数控车床编程与加工 （广数系统） -课件 任务五 芯轴的编程与加工

螺纹轴的程序设计目录01

工艺分析02选择刀具03制订加工工艺04编写加工程序05螺纹加工误差分析

某企业接到一批芯轴加工订单，如图5-1所示，共30件，材料为45钢，毛坯Φ32×65mm，计划在数控车床上加工。通过分析，该零件为轴类零件，外圆尺寸精度为7级精度，螺纹为6级精度，同轴度公差值为Φ0.025mm，表面粗糙度两处为为Ra1.6µm，其余为Ra3.2µm。图1工艺分析1.分析技术要求（1）尺寸精度：三处精度外圆，三角普通细牙螺纹、两处长度，其余尺寸为未注公差

。（2）表面粗糙度：两处精度较高为

，其余为。（3）形位公差：同轴度。2.结构工艺性分析该零件主要有圆柱面、圆锥面、退刀槽、普通三角螺纹组成，结构简单，结构工艺性好。

一螺纹轴的刀具，见下表。选择刀具T01-外圆车刀

T02-切槽刀T03-螺纹车刀T04-中心钻

二产品名称或代号×××零件名称螺纹轴零件图号××序号刀具号刀具规格名称数量加工表面刀尖半径（mm）备注1T0190°车刀（TY1）1工件外轮廓加工0.420×202T024mm宽切槽刀1切槽20×203T0360°螺纹车刀1螺纹粗精加工20×204T04Ф2.5中心钻1打中心孔Ф2.5编制

审核

批准

年月日共页第页制订加工工艺卡三螺纹轴的工艺卡，见下表。1.计算1-7点的坐标值编写加工程序四1（15,1）2（19.9,-1.5）3（19.9，-24）4（23.9，-24）5（26.99，-39）6（26.99，-42.5）7（29.9，-44）1234567XZ02.螺纹轴外轮廓的加工程序（G71）编写加工程序四1234567XZ03.螺纹轴中退刀槽、螺纹的加工程序（G32）编写加工程序四…………G00X27.0Z-24.0;G01X20.0;X27.0;G00

X100.

Z100.;T0303

S500;G00

X24.

Z3.;X19.;1G32Z-21.5F1.5;G00X30.;Z3.;X18.3;2G32Z-21.5F1.5;G00X30.;Z3.;X18.05;3G32Z-21.5F1.5;G00X100.;Z100.;M30;加工4×2槽加工M20×1.5h≈0.65P=0.65×1.5=0.975mmd1=d-2h=20-2×0.975=18.05mm1234567XZ04.螺纹轴中退刀槽、螺纹的加工程序（G92）编写加工程序四加工程序O0004;…………T0303M03

S500;G00

X30.Z5.;G92X19.0Z-21.5F1.5;1X18.3;2X18.05;3G00X100.0Z100.0M30;加工M20×1.51234567XZ05.螺纹轴中退刀槽、螺纹的加工程序（G76）编写加工程序四加工程序O0005;…………T0303M03

S500;G00

X30.Z5.;G76P020160Q100R0.05；G76X18.05Z-21.5P975Q500F1.5；G00X100.Z100.M30;加工M20×1.51234567XZ0毛坯为Ф45×145mm的圆钢（两件），生产类型为单件或小批量生产，试编写加工程序。

课堂作业

螺纹的加工问题、产生原因及解决方法1.工艺分析；2.选择刀具；3.制订加工工艺；4.编写加工程序；5.螺纹加工误差分析。

课堂小结每天进步一点点！三角螺纹的术语与计算目录01

三角螺纹的基本术语02三角螺纹的标注03三角螺纹的基本计算学习内容与要求：1.掌握三角螺纹的基本术语、标注；2.掌握三角螺纹的计算方法。大家知道螺纹的作用是什么？复习引入一、螺纹术语1.螺纹牙型、牙型角和牙型高度

