《数控编程与操作》课件-项目三：简单轴类零件加工-基础编程指令

《数控编程与操作》简单轴加工工艺知识课程思政：生态意识在工艺设计中的体现绿色设计理念，在工艺设计中，将“绿水青山就是金山银山”的生态理念贯穿始终。从原材料选择到加工工艺优化，充分考虑环境影响，选择环保型材料和工艺，减少对环境的负面影响。01环保与经济效益的平衡，绿色制造在降低环境成本的同时，也能带来经济效益。例如，采用环保型加工工艺可以减少废水处理费用和材料浪费，降低生产成本，提高企业的竞争力。02学习任务

已知材料为45钢，毛坯尺寸为φ45×100。要求分析零件的加工工艺，编写零件的数控加工程序，通过仿真调试优化程序，最后进行零件的加工检验。图2.1.1阶梯轴类零件简单轴加工工艺知识（一）轴类零件的装夹要求车削加工前，必须将零件放在机床夹具中定位和夹紧，使零件在整个切削过程中始终保持正确的位置。根据轴类零件的形状、大小、精度、数量的不同，可采用不同的装夹方法。01在三爪自定心卡盘上装夹三爪自定心卡盘（如图2.1.2所示）的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，装夹一般不需找正，故装夹零件方便、省时，但夹紧力较小，常用于装夹外形规则的中、小型零件。图2.1.2三爪自定心卡盘简单轴加工工艺知识02在四爪单动卡盘上装夹四爪单动卡盘（如图2.1.3所示）的卡爪是各自独立运动的，因此在装夹零件时必须找正后才可车削，但找正比较费时。其夹紧力较大，常用于装夹大型或形状不规则的零件。图2.1.3四爪单动卡盘简单轴加工工艺知识03用双顶尖装夹对于较长的或工序较多的零件，为保证多次装夹的精度，采用双顶尖装夹的方法。用双顶尖装夹零件方便，无需找正，重复定位精度高，但装夹前需保证零件总长并在两端钻出中心孔。图2.1.3四爪单动卡盘简单轴加工工艺知识用双顶尖装夹零件精度高，但刚性较差，故在车削一般轴类零件时采用一端用卡盘夹住，另—端用顶尖顶住的装夹方法。为防止切削时产生轴向位移，可用限位支承或台阶限位。其中台阶限位安全，刚性好，能承受较大切削力，故应用广泛。图2.1.5一夹一顶装夹零件04用一夹一顶装夹简单轴加工工艺知识05工件装夹的原则用三爪自定心卡盘装夹工件时，若工件直径<=30mm，其悬伸长度应不大于直径5倍，若工件直径>30mm，其悬伸长度应不大于直径的3倍。01当工件长度较长或很长，为增加工件的刚性，防止在车削过程中产生振动、崩刀等，需采用一夹一顶。02当加工轴类零件时，各个表面的同轴度要求很高。可采用双顶尖装夹。03加工一些特殊的零件，如薄壁套，要使用辅助夹具。车内孔时使用开口套筒，以减少工件的变形。车外圆时使用小锥度心轴，以内孔定位。04简单轴加工工艺知识（二）加工顺序的确定01先粗后精原则所谓先粗后精，就是按照粗车→半精车→精车的顺序，逐步提高加工精度。粗车可在较短时间内将工件表面上的大部分加工余量切掉。一方面提高加工效率，另一方面使精车的加工余量均匀。如粗车后所留余量的均匀性满足不了精车加工的要求，则应安排半精车。为保证加工精度，精车时要按照图样尺寸一刀车出零件轮廓。

