《数控车床基本操作》-项目五 任务一三角形圆柱外螺纹加工

【能力目标】会安装三角形外螺纹车刀；会三角形外螺纹车刀对刀操作；能熟练用外螺纹车刀加工三角形圆柱外螺纹类零件；能熟练用外螺纹车刀加工三角形圆锥外螺纹类零件；会制订外螺纹车刀加工工艺；会三角形圆柱外螺纹零件尺寸控制方法；会三角形圆锥外螺纹零件尺寸控制方法；【知识目标】掌握三角形螺纹尺寸的计算方法；掌握螺纹加工指令G32、G92、G76功能及应用；掌握三角形圆柱外螺纹零件加工工艺制定方法；掌握三角形圆锥外螺纹零件加工工艺制定方法；【工作任务】完成如图5-1所示零件，材料45钢，学时约8课时。图5-1工作任务零件图（毛坯：φ50mm）【知识学习】一、编程指令（一）螺纹切削加工指令G321．指令功能用此指令可以加工以下各种等螺距螺纹：圆柱螺纹、圆锥螺纹、外螺纹、内螺纹、单线螺纹、多线螺纹、多段连续螺纹的加工。2．指令格式G32X（U）__Z（W）__F__；3．指令说明⑴G32为等螺距螺纹切削指令，属于模态指令；⑵X（U）__Z（W）__为终点坐标位置，可以用绝对形式X__Z__或相对形式U__W__，也可以用两种形式混用。⑶F为长轴螺距，总是半径编程。装在主轴上的位置编码器实时地读取主轴转速，并转换为刀具的每分钟进给理。F值的指令范围：米制输入F=0.0001～5000.000mm，英制输入F=0.000001～9.000000in。引入距离与超越距离：引入与超越距离车削螺纹前圆柱面及螺纹实际小径确定车削塑性材料螺纹，由于车刀挤压作用，会使外径胀大，故车削螺纹前圆柱面直径比螺纹公称直径（大径）小0.1～0.4mm，一般取d=d-0.1P。螺纹实际牙型高度考虑刀尖圆弧半径等因素的影响，一般取双边牙型高：；螺纹实际小径式中D——螺纹牙顶尺寸；

d——螺纹牙底直径尺寸。例计算M30×2mm螺纹每次进刀X坐标值。解:小径值：30-1.3×2=27.4根据表5-1中进刀量及切削次数，计算每次切削进刀点的X坐标值：第一刀X坐标值：30-0.9=X29.1第二刀X坐标值：30-0.9-0.6=X28.5第三刀X坐标值：30-0.9-0.6-0.6=X27.9第四刀X坐标值：30-0.9-0.6-0.6-0.4=X27.5第五刀X坐标值：30-0.9-0.6-0.6-0.4-0.1=X27.4（二）、单一固定循环螺纹切削加工指令G921．指令功能该指令可循环加工圆柱螺纹和锥螺纹。应用方式与G90外圆循环指令有类似之处。2．圆柱螺纹指令格式（1）G92X（U）

Z（W）

F

；说明：X（U）

Z（W）

表示螺纹切削终点绝对（相对）坐标；F为螺纹导程，单线螺纹时为螺距；（2）圆柱螺纹走刀路线走刀路线见下图所示。刀具从循环点（起刀点A）至快速返回循环点A的四个轨迹段自动循环。在加工时，只需一句指令，刀具便可加工完成四个轨迹的工作环节，这样大大优化了程序编制。3．圆锥螺纹指令格式（1）G92X（U）

Z(W)

R

F

；说明：X（U）

Z（W）

表示螺纹切削终点绝对（相对）坐标；F为螺纹导程，单线螺纹时为螺距；其中，R为锥螺纹切削起点与圆锥面切削终点的半径之差，或者为刀具切出点到切入点距离在X方向的投影，与X轴方向相同取正，与X轴方向相反取负（半径值）。（2）圆锥螺纹走刀路线走刀路线见下图所示。刀具从循环点（起刀点A）至快速返回循环点A的四个轨迹段自动循环。二、加工工艺分析（一）选择工、量、刃具1．工具选择2．量具选择选用0~150mm游标卡尺测量长度，外径用千分尺测量，螺纹用螺纹环规测量，量具规格、参数见表5-3。3．刀具选择加工材料45钢，刀具选用90°硬质合金外圆车刀，粗加工刀与精加工刀分别置于T01、T02号刀位，切槽刀选择刀头宽度5mm，刀头长度应大于25mm，装在T03刀位，螺纹车刀牙型角选择60°。刀具选择见表5-3。（二）加工工艺路线采用直进式进刀切削，车螺纹前先加工外圆柱面及螺纹退刀槽，然后粗、精加工螺纹，螺纹螺距分别为3mm、2mm，分别按7次、5次走刀完成。（三）选择合理切削用量加工材料为45钢，硬度较大，切削用量选择应适中。工步号工步内容刀具号切削用量背吃刀量进给速度主轴转速1粗加工外轮廓及螺纹外圆，留0.3mm精加工余量T011～20.26002精加工外轮廓及螺纹外圆至要求尺寸T020.20.18003加工螺纹退刀槽T0340.084004粗、精加工螺纹至要求尺寸T040.1～1.24005切断，控制零件总长80mmT0340.08400（一）建立工件坐标系（二）计算基点外螺纹M39×3与M33×2根据表5-1进行计算进给次数与背吃刀量，螺纹外圆尺寸按经验值d=d-0.1P计算。三、编制参考程序M39×3M33×2螺纹外圆直径

