《数控编程与操作》课件-项目六：螺纹加工技术-内外螺纹与特殊螺纹

《数控编程与操作》圆锥螺塞零件加工工艺分析01刀具选用cuttingtool02切削路径cuttingpath03切削用量选择cuttingparametersPART.01刀具选用车削加工刀具、圆锥加工刀具、螺纹车刀一、刀具选用（一）车削加工刀具选用工序下料与端面加工切断刀用于棒料切断，采用YT15硬质合金。主偏角90°，前角12°，后角8°，刃口宽度3-8mm。端面车刀采用45°外圆端面车刀，刀具材料为YT15。刀具主偏角45°，前角10°，后角6°，刃倾角0°。一、刀具选用（二）圆锥车削刀具选用工序圆锥车削加工（粗、半精、精）75°外圆车刀用于圆锥粗车和半精车。材料为YT15，前角8°，后角7°，刃倾角-5°，刀尖圆弧半径0.8-1.2mm。90°精车刀材料选YT30或高速钢。前角12°，后角9°，刃口修光刃宽度0.2-0.3mm，刀尖圆弧半径0.4mm。一、刀具选用（三）螺纹车削刀具选用工序锥面螺纹车削加工螺纹车刀粗车选YT15硬质合金，精车选高速钢。牙型角60°（公制），前角0°（避免牙型畸变），后角5°+螺旋升角（防止刀具后刀面与螺纹干涉），刀尖宽度按螺纹小径设计。PART.02切削路径按“定位→粗加工→半精→精”分步规划二、切削路径01粗加工阶段路径装夹毛坯一端，车端面→钻中心孔（辅助定位）→粗车外圆（直径留2-3mm余量）→粗车圆锥面（G01走斜线，留1-1.5mm余量）→掉头装夹（双顶针或卡盘夹另一端）→车另一端面（保证总长度）→粗车另一端外圆及圆锥衔接部分。02半精加工阶段路径同一装夹下，半精车圆锥面（留0.3-0.5mm精加工余量）→修正外圆尺寸→检查圆锥角度。二、切削路径03精加工路径数控车床中用G01沿圆锥母线进给，保证角度误差≤±5′，每刀进给0.1-0.2mm，直至尺寸达标。04螺纹加工路径圆锥螺纹需同步保证锥度与螺距：用G32/G92螺纹指令，路径为螺旋线（结合轴向和径向进给），避免乱扣。PART.03切削用量切削三要素三、切削用量（一）切削三要素切削用量（切削速度v、进给量f、背吃刀量ap）需根据加工阶段（粗/精）、刀具材料和工件材料确定，兼顾效率与质量。工序刀具材料背吃刀量（mm）进给量（mm/r）切削速度（m/min）备注切断YT15按直径0.1-0.280-120避免进给过快导致刀具折断粗车端面YT152-50.2-0.3100-150乳化液冷却粗车圆锥面YT151.5-30.25-0.490-130径向力大，速度不宜过高半精车圆锥面YT150.5-10.15-0.25120-160减少表面粗糙度精车圆锥面YT300.1-0.30.08-0.15150-200用极压切削油粗车圆锥螺纹YT150.3-0.5等于螺距P50-80分多次切削，避免崩刃精车圆锥螺纹W18Cr4V0.05-0.1等于螺距P15-30保证牙型精度圆锥螺纹需保证每次起刀位置一致，数控加工用G92固定循环；零件材料若为不锈钢，刀具换YW1/YW2，切削速度降低30%；若为铸铁，用YG6/YG8刀具，速度提高20%。01螺纹在粗精车加工中选择刀具的依据是否一致？若不一致则存在什么区别？02车削加工圆锥面时如何保证和检测锥面锥度？03螺纹加工一般需要多少次分步进给？原因是什么？《数控编程与操作》螺纹切削指令（G76）及应用01螺纹切削复合循环指令G76ThreadcuttingcompoundcycleinstructionG7602参数意义的注释Annotationofparametermeanings03编程举例ProgrammingexamplesPART.01螺纹切削复合循环指令G76一、螺纹切削复合循环指令G76G76螺纹切削复合循环指令较G92指令简捷，可节省程序设计与计算时间，只需指定一次有关参数，则螺纹加工过程自动进行。如图7-8所示为复合螺纹切削循环的刀具加工路线。G76螺纹切削指令的格式需要同时用两条指令来定义。编程格式：G76P（m）(r)(