简单轴加工工艺知识（二）加工顺序的确定02先近后远原则这里所指的远与近，是按加工部位相对于对刀点的距离而言的。离对刀点远的部位后加工，可以缩短刀具的移动距离，减少空行程时间。对于车削而言，先近后远还有利于保持零件的刚性，改善切削条件。简单轴加工工艺知识（三）走刀路线的确定01最短空行程路线精加工的走刀路线基本上是沿其零件轮廓顺序进行的。因此重点在于确定粗加工及空行程的走刀路线。a）起刀点与对刀点重合时b）起刀点与对刀点分离时图2.1.6最短行程路线示意图简单轴加工工艺知识（三）走刀路线的确定图2.1.6（a）所示为采用矩形循环方式进行粗车的情况，其对刀点A设置在较远的位置，是考虑到加工过程中需方便换刀，同时，将起刀点与对刀点重合在一起。按三刀粗车的走刀路线安排：第1刀为：A→B→C→D→A；第2刀为：A→E→F→G→A；第3刀为：A→H→I→J→A。a）起刀点与对刀点重合时简单轴加工工艺知识（三）走刀路线的确定图2.1.6（b）所示则是将起刀点与对刀点分离，并设于B点位置，仍按相同的切削有量进行三刀粗车。第1刀为B→C→D→E→B；第2刀为B→F→G→H→B；第3刀为B→I→J→K→B；起刀点B到对刀点A的空行程B→A。显然，图2.1.6（b）所示的走刀路线短。b）起刀点与对刀点分离时其走刀路线安排：对刀点A到起刀点B的空行程为A→B；简单轴加工工艺知识02大余量毛坯的切削路线a）阶梯车削法b）顺毛坯轮廓车削法图2.1.7大余量毛坯的切削路线简单轴加工工艺知识02大余量毛坯的切削路线图2.1.7（a）所示为车削大余量工件走刀路线。在同样的背吃刀量情况下，按图2.1.7（a）所示的1—5顺序切削，使每次所留余量相等。按照数控车床加工的特点，还可以放弃常用的阶梯车削法，改用顺毛坯轮廓进给的走刀路线，如图2.1.7（b）所示。《数控编程与操作》G00、G01基本指令及应用（一）快速点定位指令（G00）是指刀具以机床规定的快速移动速度从所在位置移动到目标点位置。主要作用是减少机床的空行程时间，提高加工效率。简单轴加工G00、G01基本指令及应用（一）快速点定位指令（G00）指令格式G00XZ_；绝对坐标编程G00UW_；相对坐标编程参数含义X、Z为目标位置的绝对坐标值U、W为目标点相对前一点的坐标值简单轴加工G00、G01基本指令及应用（一）快速点定位指令（G00）指令使用说明G00指令刀具移动速度由机床定，无需在程序段中指定；G00指令为模态有效代码，一经使用持续有效，直到同组代码（G01、G02…）取代为止；G00指令移动速度快，只能使用在空行程或退刀场合，以缩短时间，提高效率；G00指令目标点不能设置在工件表面，应距离工件表面有2～5mm安全距离，且在移动过程中不能碰到机床、夹具等，如图2-8所示。简单轴加工G00、G01基本指令及应用图2-8刀具快速移动时安全距离刀具快速移动到坐标为：A（30，5）。程序G00X30.0Z5.0；简单轴加工G00、G01基本指令及应用（二）直线插补指令（G01）指刀具以编程指定的进给速度移动沿直线轨迹移动到目标点，同时进行切削加工。主要作用：可加工任意斜率的直线。简单轴加工G00、G01基本指令及应用（二）直线插补指令（G01）指令格式G01X

