此外，螺纹铣刀的寿命是丝锥的十多倍，而且在数控铣削螺纹过程中，对螺纹直径尺寸的调整极为方便，这是采用丝锥、板牙无法做到的。三、相关知识如图2-47为螺旋线插补铣削螺纹示意图，图中K为螺距。自下而上G03逆时针插补，铣削右旋内螺纹；自上而下G02顺时针插补，铣削右旋外螺纹。图2-47螺旋线插补铣削螺纹示意图三、相关知识与一般轮廓的数控铣削一样，螺纹铣削开始进刀时也可采用1/4圆弧切入或直线切入方式。铣削时应尽量选用刀片长度大于被加工螺纹长度的梳铣刀，这样铣刀只需移动360°即可完成螺纹加工。

图2-48为M30×1.5右旋内螺纹铣削时铣刀切入、切出尺寸联系图。图中螺纹中心为O点，铣刀切入、切出时圆弧中心为D点。铣刀圆弧切入从A点到B点螺旋线插补，切入圆弧半径为R13，然后从B点螺旋线插补铣削螺纹一圈，铣削圆弧半径为R15，铣刀圆弧切出从B点到C点螺旋线插补，切出圆弧半径为R13。假设O点为工件坐标系原点，则D点坐标为（2，0），A点坐标为（2，-13），B点坐标为（15，0），C点坐标为（2，13）。图2-48螺纹铣刀圆弧切入、切出尺寸联系图

四、任务实施（一）工艺分析1.工件定位装夹根据零件图2-43，六面80×80×20前道工序已加工至尺寸，M30×1.5-7H及2×M10-7H螺纹需要加工。用平口虎钳装夹，以已加工过的80尺寸两侧面及底面为精基准定位，一次装夹就能完成。2.加工工步（1）点窝2×M10-7H及M30×1.5-7H螺纹孔中心（A2.5中心钻）；（2）钻2×M10螺纹底孔至尺寸φ8.5（φ8.5钻头）；（3）钻M30×1.5螺纹底孔至尺寸φ27（φ27钻头）；（4）镗φ27孔至M30×1.5螺纹底孔φ28.4（镗刀）（5）2×M10及M30×1.5孔口倒角2×45°（φ35钻头）；（6）攻2×M10-7H螺纹至尺寸（M10丝锥）；（7）铣M30×1.5-7H螺纹至尺寸（φ21螺纹梳铣刀）。

四、任务实施（二）编写加工程序1.工步（6）攻2×M10-7H螺纹至尺寸，选用M10丝锥。选用G54设定工件坐标系，Z轴原点设在工件顶面，X、Y轴原点设在工件对称中心。加工程序如下：O4301；（程序名，4301号程序）N10G90G80G54G00X0Y0Z100M08；（开冷却，快速定位到G54坐标系）N20M03S100；（主轴正转，转速100转/分）N30G99G84X25Y25Z-25R5F150；（攻右上角M10螺纹，F=转速100×1.5螺距）N40G98X-25Y-25；（攻左下角M10螺纹）N50G80G00Z300M09；（关冷却，取消攻丝循环，快速Z向退刀）N60M05；（主轴停止）N70M30；（程序结束）

四、任务实施2.工步（7）铣M30×1.5-7H螺纹至尺寸，选用螺纹梳铣刀直径φ21，螺距为1.5，刀片长度为21mm。选用G54设定工件坐标系，Z轴原点设在工件顶面，X、Y轴原点设在M30螺纹孔中心。加工程序如下：O4302；（程序名，4302号程序）N10G90G54G00X0Y0Z100；（快速定位到G54坐标系X0Y0Z100）N20M03S2000；（主轴正转，转速2000转/分）N30Z-22M08；（开冷却，Z轴快速定位）N40G01G41D01X2Y-13F1000；（建立刀具左补偿，移动到A点，D01参数设为10.8）N50G03X15Y0Z-21.625R13F90；（A点到B点螺旋线插补圆弧切入，导程1.5）N60G03X15Y0Z-20.125I-15J0；（粗铣螺纹单边留余量0.3，导程1.5）N70G03X2Y13Z-19.75R13；（B点到C点螺旋线插补圆弧切出，导程1.5）

四、任务实施N80G01G40X0Y0F1000；（取消刀具左补偿，移动到X0Y0）N90Z-22；（Z轴定位）N100G41D02X2Y-13；（建立刀具左补偿，移动到A点，D02参数为10.5）N110G03X15Y0Z-21.625R13F90；（A点到B点螺旋线插补圆弧切入，导程1.5）N120G03X15Y0Z-20.125I-15J0；（精铣螺纹，导程1.5）N130G03X2Y13Z-19.75R13；（B点到C点螺旋线插补圆弧切出，导程1.5）N140G01G40X0Y0F1000；（取消刀具左补偿，移动到X0Y0）N150G00Z300M09；（快速Z向退刀，关冷却）N160M05；（主轴停止）N170M30；（程序结束）其余工步加工程序略。

五、知识拓展（一）螺纹底孔尺寸用丝锥攻螺纹叫攻丝，如图2-49所示。攻右旋螺纹必须用右旋丝锥，通常右旋螺纹及右旋丝锥不标注旋向；攻左旋螺纹必须用左旋丝锥，通常左旋螺纹及左旋丝锥需要标注左旋，左旋螺纹生产实际使用很少。图2-49丝锥攻螺纹

五、知识拓展1.普通螺纹攻丝前的底孔直径