螺纹牙型：是指在通过螺纹轴线剖面上的螺纹轮廓形状。

牙型角：是在螺纹牙型上相邻两牙侧间的夹角。

牙型高度：是在螺纹牙型上牙顶到牙底在垂直于螺纹轴线方向上的距离。三角螺纹的基本术语2.螺纹直径（1）螺纹公称直径：它是代表螺纹尺寸的直径，一般是指螺纹大径的基本尺寸。（2）螺纹大径：螺纹大径是指与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱或圆锥的直径。外螺纹和内螺纹的大径分别用和表示。（3）螺纹小径：螺纹小径是指与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱或圆锥的直径。外螺纹和内螺纹的小径分别用表示。（4）螺纹中径：螺纹中径是指一个假想圆柱或圆锥的直径，该圆柱或圆锥的素线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。三角螺纹的基本术语3.螺距：螺距是指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

4.导程：导程是指同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。5.螺纹升角：在中径圆柱或中径圆锥上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线平面的夹角称为螺纹升角三角螺纹的基本术语二、识读普通螺纹标记的含义普通螺纹分粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹两种。粗牙普通螺纹代号用字母“M”及公称直径表示，如M12、M16等，细牙普通螺纹代号用字母“M”及公称直径×螺距表示，如M20×1.5、M10×1等。当公称直径相同时，细牙普通螺纹比粗牙普通螺纹的螺距小。左旋螺纹在代号末尾加注“LH”，如M6—LH、M16×1.5—LH等，未注明的为右旋螺纹。三角螺纹的标注1.计算公式三角螺纹的计算公称直径螺距公称直径螺距公称直径螺距50.81422436116227381.25182.5303.5101.5202.5121.75222.52.常用粗牙螺距普通三角螺纹的粗牙螺距一览表三角螺纹的计算3.螺纹大径尺寸和螺纹总切削深度的计算（1）螺纹大径尺寸的计算螺纹车削前大径尺寸一般比公称直径略小，其计算公式为：d≈0.13P。（P为螺纹螺距）（2）螺纹总切削深度的计算螺纹总切削深度h≈0.65P。例如加工如右图所示零件中的螺纹，试计算螺纹大径和总切削深度。d≈0.13P=0.13×2=0.26mm，实际加工螺纹大径d=30-0.26=29.74mm。h≈0.65P=0.65×2=1.3mm，小径d小=30-2h=30-2×1.3=27.4mm三角螺纹的计算（3）内螺纹孔径车削三角内螺纹时，由于车刀切削时的挤压作用，底孔直径尺寸会变小，尤其是车削塑性金属时，为了避免这种情况的出现，所以车内螺纹前的底孔尺寸应比内螺纹小径稍大些。在实际生产中，普通三角螺纹的底孔直径尺寸可用下列近似公式计算:车削塑性金属的内螺纹时：D孔≈d﹣P车削脆性金属的内螺纹时：D孔≈d﹣1.05P式中：d—公称直径；P—螺纹螺距。三角螺纹的计算（4）案例分析加工右图所示零件，试计算螺纹孔径。车削塑性金属的内螺纹时：D孔≈d﹣P=20-1.5=18.5mm；车削脆性金属的内螺纹时：D孔≈d﹣1.05P=20-1.05×1.5=18.425

三角螺纹的计算1.普通三角螺纹基本术语；2.普通三角螺纹的标注；3.普通三角螺纹的计算。

课堂小结解释图中的螺纹，并计算加工螺纹时的公称直径、小径。

课后作业每天进步一点点多线螺纹目录01

多线螺纹的概念02多线螺纹的分线方法03多线螺纹的加工指令04多线螺纹的案例多线螺纹的的作用是什么？如何加工呢？复习引入多线螺纹的概念一沿两条或两条以上，在轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹称为多线螺纹。车削多线螺纹时要处理好螺纹的分线问题。如果分线不准确，会严重影响内、外螺纹的配合精度，降低使用寿命。多线螺纹的分线二1.轴向分线法

在数控车床上用轴向分线法加工多线螺纹较为简单，使用螺纹切削加工指令G32、G92、G76均能加工。具体方法是：加工好一条螺旋线后，螺纹切削起点的Z轴坐标，应向左或向右移动一个螺距，再加工另一条螺旋线。如果螺纹线数较多时，为简化程序，还可以采用调用子程序的方法来完成加工。轴向分线法适用于所有数控系统。2.圆周分线法