)Q(

dmin)R(d)；G76X(U)__Z(W)__R(i)P(k)Q(

d)F(f)。螺纹切削多次循环示例PART.02参数意义的注释二、参数意义的注释式中：m：精车重复次数，从01～99，用两位数表示，该参数为模态量；r：螺纹尾部倒角量，该值的大小可设置在0.0L～9.9L之间，系数应为0.1的整倍数，用00～99之间的两位整数来表示，其中L为导程，该参数为模态量；

：刀尖角度，可从80°、60°、55°、30°、29°、0°六个角度中选择，用两位整数来表示，该参数为模态量；m、r、

用地址P同时指定，例如，m=2，

r=1.2L，

=60°，表示为P021260；

dmin：最小车削深度，用半径编程指定，单位：微米。车削过程中每次的车削深度为（），当计算深度小于此极限值时，车削深度锁定在这个值，该参数为模态量，单位为um；二、参数意义的注释d：精车余量，用半径编程指定，单位：毫米，该参数为模态量；X(U)、Z(W)：螺纹终点绝对坐标或增量坐标；i：螺纹锥度值，螺纹部分的半径差，用半径编程指定。如果i=0则为直螺纹，可省略；k：螺纹高度，用半径编程指定，单位：微米；d：第一次车削深度，用半径编程指定，单位：微米；f：螺纹的导程。PART.03编程举例三、编程举例（一）圆柱外螺纹加工材料为45钢三、编程举例（一）圆柱外螺纹加工螺纹加工尺寸计算：实际车削时外圆柱面的直径为：

d实际=d-0.2=（30-0.2）+29.8；螺纹实际牙型高度：h=0.65X2=1.3；螺纹小径：d1=d-2h=30-2.6=27.4 。三、编程举例（一）圆柱外螺纹加工确定切削用量：精加工重复次数m=1，螺纹倒角量r=0，刀尖角=

60°，表示为p010060；最小车削深度

dmin=0.1，表示为Q100；精车余量d=0.1，表示为R0.1；螺纹终点坐标x=27.4，z=-30；螺纹部分的半径差i=0，R0可省略；螺纹高度k＝1.3，表示为p1300；第一次车削深度

d取0.5，表示为Q500；主轴转速取500转/分钟。三、编程举例（一）圆柱外螺纹加工编程：O0001；M03S500T0101；G99；M08；G00X35Z5；G76P010060Q100R0.1；G76X27.4Z-30P1300Q500F2；M09；G00X100Z200；M05；M30。三、编程举例（二）圆柱内螺纹加工材料为45钢车螺纹前孔底直径的计算方法：D孔＝D-P=30-2=28。三、编程举例（二）圆柱内螺纹加工编程：O0002；

