數(shù)控車削編程螺紋加工課件

數(shù)控車削編程與加工項目五螺紋的加工項目任務(wù)粗精加工如圖5.1所示螺紋套零件，零件材料為45鋼。圖5.1螺紋套相關(guān)知識一、螺紋的基本要素和加工工藝1.普通螺紋的基本要素（1）牙型沿螺紋軸線剖切時，螺紋牙齒輪廓的剖面形狀稱為牙型。螺紋的牙型有三角形、梯型、鋸齒形等。不同的螺紋牙型，有不同的用途。（2）螺紋的直徑（大徑、小徑、中徑）與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相重合的假想圓柱面的直徑稱為大徑（內(nèi)、外螺紋分別用D、d表示），也稱為螺紋的公稱直徑。與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相重合的假想圓柱面的直徑為小徑（內(nèi)、外螺紋分別用D1、d1表示）。其表達式為D1（d1）=D（d）-1.3P。在大徑與小徑之間，其母線通過牙形構(gòu)槽寬度和凸起寬度相等的假想圓柱面的直徑稱為中徑，（內(nèi)、外螺紋分別用D2、d2表示）。其表達式為D2（d2）=D（d）-0.6495P。（3）線數(shù)（n）螺紋有單線和多線之分，沿一條螺旋線形成的螺紋為單線螺紋；沿軸向等距分布的兩條或兩條以上的螺旋線所形成的螺紋為多線螺紋。3.主軸轉(zhuǎn)速和進給速度數(shù)控車床進行螺紋切削時是根據(jù)主軸上的位置編碼器發(fā)出的脈沖信號，控制刀具進給運動形成螺旋線，主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具進給一個螺距，例如，切削螺距為2mm的螺紋，即主軸每轉(zhuǎn)的刀具進給量為2mm，則刀具的進給速度f就是2mm/r，而車削工件時，我們常選擇的刀具進給速度為0.2mm/r左右。由此可以看出，螺紋切削時的刀具進給速度非?？欤虼?，螺紋切削時要選擇較低的主軸轉(zhuǎn)速，來降低刀具的進給速度。另外，螺紋切削速度很快，加工前一定要確認加工程序和加工過程正確后，方可加工，防止出現(xiàn)意外事故。4.螺紋切入切出量的確定為保證螺紋加工質(zhì)量，螺紋切削時在兩端設(shè)置足夠的切入切出量。因此，實際螺紋的加工長度為：W=L(螺紋理論長度)+δ1+δ2

相關(guān)知識式中：δ1——切入量，一般取2-5；δ2——切出量，一般取0.5δ1左右；圖5.2螺紋的切入切出量相關(guān)知識5.螺紋的預(yù)制（1）車削三角形外螺紋時，受車刀擠壓使螺紋大經(jīng)尺寸脹大，因此車螺紋前的外圓直徑應(yīng)預(yù)制成比螺紋大經(jīng)小。一般螺距為1.5-3.5mm時，可以小0.2-0.4mm.。（2）車削三角形內(nèi)螺紋時，受車刀擠壓使螺紋內(nèi)孔尺寸縮小，因此車螺紋前的內(nèi)孔直徑應(yīng)預(yù)制成稍大些，可以按下列公式：車削塑性金屬的內(nèi)螺紋時：D孔≈d-P車削脆性金屬的內(nèi)螺紋時：D孔≈d-1.05P6．螺紋的加工方法（1）直進法車削時，車刀沿橫向間歇進給至牙深處（圖5.3(a)），這種方法加工螺紋時車刀三面切削，切削余量大，刀尖磨損嚴重，排屑困難，容易產(chǎn)生扎刀現(xiàn)象。直進法適合于小導(dǎo)程的三角形螺紋的加工，一般采用G32或G92編程。相關(guān)知識