Z_F_；绝对坐标编程；G01U

W_F_；相对坐标编程；参数含义X、Z为目标位置的绝对坐标值；U、W为目标点相对前一点的坐标值；F为直线插补进给速度；如刀具以0.2mm/r移动速度直线插补到点坐标为（20，－5）位置；程序为：G01X20.0Z-5.0F0.2。简单轴加工G00、G01基本指令及应用（二）直线插补指令（G01）指令使用说明G01指令用于零件切削加工，加工中必须指定刀具进给速度，且一段程序中只能指定一个进给速度；G01指令移动速度较慢，空行程或退刀过程中用此指令则走刀时间长，效率低；G01和F都是模态代码，如果后续的程序段不改变加工的线型和进给速度，可以不再书写这些代码。G01可由G00、G02、G03或G32功能注销。直线插补可实现纵切外圆、横切端面、斜切锥面等形式的直线插补运动。简单轴加工G00、G01基本指令及应用（三）进给速度单位设定指令指令代码法那科系统含义使用说明每转进给量，单位mm/r常用于数控车床，模态有效代码，且机床开机有效。G99每分钟进给量，单位mm/min常用于数控铣床和加工中心，模态有效指令。G98简单轴加工G00、G01基本指令及应用法那科系统进给速度单位指令示例程序程序段号法那科系统指令说明G99F0.3；进给速度为0.3mm/r；N40G1X40Z10F0.1；进给速度为0.1mm/r；N50M3S500；主轴转速500r/min；N30…；…；N20G98F150；进给速度为150mm/min；N10简单轴加工G00、G01基本指令及应用法那科系统米制/英制转换指令代码、含义及使用说明1．在程序开头，坐标系设定之前指定；2．米/英制转换后，F代码指定的进给速度、坐标指令、工件原点偏置、刀具偏置、增量进给移动量、手摇脉冲发生器每一刻度的值等单位制将随之发生变化；3．接通电源时，米/英制转换的G代码保持通电前的状态。G21G20（四）公制/英制尺寸转换指令含义使用说明指令代码法那科系统英制输入米制输入简单轴加工G00、G01基本指令及应用（五）直径编程数控车床加工的是回转体零件，一般都以直径方式编程，即以工件直径值表示X坐标值；法那科系统通过更改数控系统内部1006号参数设定半径或直径方式。简单轴加工G00、G01基本指令及应用（六）基点零件各几何要素之间的连接点称为基点，如两条直线的交点、直线与圆弧的切点等，往往作为直线插补、圆弧插补的目标点，是编写数控程序的重要依据。编程时工件坐标系建立以后，首先应计算出零件轮廓上各基点坐标。简单轴加工G00、G01基本指令及应用（七）零件加工程序编制方法01建立工件坐标系。根据工件坐标系建立原则建立恰当的工件坐标系（编程坐标系），便于编程。02拟定加工工艺并计算轮廓基点坐标及工艺点坐标，作为快速点定位或直线（圆弧）插补目标点。03给程序命名。法那科系统以大写字母O开头，后跟四位数字，如“O2245”。简单轴加工G00、G01基本指令及应用简单轴加工G00、G01基本指令及应用（七）零件加工程序编制方法编写数控加工程序。编写程序时首先给出机床做好准备工作的动作指令，如主轴正转指令（M03）、转速指令（S）、所用刀具指令（T），切削液开指令（M08）等，以及设置数控系统初始状态指令，如公制数据输入指令G21（或G71）、每转进给量指令G99（或G95）等。然后，根据零件加工工艺路线，依次编写刀具移动过程的程序指令。最后，写入程序结束指令M02或M30。《数控编程与操作》外圆切削循环G90断面切削循环G94课程思政：严谨细致、一丝不苟程序无小事：一个参数错误可能引发撞刀、工件报废甚至设备损坏，在编写程序时，要确保程序结构完整，避免遗漏关键指令。要养成“严谨细致、一丝不苟”的工作态度。如晋能控股集团数控编程组对程序的严格校对，淮海工业集团续凡发现问题、梳理逻辑、修改指令、校准检测系统，并调整刀具补偿参数，展现了数控人对程序严谨性的执着追求。课程导入前面所介绍的G指令，如G00、G01等，都是基本切削指令，即一个指令使刀具只产生一个动作。数控加工中，某些加工动作已经典型化，例如车削外圆的动作是进刀→切削→退刀→返回，象这样一系列典型的加工动作已经预先编好程序，存储在内存中，可用称为固定循环的一个G代码程序段调用，从而简化编程工作。我们已经能够利用这些指令编程对零件轮廓进行精加工，那么零件的粗加工该怎样实施呢？外圆切削循环G90断面切削循环G94（一）G90指令G90指令为外圆及内孔车削循环，加工一个轮廓表面需要四个动作：①快速进刀（相当于G00指令）；②切削进给（G01）；③退刀（G01）；④快速返回（G00）。单一形状固定循环指令用一个程序段完成上述①－④的加工操作。外圆切削循环G90断面切削循环G9401指令格式：圆柱面切削循环：G90X（U）_Z（W）_F_；圆锥面切削循环：G90X（U）_Z（W）_R_F_；02各项含义：X（U）、Z（W）：循环切削终点C（位于起始点对角）处的坐标，U和W后面数值的符号取决于轨迹AB和BC的方向。R：表示锥度量，即圆锥大、小端直径差的1/2。R值有正负之分，若外锥起始端直径小于终端直径，R取负值；外锥起始端直径大于终端直径，R取正值。内锥则相反。F：循环切削过程中的进给速度，该值为模态值。外圆切削循环G90断面切削循环G9403运动轨迹及工艺说明：外圆柱面切削循环刀具从程序起点A开始以G00方式径向移动至指令中的X坐标处（图中B点），再以G01的方式沿轴向切削进给至终点坐标处（图中C点），然后退至循环开始的X坐标处（图中D点），最后以G00方式返回循环起始点A处，准备下个动作。