M03S500T0101；G99；

M08；G00X26Z5；

G76P010060Q100R0.1；G76X30Z-20P1300Q500F2；

M09；G00X100Z200；

M05；M30。PART.01G74指令格式一、G74指令格式G74R（e）；G74X（U）

Z（W）

P（Δi）Q（Δk）R（Δd）F

；e—Z轴方向切削每次的退刀间隙，该值是模态值；X（U）、Z（W）—切槽终点处坐标值；Δi—X轴方向每次切削的深度（该值用不带符号的半径值表示）；Δk—Z方向每次切削深度（该值用不带符号的值表示）；Δd—每次切削完成后的X轴方向退刀量；F—切槽进给速度。该循环可实现断屑加工，如果X（U）和P（Δi）都被忽略，则是进行中心孔加工。一、G74指令格式按照G74端面深孔加工循环程序指令，进行如图所示的加工动作，A点为G74循环起始点，（X_，Z_）为G74循环终点坐标，A点至B点的距离为X方向总的切削量，A点至C点的距离为Z方向总的切深量。在此循环中，可以处理外形切削的断屑，另外，如果省略地址X（U）、P，只是Z轴动作，则为深孔钻循环。PART.02走刀路线分析二、走刀路线分析刀具端面切槽时，以Δk的切深量进行轴向切削，然后回退e的距离，方便断屑，再以Δk的切深量进行轴向切削，再回退e距离，如此往复，直至到达指定的槽深度；刀具逆槽宽加工方向移动一个退刀距离Δd，并沿轴向回到初始加工的Z向坐标位置，然后沿槽宽加工方向刀具移动一个距离Δi，进行第二次槽深方向加工，如此往复，直至达到槽终点坐标。注：1、G74的切削起点和切削终点相同；2、G74的径向进刀和轴向进刀方向由切削终点X(U)、Z(W)与切削起点的相对位置决定；3、此指令用于在工件断面加工环形槽或中心深孔。轴向断续切削起到断屑、及时排屑地作用。二、走刀路线分析注意事项（1）P、Q值以um为单位，1000um为1mm。（2）R（e）在钻头时才用退刀量（断屑、冷却），切削内孔时，尽量不要用退刀量，如要使用，应尽量小些。（3）R（△d）在钻头时无位置退刀，切削内孔时应有褪刀两（刀具应离开切削面退回）。（4）P在钻头时X方向是无进刀量的，在切削内孔时，P为每刀的进刀量。（5）Q杂钻孔时为了断屑、冷却工件，每钻一个Q值，退一个R（e）值，再钻一个Q值，但如切削内孔时，刀不能在中途退刀，应直接切削到Z值位置。如要断屑，每进一个Q值后，R（e）退刀量应尽量小些，最好为0.02～0.05mm。二、走刀路线分析注意事项（6）一个G74只能加工一个位置，如有台阶则一个台阶定一个位，用一个G74加工。（7）G74是从定位开始加工的，定位时不要小于准备加工的内孔尺寸，应在准备的内孔尺寸加第一刀的尺寸位置定位。（8）加工原点定位时要注意钻头、刀具的长度，做到安全操作。（9）如果程序段中X(U)、I、D为0，则为深孔钻加工。二、走刀路线分析4.刀具起点如图7-12的走刀路线示意图所示（1）钻孔：X轴方向为0，Z轴方向比准备钻孔的长度长一些。（2）车孔：X方向比准备加工的孔径大些，Z方向比准备加工的孔的长度长一些。5.刀具加工完毕停留位置回到刀具起刀点位置。6.刀具选择根据孔直径的大小和长度来选择钻头、刀具。二、走刀路线分析7.钻孔、镗孔的方法（1）钻头、镗孔刀的安装及对刀的方法钻头、镗孔刀的安装。同其他车刀一样装在刀架上。（2）钻孔的方法见图7－12钻孔时走刀方向、路线示意图。钻头从加工原点快速移动到G00定位点，以切削速度切削一个Q值后，退一个R（e）值，再进一个Q值，退一个R（e）值，如此反复，一直切削到X、Z尺寸，再快速G00位置。（3）车孔的方法见图7－12车孔时走刀位方向、路线示意图。二、走刀路线分析刀具从加工原点快速移动到G00定位点。向Z方向切削一个Q值，退一个R（e）值，再切削一个Q值，退一个R（e）值，一直循环切削到Z的尺寸。退一个R（△d）值，再返回到G00定位点的Z位置。进一个P值（X方向），再以切削速度切削一个Q值，重复步骤①和②，直到切削到终点坐标X、Z尺寸。快速返回到G00起点位置。注：钻孔时，也可以把钻头在尾座，同普通车床一样用手动方式钻削。二、走刀路线分析（4）对刀的方法：①对钻头的方法。钻头轻碰一下端面，在刀补000版面，把光标移动到与刀号相同的号数，输入Z为0；把钻头外径轻轻碰一下外圆，在相同的刀号下，输入X（碰到的外圆直径＋钻头的直径），例如，钻头碰到的直径是50mm，输入X65即可。②对镗孔刀的方法（同其他刀对刀相同）。镗孔刀轻碰一下端面，在刀补000版面，把光标移动到与刀号相同的号数，输入Z为0；用镗孔刀轻车一刀内孔，Z方向推出，测量内孔的尺寸。例如15.3，在相同的刀号下，输入X15.3即可。PART.03实例三、实例G74R(e)；G74Z(W)Q(△k)F~