X38.7螺纹外圆直径

X32.8第一次进给X37.8第一次进给X32.1第二次进给X37.1第二次进给X31.5第三次进给X36.5第三次进给X30.9第四次进给X36.1第四次进给X30.5第五次进给X35.7第五次进给X30.4第六次进给X35.3第七次进给X35.1（三）参考程序程序段号程序内容动作说明N10G00T0101G40G97G99F0.2M03S600选择01号刀，取消刀补，指定主轴恒转速，每转进给，进给速度0.2mm/rN20

X52.Z2.刀具快速移到加工起点(52.,2.),主轴旋转N30G71U1.5R0.5设置循环参数,调用粗加工循环N40G71P50Q130U0.3W0.1N50G00X28.8精加工轮廓程序段N60G01Z0.N70X32.8Z-2.N80Z-25.N90X34.7N100X38.7W-2.N110Z-60.N120X47.963N130Z-86.N140G00X100.Z100.退刀准备换刀并取消刀补N150M00M05暂停,主轴停,测量N160T0202换精加工车刀N170M03S800F0.1设置转速与进给速度N180G00G42X52.Z2.快速移到循环起点,建立刀补N190G70P50Q130调用精加工循环,进行精加工N200G00G40X100.Z100.退刀准备换刀并取消刀补N210M00M05暂停,主轴停,测量N220T0303换切槽刀N230M03S400设置转速N240G00X40.快速移至X40.N250Z-25.快速移至Z-25.N260G01X28.8F0.08切退刀槽N270X40.刀具沿+X方向退刀N280G00X100.Z100.刀具退回至换刀点N290M00M05暂停,主轴停,测量N300T0404换螺纹刀N310M03S400设置转速N320G00X35.Z3.刀具快速移至右侧螺纹循环起点,引入距离3mmN330G92X32.1Z-22.F2.第一次循环进给,超越距离2mmN340X31.5第二次循环进给N350X30.9第三次循环进给N360X30.5第四次循环进给N370X30.4第五次循环进给N380G00X42.Z-22.刀具快速移至左侧螺纹循环起点,引入距离3mmN390G92X37.8Z-60.F2.第一次循环进给N400X37.1第二次循环进给N410X36.5第三次循环进给N420X36.1第四次循环进给N430X35.7第五次循环进给N440X35.3第六次循环进给N450X35.1第七次循环进给N460G00X100.Z100.刀具退回至换刀点N470M00M05暂停,主轴停,测量N480T0303换切断刀N500M03S400设置转速N510G00X52.刀具快速移至X52.N520Z-85.刀具快速移至Z-85.N530G01X0.F0.08切断N540X52.F0.3退刀N550G00X100.Z100.刀具退回至换刀点N560M05主轴停转N570M30程序结束【实施训练】一、加工准备1．检查毛坯尺寸；2．开机、回参考点；3．装夹刀具与工件。将90°外圆车刀按要求装于刀具的T01、T02号刀位，伸出一定高度，刀尖与工件中心等高，夹紧。切槽刀安装在T03号刀位，螺纹车刀装在T04号刀位，手坯45钢棒装夹在三爪定心卡盘上，伸出约75mm，找正并夹紧。其中，螺纹车刀安装时刀头应垂直于工件轴线，刀尖与工件轴线等高，安装螺纹车刀时，可借助角度样板使刀头垂直于工件轴线（如下图）。

4．程序输入。把编写好的程序通过数控面板输入到数控机床。二、对刀操作四把刀依次采用试切法对刀。把通过对刀操作得到的零偏置分别输入到各自长度补偿中，其中螺纹车刀对刀取刀尖为刀位点，对刀步骤如下：1．X轴对刀主轴正转，移动螺纹车刀，使刀尖轻轻接触至工件外圆（可以取外圆车刀试车削的外圆表面）或车一段外圆面，Z向退刀，主轴停转，测圆外圆直径。然后进行面板操作，步骤同其他刀具。见图5-17（a）所示。2．Z向对刀主轴停止转动，使螺纹车刀刀尖与工件右端面对齐，采用目测法或借助于金属直尺对齐，然后进面板操作，步骤同其他刀具。见图5-17（b）所示。图5-17外螺纹车刀对刀示意图三、空运行操作1．空运行操作2．机床轴锁住及辅助功能锁住操作按图形显示键再按数控启动键可进行轨迹仿真，切换到X、Z视图，观察加工轨迹是否与编程走刀轨迹一致。空运行仿真加工结束后，使空运行、机床锁住功能复位，机床重新回参考点。

四、程序自动运行与尺寸控制打开程序，选择MEM自动加工方式，调好进给倍率为100%，按数控循环启动按钮进行自动加工，加工过程中通过试切和试测方法进行锥度控制。具体方法为：当程序至N160段，停车用螺纹规检验，根据检验结果，调整磨损量，然后再运行精加工程序，直至尺寸符合要求为止。五、加工结束，清理机床

车削