圆锥面切削循环外圆切削循环G90断面切削循环G9403运动轨迹及工艺说明：该指令与简单的编程指令（如G00，G01等）相比，将AB、BC、CD、DA四条直线指令组合成一条指令进行编程，从而达到了简化编程的目的。对于数控车床的所有循环指令，要特别注意正确选择程序循环起始点的位置，因为该点既是程序循环的起点，又是程序循环的终点。循环起始点，一般宜选择在离开工件或毛坯1~2mm的地方。循环的起点和循环的终点是同一个点！！！外圆切削循环G90断面切削循环G9404应用用于外圆柱面和圆锥面或内孔面和内锥面毛坯余量较大的零件粗车。内圆切削循环内锥面切削循环外圆切削循环G90断面切削循环G94【例2-3】试用圆柱面切削循环G90指令编写图示工件的加工程序，毛坯为Φ50的棒料，只加工Φ30外圆至要求尺寸。05编程示例1外圆切削循环G90断面切削循环G94O7775；T0101M08；转1号刀并调用1号刀补,切削液开；M03S600；G99G00X52.0Z2.0；循环起点；G90X46.0Z-29.8F0.2；粗车，端面留0.2mm加工余量；X42.0；固定循环模态调用，以下同；X38.0；X34.0；X30.5；精加工余量为0.5mm；X30.0Z-30.0F0.1；精加工，进给速度0.1r/min；G00X99.0Z99.0；M05；主轴停转；M30；程序结束，并返回程序开头。加工程序外圆切削循环G90断面切削循环G94（二）端面切削循环G9401运动轨迹及工艺说明刀具从程序起点A开始以G00方式快速到达指令中的Z坐标处（图中B点），再以G01的方式切削进给至终点坐标处（图中C点），并退至循环起始的Z坐标处（图中D点），再以G00方式返回循环起始点A，准备下个动作。执行该指令的工艺过程与G90工艺过程相似，不同之处在于切削进给速度及背吃刀量应略小，以减小切削过程中的刀具振动。02应用:用于大切削余量端面的切削。外圆切削循环G90断面切削循环G94（二）端面切削循环G9403编程示例【例2-5】试用平端面切削循环G94指令编写图示工件的加工程序，毛坯为Φ50的棒料，只加工Φ20外圆至要求尺寸。外圆切削循环G90断面切削循环G9403编程示例【例2-5】试用平端面切削循环G94指令编写图示工件的加工程序，毛坯为Φ50的棒料，只加工Φ20外圆至要求尺寸。O0007；T0101；M03S600；G99G00X52.0Z2.0；固定循环起点；G94X20.2Z-2.0F0.2；调用固定循环加工平端面；Z-4.0；固定循环模态调用，以下同；Z-6.0Z-7.5；精加工余量为0.2mm；X20.0Z-8.0F0.1；G00X100.0Z100.0；M30；外圆切削循环G90断面切削循环G94（三）、使用单一固定循环（G90、G94）时应注意的事项如何使用固定循环G90、G94，应根据坯件的形状和工件的加工轮廓进行适当的选择。由于X/U、Z/W和R的数值在固定循环期间是模态的，所以如果没有重新指定X/U、Z/W和R，则原来指定的数据有效。如果在单段运行方式下执行循环，则每一循环分4段进行，执行过程中必须按4次循环启动按钮。《数控编程与操作》多槽轴加工工艺知识课程思政：严谨细致的重要性严谨细致的工作态度是保障加工质量的关键。严谨细致的工作态度也是保障生产安全的重要因素。严谨细致的工作态度可以提高工作效率。多槽轴加工工艺知识如图所示的多槽轴，已知材料为45钢，毛坯尺寸为φ40×88。要求分析零件的加工工艺，编写加工槽的数控加工程序，最后进行零件的加工检验。多槽轴加工工艺知识切槽刀种类结构形式加工特点整体式由高速钢刀条刃磨而成，切削速度较低，效率较低，易折断，常用于有色金属、塑料等材料加工，也可用于钢、铸铁加工。为防止折断，可用弹性刀夹夹持。焊接式由硬质合金刀片焊接在刀杆上制成，价格较低，但磨损后需重磨，效率低。可转位专门企业生产，将可转位刀片装夹在刀杆上构成，一个刀刃磨损后只需将刀片松开转一个位置，再夹紧即可继续投入切削，效率高，故数控机床一般都选用可转位式切槽刀进行加工。（一）外切槽刀及选用多槽轴加工工艺知识刀头长度与槽的深度有关：其中：L为刀头长度，h为切入深度，刀头宽度计算公式：其中：a为刀头宽度，d为待加工表面直径；加工槽宽小于5mm槽，刀头宽度取槽宽尺寸。L=h+（2～3）mma=（0.5～0.6）d多槽轴加工工艺知识在安装时，刀具不宜伸出过长，同时刀具的中心线必须装得与工件中心垂直以保证两个副偏角对称。切断实心工件时，刀具主切削刃必须装得与工件中心等高，否则不能车到中心，容易崩刃，甚至折断车刀。切断时留Φ8mm左右余量，用力掰断工件，避免直接车断后工件飞出伤人。（二）车槽刀和切断刀的使用注意事项图2-22窄槽进退刀方式多槽轴加工工艺知识（三）切外槽进刀方式01窄直槽进退刀方式图2-23宽槽进给方式多槽轴加工工艺知识02宽直槽进刀方式（a）宽槽粗车进刀方式（b）宽槽精车进刀方式图2-24V（梯）形槽进刀方式多槽轴加工工艺知识03V（梯）形槽进刀方式（a）V形槽刀1次直进方式（b）直槽刀分3次进刀切削方式多槽轴加工工艺知识（四）切槽切削用量背吃刀量。窄槽，切槽刀刀头宽度等于槽宽，背吃刀量为刀头宽度；切宽槽时，用小于5mm切槽刀。槽侧及槽底精车余量取0.1～0.3mm。进给量。粗车进给量为0.08～0.1mm/r，精车进给量为0.05～0.08mm/r。