；式中：e—退刀量；Z(W)—钻削深度；∆k—每次钻削长度（不加符号）。O0001；N10G54T0101；N20M03S600；N30G00X0Z1.；N40G74R5.；N50G74Z-80.Q20.F0.1；N60G00X100.Z50.；N70M30；例：编写进行图示零件切断加工的程序其中：e=5，∆k=20，F=0.1。《数控编程与操作》内螺纹加工工艺知识01工艺知识02内螺纹G92例题PART.01工艺知识一、工艺知识（一）内螺纹的加工方法攻丝车床加工预先打孔一、工艺知识（二）车螺纹前孔径、螺纹的实际底径的确定车螺纹前孔径的确定在车内螺纹前，一般应先钻孔或扩孔。由于切削时的挤压作用，内孔直径会缩小，所以车螺纹前孔径应略大于螺纹小径的基本尺寸，一般可按下式计算：一、工艺知识（二）车螺纹前孔径、螺纹的实际底径的确定车螺纹前孔径的确定车削塑性材料：D孔实=D-P车削脆性材料：D孔实=D-1.05P式中：D——螺纹大径，mmP——螺纹导程，mm一、工艺知识（二）车螺纹前孔径、螺纹的实际底径的确定螺纹实际底径的确定螺纹实际底径：D底实=D公称一、工艺知识（三）螺纹加工切削用量的确定背吃刀量因为螺纹牙型较深，不能一次切削完成，所以在螺纹加工过程中，可分数次进给，每次进给的背吃刀量用螺纹深度减去精加工背吃刀量所得的差按递减规律分配。常用螺纹加工切削次数与背吃刀量数值如表所示。一、工艺知识（三）螺纹加工切削用量的确定公制螺纹螺距1.01.52.02.53.03.54.0牙深0.6490.9741.2991.6241.9492.2732.598切削次数及对应背吃刀量（㎜）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0.2一、工艺知识（四）升速进刀段δ1和降速退刀段δ2为了能在伺服电机正常运转的情况下切削螺纹，螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段δ1和降速退刀段δ2，即在Z轴方向有足够的切入、切出的空刀量。切入与切出的空刀量通常可取：δ1≥2P；δ2≥0.5P。一般升速进刀段δ1可取2~5mm和降速退刀段δ2可取1~3mm。一、工艺知识（五）螺纹切削单一固定循环指令编程（G92）车削加工圆柱螺纹时，指令格式为：

G92X（U）

Z（W）

F

；X（U）、Z（W）—为螺纹终点坐标；F—为螺纹导程，单位㎜。一、工艺知识（五）螺纹切削单一固定循环指令编程（G92）车削加工圆柱螺纹时，指令格式为：

G92X（U）

Z（W）

F

；判断下列程序哪个切外螺纹？哪个切内螺纹？一、工艺知识（五）螺纹切削单一固定循环指令编程（G92）G92X23.05Z-23F1.5;X22.45;X22.05;G92X47.3Z-17F1.5;X47.9;X48;外螺纹内螺纹大小AB小大PART.02内螺纹G92例题二、内螺纹G92例题D孔实=D-PD底实=D公称空刀量δ1、δ2螺纹车刀定位螺纹每次走刀背吃刀量及对应工件直径G92车螺纹退刀例题1：编写如图所示工件的内螺纹加工程序普通螺纹48×1.5步骤二、内螺纹G92例题D孔实=D-PD底实=D公称空刀量δ1、δ2螺纹车刀定位螺纹每次走刀背吃刀量及对应工件直径例题1：编写如图所示工件的内螺纹加工程序普通螺纹48×1.5步骤=48-1.5=46.5=48δ1=3mm、δ2=2mmX45.Z3.二、内螺纹G92例题例题1：编写如图所示工件的内螺纹加工程序普通螺纹48×1.5步骤螺纹每次走刀背吃刀量及对应工件直径走刀次数背吃刀量（㎜）对应工件直径（㎜）10.847.320.647.930.148二、内螺纹G92例题例题1：编写如图所示工件的内螺纹加工程序普通螺纹48×1.5步骤G92车螺纹退刀M03T0404S500;G00X45.Z3.;G92X47.3Z-17F1.5;X47.9;X48;G00X45.;Z100.;X100.M30;二、内