周向分线法是指在圆周方向上，通过偏移一定的角度达到分线目的的加工方法。多线螺纹的编程指令三1.等螺距螺纹切削指令（G32）。指令格式为：G32X(U)__Z(W)__F__Q；其中：X、Z为螺纹终点的绝对坐标值；U、W为螺纹终点相对于起点的增量坐标值；F为长轴方向的导程；Q为螺纹起始角。如果不指定Q，默认起始角为0°，若加工双线螺纹，起始角分别为0°和180°，单位为0.001°。比如当Q值为180°时，应填入Q180000。如果输入Q180或Q180.0，均认为是0.18°。多线螺纹的编程指令三2.螺纹切削固定循环指令（G92）。指令格式为：G92X(U)__Z(W)__F（I）__L；其中：X、Z为螺纹终点的绝对坐标值；U、W为螺纹终点相对于起点的增量坐标值；F为公制螺纹长轴导程；I为英制螺纹每英寸牙数；L为螺纹线数。多线螺纹的案例四1.多线螺纹的概念；2.多线螺纹的分线方法；3.多线螺纹的加工指令；4.多线螺纹的案例。课堂小结每天进步一点点螺纹加工指令G32、G92、G76目录01

等螺距螺纹切削指令G3202螺纹切削固定循环指令G9203螺纹切削复合循环指令G76加工螺纹的指令有：G32、G92、G76。下面先来介绍加工指令G32。复习引入加工如图所示的螺纹还能用学过的指令G01、G71、G73吗？1.指令格式G32X(U)__Z(W)__F（I）__；X、Z：螺纹终点的绝对坐标值；U、W：螺纹终点相对于起点的增量坐标值；F：长轴方向的导程。I:每英寸的牙数。（用于加工英制螺纹）......T0303

S500;G00

X30.

Z3.;X19.2;G32X19.2Z-21.5F1.5;G00X30.;Z3.;X18.6;G32X18.6Z-21.5F1.5;G00X30.;Z3.;X18.2;G32X18.2Z-21.5F1.5;G00X30.;Z3.;X18.05;G32X18.05Z-21.5F1.5;G00X100.;Z100.;M30;等螺距螺纹切削指令G32一2.指令格式说明G32X(U)__Z(W)__F（I）__；（1）X、U省略时为圆柱螺纹切削，Z、W省略时为端面螺纹切削。（2）用G32指令可以切削直螺纹、锥螺纹和端面螺纹。（3）G32为模态G指令。3.指令运动轨迹等螺距螺纹切削指令G32一4.应用案例加工如图所示的M24普通圆柱螺纹，试用G32指令编制加工程序。

编制螺纹加工程序时，为何设置升速进刀段和降速退刀段？该例中，升速进刀段和降速退刀段的数值是多少？h≈0.65P=0.65×3=1.95mmd小=d-2h=24-2×1.95=24-3.9=20.1mm等螺距螺纹切削指令G32普

通

三

角

螺

纹螺距/mm1.01.52.02.53.03.54牙深(半径值)/mm0.6490.9741.2991.6241.9492.2732.598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

0.2一

由于伺服系统的滞后，在螺纹切削的开始及结束部分，螺纹导程会发生变化。为了保证螺纹精度，在数控车床上切削螺纹时必须设置升速进刀段L1和降速退刀段L2，如图所示。因此，加工螺纹的实际长度除了螺纹的有效长度L外，还应包括升速段δ1和降速段δ2的距离（即L＋δ1＋δ2），引入距离δ1和超越距离δ2，δ1和δ2的数值与车床拖动系统的动态特性、螺纹的螺距和精度有关。δ1一般为2~5mm，对大螺距和高精度的螺纹取大值；δ2一般为1~2mm。其数值与工件的螺距和转速有关，一般大于一个导程。大约计算值为：一等螺距螺纹切削指令G32等螺距螺纹切削指令G32T0303

S500;G00

X30.