切削速度。高速钢切槽刀及焊接式切槽刀切削速度为200～300r/min，可转位切槽刀转速为300～400r/min。多槽轴加工工艺知识（五）测量槽尺寸的量具外槽的尺寸主要有槽的宽度和槽底直径（或槽深）。槽宽根据精度高低可选用钢尺、游标卡尺、样板、内测千分尺等量具。槽底直径选用游标卡尺、外径千分尺或样板等量具。《数控编程与操作》子程序定义及应用前面所介绍的数控程序都是一个模式，由OXXX开头，M30结束。实际上，计算机编程有一个很重要的概念就是模块化，将复杂的任务分解为一个个小的模块，每一个模块编写出独立的程序，称为子程序。最后将工作汇总，这样主程序主要用来调用子程序，会非常简洁，而子程序实现一个个具体的目标。数控编程中，对某些特殊的表面也沿用了这一概念。01子程序02用子程序加工皮带轮梯形槽PART.01子程序一、子程序（一）子程序的定义机床的加工程序可以分为主程序和子程序两种。主程序是一个完整的零件加工程序，或是零件加工程序的主体部分。它与被加工零件或加工要求一一对应，不同的零件或不同的加工要求都有惟一的主程序。在编制加工程序中，有时会遇到一组程序段在一个程序中多次出现，或者在几个程序中都要使用它。这个典型的加工程序可以做成固定程序，并单独加以命名，这组程序段就称为子程序。一、子程序（一）子程序的定义机床的加工程序可以分为主程序和子程序两种。主程序是一个完整的零件加工程序，或是零件加工程序的主体部分。它与被加工零件或加工要求一一对应，不同的零件或不同的加工要求都有惟一的主程序。子程序一般都不可以作为独立的加工程序使用，它只能通过主程序进行调用，实现加工中的局部动作。子程序执行结束后，能自动返回到调用它的主程序中。一、子程序（二）子程序的嵌套为了进一步简化加工程序，可以允许其子程序再调用另一个子程序，这一功能称为子程序的嵌套。当主程序调用子程序时，该子程序被认为是一级子程序，FANUC0i系统中的子程序允许4级嵌套（见右图）。O0001．．．M98P100．．．M30O100．．．M98P200．．．M99O200．．．M98P300．．．M99一、子程序（三）子程序的格式——M98、M99主程序O0001…M98P_L_；M98调用子程序，位于主程序中…M30FANUC系统主程序和子程序是两个文件。一、子程序（三）子程序的格式——M98、M99子程序O0002；子程序名，作为调用入口地址