圖5..3螺紋的幾種切削方法7.車削螺紋時常見的問題（1）車刀安裝得過高或過低。車刀安裝過高時，則吃刀到一定深度時，車刀的后刀面頂住工件，增大摩擦力，甚至把工件頂彎；車刀安裝過低，則切屑不易排出，車刀徑向力的方向是工件中心，致使吃刀深度不斷自動趨向加深，從而把工件抬起，出現(xiàn)啃刀。此時，應(yīng)及時調(diào)整車刀高度，使其刀尖與工件的軸線等高。在粗車和半精車時，刀尖位置比工件的中心高出1%D左右（D表示被加工工件直徑）。相關(guān)知識（2）工件裝夾不牢。工件裝夾時伸出過長或本身的剛性不能承受車削時的切削力，因而產(chǎn)生過大的撓度，改變了車刀與工件的中心高度（工件被抬高了），形成切削深度增加，出現(xiàn)啃刀。此時應(yīng)把工件裝夾牢固，可使用尾座頂尖等，以增加工件剛性。（3）牙形不正確，車刀安裝不正確，沒有采用螺紋樣板對刀，刀尖產(chǎn)生傾斜，造成螺紋的半角誤差；車刀刃磨時刀尖測量有誤差，產(chǎn)生不正確牙形；車刀磨損，引起切削力增大，頂彎工件，出現(xiàn)啃刀。（4）刀片與螺距不符。當(dāng)采用定螺距刀片加工螺紋時，刀片加工范圍與工件實際螺距不符，會造成牙型不正確甚至發(fā)生撞刀事故。（5）切削速度過高。進給伺服系統(tǒng)無法快速地響應(yīng)，造成亂牙現(xiàn)象發(fā)生。因此，一定要了解機床的加工性能，而不能盲目地追求高速、高效加工。（6）螺紋表面粗糙。主要原因是車刀刃磨得不光滑，切削液使用不適當(dāng)，切削參數(shù)和工作材料不匹配，以及系統(tǒng)剛性不足切削過程產(chǎn)生振動等。相關(guān)知識二、單行程螺紋切削指令指令格式：G32X(U)-Z(W)-F-說明：（1）X(U)、Z(W)——螺紋切削的終點坐標值。X省略時為圓柱螺紋切削，Z省略時為端面螺紋切削；X、Z均不省略時為錐螺紋切削。（2）F——螺紋導(dǎo)程（單位：mm）。圖5.4直螺紋、錐形螺紋和渦形螺紋相關(guān)知識單行程螺紋切削單一螺紋切削循環(huán)指令注釋………G00X40Z2M08G00X40Z2M08X29.3G92X29.3Z-46.5F1ap=0.7G32Z-46.5F1G00X40Z2X28.9X28.9ap=0.4G32Z-46.5G00X40Z2X28.7X28.7ap=0.2G32Z-46.5G00X40Z2………表5.2螺紋切削編程相關(guān)知識例：用單行程螺紋切削指令G32編程指令編制圖5.6所示的普通三角形圓錐螺紋的加工程序。圖5.6圓錐螺紋切削編程取δ1=2、δ2=1，螺紋導(dǎo)程為1.5mm，螺紋吃刀量查表5.1可得：0.8mm、0.6mm、0.4mm、0.15mm。則右端每次螺紋切削尺寸為：13.2mm、12.6mm、12.2mm、12.05mm，則左端每次螺紋切削尺寸為：42.2mm、41.6mm、41.2mm、41.05mm程序如表5.3所示。相關(guān)知識表5.3螺紋切削編程單行程螺紋切削單一螺紋切削循環(huán)注釋………G00X50Z2M08

X13.2ap=0.8G92X42.2Z-41R-14.5ap=0.8G32X42.2Z41F1.5G00X50Z2X12.6ap=0.6X41.6ap=0.6G32X41.6Z-41G00X50Z2X12.2ap=0.4X41.2ap=0.4G32X41.2Z-43G00X50Z2相關(guān)知識三、單一螺紋切削循環(huán)指令

單行程螺紋切削指令G32指令可以執(zhí)行單行程螺紋切削，螺紋車刀進給運動嚴格根據(jù)輸入的螺紋導(dǎo)程進行。但是，螺紋車刀的切入、切出、返回等均需另外編入程序，編寫的程序段較多，在實際編程中一般使用單一螺紋切削循環(huán)G92（如圖5.7所示），它可切削圓柱螺紋和圓錐螺紋。相關(guān)知識圖5.7單一螺紋切削循環(huán)相關(guān)知識指令格式：G92X(U)-Z(W)-R-F-說明：（1）X(U)、Z(W)——螺紋切削的終點坐標值。（2）R-螺紋部分半徑之差，即螺紋切削起始點與切削終點的半徑差。加工圓柱螺紋時，R=0。加工圓錐螺紋時，當(dāng)X向切削起始點坐標小于切削終點坐標時，R為負，反之為正。（3）切削循環(huán)中R在一些FANUC車床上，有時也用“I”來執(zhí)行。(4)F——螺紋導(dǎo)程（單位：mm）。相關(guān)知識四、復(fù)合螺紋切削循環(huán)指令