Z6.;X23.;G32X23.Z-45.F3.0;G00X40.;Z6.;X22.3;G32X22.3Z-45.F3.0;G00X40.;Z6.;X21.6;G32X21.6Z-45.0F3.0;G00X40.;Z6.0;X21.0G32X21.0Z-45.0F3.0;G00X40.;Z6.0;X20.5G32X20.5Z-45.0F3.0;G00X40.;Z6.0;X20.1G32X20.1Z-45.0F3.0;G00X40.;Z6.0;3.应用案例加工如图所示的M24普通圆柱螺纹，试用G32指令编制加工程序。普

通

三

角

螺

纹螺距/mm1.01.52.02.53.03.54牙深(半径值)/mm0.6490.9741.2991.6241.9492.2732.598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

0.2一1.指令格式G92X(U)___Z(W)___R___F（I）___；X、Z：螺纹终点的绝对坐标值；U、W：螺纹终点相对于起点的增量坐标值；R：切削螺纹起点和终点的半径差；F：螺纹导程（单线螺纹的螺距等于导程）；I:每英寸的牙数。（用于加工英制螺纹）。螺纹切削固定循环指令G92G92X23.5Z-17.0F1.5；二2.指令格式说明（1）切削圆柱螺纹时，R为0，可省略；切削锥螺纹时，R为圆锥螺纹起点和终点的半径差，R的正负号取决于螺纹切削的始点和终点坐标。当始点坐标值小于终点坐标值时，R取负值；反之取正值。（2）G92为模态G指令。（3）应用范围：螺纹切削循环（G92）指令可用于对圆柱或圆锥螺纹的车削加工，一般用于螺距较大的三角螺纹。G92X(U)___Z(W)___R___F（I）___；螺纹切削固定循环指令G92二3.指令运动轨迹每运行一句G92指令，车刀按1（R）（快进）→2（F）（切削）→3（R）（快退）→4（R）（快退）运动轨迹循环。在螺纹末端有退尾过程：在螺纹退尾长度处，Z轴继续进行螺纹插补的同时，X轴沿退刀方向加速退出，Z轴到达切削终点后，X轴再快速退出。螺纹切削固定循环指令G92二3.指令运动轨迹每运行一句G92指令，车刀按1（R）（快进）→2（F）（切削）→3（R）（快退）→4（R）（快退）运动轨迹循环。在螺纹末端有退尾过程：在螺纹退尾长度处，Z轴继续进行螺纹插补的同时，X轴沿退刀方向加速退出，Z轴到达切削终点后，X轴再快速退出。螺纹切削固定循环指令G92二T0303

S500;G00

X30.

Z6.;G92X23.Z-45.F3;X22.0;X21.5;X20.8.;X20.1G00X100.0Z100.0;4.应用案例加工如图所示的M24普通圆柱螺纹，试用G32指令编制加工程序。螺纹切削固定循环指令G92二T0303

S500;G00

X30.

Z6.;G92X23.Z-45.F3.;X22.0;X21.5;X20.8.;X20.1G00X100.0Z100.0;T0303

S500;G00

X30.

Z6.;X23.;G32X23.Z-45.F3.;G00X40.;Z6.;X22.;G32X22.Z-45.F3.;G00X40.;Z6.;X21.5;G32X21.5Z-45.0F3.;G00X40.;Z6.0;X20.8G32X20.8Z-45.0F3.;G00X40.;Z6.0;X20.1G32X20.1Z-45.0F3.;G00X40.;Z6.0;12345螺纹切削固定循环指令G92二1.指令格式G76P(m)(r)(a)Q(△dmin)R（d）；G76X(u)

Z(w)

R(i)

P(k)

Q(△d)

F(I)

(p)

；m：精加工重复次数；r：倒角量。当螺距由P表示时，可以从0.01P到9.9P设定，单位为0.1L（两位数00～99）；a：螺纹刀尖角度（螺纹牙形角）。可以选择80°、60°、55°、30°、29°和0°，由2位数指定；Δdmin：最小切削深度（半径值指定），单位为μm；d：精加工余量；X(u)：螺纹底径，直径值指定，单位mm；

Z(w)：螺纹长度，单位mm；i：螺纹的半径差，如果i=0,可作一般直线螺纹切削；k：螺纹高度，X轴方向用半径值指定，单位为μm；△d：第一刀的切削深度，半径值，单位为μm；p：螺纹导程，单位为mm。(英制螺纹时为每英寸牙数)螺纹切削复合循环指令G76指令格式三参数含义单位取值范围