…M99；M99在子程序结尾处，表示子程序结束并返回主程序FANUC系统主程序和子程序是两个文件。一、子程序（四）子程序的调用对比格式二：M98P________含义地址P后面的8位数字中，前4位表示调用次数，后4位表示子程序号举例M98P50100作用表示调用O100子程序5次说明调用次数前的0可省，子程序号前的0不可省用途用于FANUC系统一、子程序（五）子程序的执行过程主程序O0001…M98P_L_；M98调用子程序，位于主程序中…M30子程序O0002；子程序名，作为调用入口地址

…M99；M99在子程序结尾处，表示子程序结束并返回主程序一、子程序（六）注意事项（1）在编写子程序的过程中，有时必须采用增量坐标方式进行编程。

O1（主程序）

O2（子程序）

T0101

G42…

…

…

M98P2

…

…

G40…

M30

M99（2）在刀尖圆弧半径补偿模式中的程序不能被子程序分隔，通常刀尖圆弧半径补偿指令放在子程序中，正确书写格式如下：PART.02用子程序加工皮带轮梯形槽二、用子程序加工皮带轮梯形槽【例3】图示V型带传动轮，毛坯选用牌号为HT250的灰口铸铁，毛坯尺寸为Φ70×43mm，切槽刀宽3mm，试用子程序编程加工皮带轮的梯形槽。工艺分析：铸造毛坯；人工时效；车削各型面；（1）夹毛坯，外伸20mm，平端面车工艺台；（2）夹工艺台，轴肩定位，平端面定总长，钻孔Φ20mm，粗精车内孔及倒角至尺寸；（3）心轴胎装夹，粗精车外圆、倒角及V形槽至寸。梯形槽的加工是数控大赛中常见的一类题目二、用子程序加工皮带轮梯形槽工步（3）心轴胎装夹加工程序如下：O0001;T0101;M03S666;G00G99X99.0Z99.0;X70.0Z3.0;G90X68.5Z-42.0F0.3;车外圆X66.5;X66.0F0.1;

精车外圆G00X99.0Z99.0;T0202;换切槽刀，刀宽3mmG00G99X99.0Z99.0M03S400;Z-8.0;X70.0;M98P30002;调用3次O0002号子程序G00X99.0;Z99.0;M30;二、用子程序加工皮带轮梯形槽O0002;

切槽刀刀位点在皮带槽的对称线上G00W-1.5;切槽刀宽3mm，槽底宽度10-2×9·tg17°=10-2×2.75=4.5G01X48.0F0.1;槽底两边各留0.75mm的余量，槽口单边余量是2.75+0.75G00X70.0;W-3.32;10/2-3/2-0.18=3.32，皮带槽左侧留余量0.18mmG01X66.0;X48.0W2.75;半精车槽左侧G00X70.0;W-2.93;-2.75+(-0.18)=-2.93G01X66.0;X48.0W2.75;精车槽左侧面二、用子程序加工皮带轮梯形槽G00X70.0;W4.07;10-2.75-3-0.18=4.07，使切槽刀右刀尖刚好留余量0.18mmG01X66.0;X48.0W-2.75;半精车槽右侧，留精加工余量0.18mmG00X70.0;W2.93;G01X66.0;X48.0W-2.75;精车槽右侧面G00X70.0;W-0.75;使切槽刀刀位点回到皮带槽对称线上W-12.0;切槽刀平移至下一个槽的对称线处M99;子程序结束并返回到主程序《数控编程与操作》螺纹轴加工工艺知识课程思政：培育工匠精神数控加工的核心要求是“高精度、高效率、高一致性”，一丝一毫的误差可能导致产品报废（如模具加工中0.01mm的偏差会导致零件无法装配），这与“工匠精神”中“精益求精、专注执着”的内涵高度契合。如中国航天科技集团高凤林（发动机焊接精度达0.01mm）、沈鼓集团徐强（转子加工精度控制在0.005mm内）。明确任务已知材料为45钢，毛坯尺寸为φ32×60。要求分析零件的加工工艺，编写零件的数控加工程序，并通过仿真调试优化程序，最后进行零件的加工检验。15一、工艺知识（一）螺纹的种类01按照用途分类螺纹按用途不同可分为：联接螺纹传动螺纹一、工艺知识（一）螺纹的种类02按照牙型分类按牙型不同分为：三角形螺纹圆形螺纹矩形螺纹梯形螺纹锯齿形螺纹一、工艺知识（一）螺纹的种类03按照螺旋线旋向分类按螺旋线方向不同分为：右旋螺纹左旋螺纹a）右旋单线b）右旋双线c）右旋三线一、工艺知识（一）螺纹的种类04按照螺旋线数分类按螺旋线数多少分为：单线螺纹多线螺纹一、工艺知识（一）螺纹的种类05按照母体形状分类按母体形状不同分为：圆柱螺纹圆锥螺纹一、工艺知识（一）螺纹的种类06按照位置分类按照位置分类分为：外螺纹内螺纹一、工艺知识（二）螺纹的标注普通螺纹的标注格式普通螺纹的牙型代号为“M”，其直径、螺距可查表得知一、工艺知识（二）螺纹的标注普通螺纹的标注格式普通螺纹的牙型代号为“M”，其公称直径（大径）、螺距可查表得知；

粗牙螺纹可以不标注螺距；右旋螺纹省略旋向标注，左旋时则标注LH；内螺纹的基本偏差（大写）为G、H两种；一、工艺知识（二）螺纹的标注普通螺纹的标注格式外螺纹的基本偏差（小写）为e、f、g、h四种；内螺纹中径和顶径的公差等级有4、5、6、7、8五种；外螺纹顶径公差等级有4、6、8三种；中径的公差等级有3、4、5、6、7、8、9七种。螺纹的旋合长度有短（S）中（N）长（L）三种，一般多采用中等，不标旋合长度。一、工艺知识（二）螺纹的标注例1M20×2LH-5g6g-s普通螺纹公称直径为20螺距P2（细牙）短旋合长度顶径公差带代号左旋中径公差带代号一、工艺知识（二）螺纹的标注例2普通细牙螺纹，公称直径为12，螺距1.5，左旋，中径和顶径公差带代号分别为5g6g，长旋合。M12×1.5LH-5g6g-L例3普通粗牙螺纹，公称直径为10，螺距1.5，左旋，中径和顶径公差带代号都为6g，短旋合。M10LH-6g-S一、工艺知识（三）螺纹的主要参数大径d、D小径d1、D1中径d2、D2螺距P螺距是相邻两螺牙在中径线上对应两点间的轴向距离，是螺纹的基本参数。一、工艺知识（三）螺纹的主要参数线数螺纹的螺旋线根数。导程L在单头螺纹中，螺距和导程是一致的，在多头螺纹中，导程等于螺距和线数的乘积。一、工艺知识（三）螺纹的主要参数原始三角形高度H削平高度外螺纹牙顶和内螺纹牙底均在H/8处削平；外螺纹牙底和内螺纹牙顶均在H/4处削平。

实际加工时，由于螺纹车刀刀尖半径的影响，螺纹的实际切深有变化。根据GB197-81规定：螺纹车刀可在牙底最小切平高度H/8处削平和倒圆。螺纹实际牙型高度可按下式计算：h1实

=H-2(H/8)=0.65p一、工艺知识（三）螺纹的主要参数螺纹实际小径的确定车塑性材料螺纹，在车刀的挤压作用下，会使外径胀大，故车螺纹前，圆柱面直径应比螺纹公称直径小0.1～0.2mm，一般取d外实＝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h1实＝0.65p；螺纹实际小径：d1实＝d-2h1实＝d-1.3p。一、工艺知识（四）螺纹的加工方法a.直进法b.左右切削法c.斜进法车削螺纹低速车削普通螺纹直进法车削时只朝X方向进给，在几次行程后，把螺纹加工到所需尺寸和表面粗糙度。左右切削法车螺纹时，除了朝X方向进行切削外，同时还进行了Z方向左右的微量进给，经过几次切削后，把螺纹加工到尺寸。一、工艺知识（四）螺纹的加工方法a.直进法b.左右切削法c.斜进法车削螺纹低速车削普通螺纹斜进法当螺距较大螺纹槽较深，切削余量较大时，粗车为了加工方便，除了朝X方向进行切削外，同时还进行了Z方向一个方向的微量进给，经过几次切削后，把螺纹加工到尺寸。一、工艺知识（四）螺纹的加工方法a.直进法b.左右切削法c.斜进法车削螺纹高速车削普通外螺纹高速车削螺纹时，只能采用直进法对螺纹进行加工，否则会影响螺纹精度。一、工艺知识（五）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（五）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《数控编程与操作》普通外螺纹车削参数计算一、螺纹车刀刀具参数螺纹车刀的刀具参数有前角γo、后角αo、主偏角、副偏角、刀尖角εr、刃倾角λs、刀尖半径等，具体角度的定义方法请参阅有关切削手册。硬质合金在切削碳素钢时的角度参数可参考图示。在确定角度参数值的过程中，应考虑工件材料、硬度、切削性能、具体轮廓形状和刀具材料等诸多因素。一、螺纹车刀刀具参数对于夹固式螺纹车刀，刀杆及刀片的参数已作成标准值，可直接按参数选用。夹固式螺纹车刀如图所示。二、车刀安装安装螺纹车刀时，应使刀尖工件中心同高，并应使两刃夹角中线垂直于工件轴线。安装时可将样板内侧水平靠在已精车外圆柱面，然后将车刀移入样板相应角度缺口中，通过对比车刀两刃与缺口的间隙来调整刀具的安装角，如图所示。1——螺纹车刀角度样板 2——螺纹车刀三、主轴转速螺纹加工时主轴转速可用下面经验公式进行计算：n=（K×1000）/P如果数控系统能够支持高速螺纹加工，则可采用高档螺纹加工刀具，主轴转速按照线速度200m/min选取；而经济性数控车床如果采用高主轴转速加工螺纹则会出现乱牙现象。P—工件螺距K—保险系数，一般取80四、进给速度螺纹加工时数控车床主轴转速和工作台纵向进给量存在严格数量关系，即主轴旋转1转，工作台移动一个待加工工件螺纹导程距离。因此在加工程序中只要给出主轴转速和螺纹导程，数控系统会自动运算并控制工作台纵向移动速度。进给速度与导程的关系：Vf=n×L。以加工M20×2的普通外螺纹（材料45钢，毛坯φ22×100）为例，完整计算相关参数。拓展思考：若加工M20×2的左旋螺纹，参数会有哪些变化？螺纹加工是机械制造中的“精细活”，一丝一毫的误差都可能导致零件报废，这就要求我们具备“工匠精神”，追求极致精度。《数控编程与操作》G92指令及应用01螺纹切削单一固定循环指令G9202G92指令应用说明PART.01螺纹切削单一固定循环指令G92一、螺纹切削单一固定循环指令G92（一）指令格式圆柱螺纹切削循环：G92X(U)_Z(W)_F_；圆锥螺纹切削循环：G92X(U)_Z(W)_F_R_；X、Z：螺纹切削终点处的绝对坐标；U、W：螺纹切削终点处坐标相对于圆弧起点的坐标值；F：螺纹导程的大小；R：圆锥螺纹切削起点处的X坐标减其终点处的X坐标之值的1/2，即该值为半径量；R的方向规定为，当切削起点处的半径小于终点处的半径，R取负值。一、螺纹切削单一固定循环指令G92（二）运动轨迹及工艺说明G92指令用于单一循环加工螺纹，其循环路线与单一形状固定循环G90基本相同，运动轨迹也是一个矩形或梯形轨迹。一、螺纹切削单一固定循环指令G92（二）运动轨迹及工艺说明循环路径中除车削螺纹②为进给运动外，其他运动（循环起点进刀①、螺纹切削终点X向退刀③、Z向退刀④）均为快速运动。一、螺纹切削单一固定循环指令G92（二）运动轨迹及工艺说明G92指令是切削圆柱螺纹和圆锥螺纹时使用最多的螺纹切削指令。仍应注意循环起点的正确选择。一、螺纹切削单一固定循环指令G92（三）注意事项在螺纹切削过程中，按下循环暂停键时，刀具立即按斜线回退，然后先回到X轴的起点，再回到Z轴的起点。在回退期间，不能进行另外的暂停。如果在单段方式下执行G92循环，则每执行一次循环，必须按4次循环启动按钮。G92指令是模态指令，当Z轴移动量没有变化时，只需对X轴指定其移动指令即可重复执行固定循环动作。一、螺纹切削单一固定循环指令G92（三）注意事项执行G92循环时，在螺纹切削的退尾处，刀具沿接近45º的方向斜向退刀，Z向退刀距离r=0.1S~12.7S（导程）。在G92指令执行过程中，进给速度倍率和主轴速度倍率均无效。例题1：编写如图所示工件的螺纹加工程序普通螺纹24×1.5步骤：d外实＝d－0.1pd底径＝d－1.3p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螺纹加工程序普通螺纹24×1.5步骤：d外实＝d－0.1p

=24-0.1*1.5=23.85d底径＝d－1.3p

=24-1.3*1.5=22.05空刀量δ1、δ2