復(fù)合螺紋切削循環(huán)指令G76較G92指令更為簡捷，只需指定一次有關(guān)參數(shù)，螺紋加工即可自動進行。G76切削循環(huán)軌跡如圖5.8所示.。圖5.8復(fù)合螺紋切削循環(huán)的切削循環(huán)軌跡相關(guān)知識指令格式：G76P(m)（r）（α）-Q（△dmin）-R(d)-G76X(U)-Z(W)-R(i)-P(k)-Q(△d)-F(f)-例:試用復(fù)合螺紋切削循環(huán)指令G76編寫圖5.9所示的普通三角形螺紋加工程序。圖5.9復(fù)合螺紋切削循環(huán)編程相關(guān)知識因螺紋為單線螺紋，螺距為2mm，故螺紋牙深H=0.65P=0.65*2=1.3mm。程序如表5.5所示。表5.5復(fù)合螺紋切削循環(huán)指令編程程序…M03S800T0404G00X32Z2G76P010160Q50R0.5G76X27.4Z-27.5P1300Q450F2…相關(guān)知識1.零件結(jié)構(gòu)分析零件有左右端面、內(nèi)外圓柱面、圓錐面、倒角、內(nèi)螺紋及雙頭螺紋等。2.數(shù)控車削加工工藝分析（1）裝夾方式的選擇：采用三爪自定心夾盤夾緊。（2）刀具及加工方法的選擇：先用T0101、T0202、T0303刀具車削左端面、外圓、內(nèi)孔及內(nèi)螺紋；再調(diào)頭裝夾找正，用T0101刀具車削右端面、T0404切槽、T0505刀具加工雙頭螺紋。項目實施一、制定零件加工工藝表5.6數(shù)控加工工序卡工序號工序內(nèi)容零件名稱零件圖號材料夾具名稱使用設(shè)備螺紋套5-145#鋼三爪卡盤數(shù)控車床工步號工步內(nèi)容刀具號主軸轉(zhuǎn)速(r.min-1)進給速度(mm.r-1)背吃刀量mm備注1粗、精車左端面、外圓T0101800/15000.2/0.11.5/0.52粗、精車內(nèi)孔T02021200/15000.2/0.10.5/0.253車內(nèi)螺紋T03038001.54 粗、精車右端面、外圓 T01011200/15000.2/0.11/0.255切槽T04045000.16車雙頭螺紋T05058003編制審核批準第頁共頁項目實施3.數(shù)控加工工序卡表5.8粗、精車左側(cè)內(nèi)孔加工程序（僅鏜削加工）順序號程序注釋O0002N10M03S1200N20T0202調(diào)用2號刀N30G00X17Z3N40G71U1R0.5粗車內(nèi)孔N50G71P60Q100U-0.5W0.5F0.2N60G00X30N70Z0N80X25.5N90Z-18N100X17N110M03S1500N120G70P60Q100F0.1精車內(nèi)孔N130G0Z100N140X100N150M05N160M30項目實施表5.9車左側(cè)內(nèi)螺紋加工程序程序注釋程序注釋O0003O0003用G92編程用G76編程M03S800M03S800T0303T0303G00X24Z5進刀點G00X24Z5進刀點G92X25.85Z-16F1.5X26.45X26.85X27X27第一刀進0.8mm第二刀進0.6mm第三刀進0.4mm第四刀進0.15mm光整螺紋G76P020060Q50R0.05G76X27Z-16P975Q500F1.5復(fù)合循環(huán)加工螺紋，牙深0.975mmG0Z100G0Z100X100X100M05M05M30M30項目實施順序號程序注釋O0004N10M03S1200N20T0101調(diào)用1號刀N30G00X52Z0N40G01X-0.5F0.1車端面N50Z2N60G00X52N70G71U2R0.5粗車外圓N80G71P90Q150U0.5F0.2N90G01X20N100Z0表5.10粗、精車右端面、右側(cè)外圓加工程序項目實施N110X23.8Z-2N120Z-20N130X35N140X48Z-33N150G00X52N160M03S1500N170G70P90Q150F0.1精車外圓N180G00X100Z100N190M05N200M30項目實施表5.11右側(cè)切槽加工程序順序號程序注釋O0005N10M03S500N20T0404調(diào)用4號刀N30G00X40Z5N40Z-20N50G01X20F0.1N60G00X52N70Z100N80X100N90M05N100M30項目實施表5.12車右側(cè)雙頭螺紋加工程序程序注釋程序注釋O0005O0005用G92編程用G76編程M03S800M03S800T0505換螺紋刀T0505換螺紋刀G00X30Z5車第一頭進刀點G00X30Z5車第一頭進刀點G92X23.2Z-18F3第一刀進0.8mmX22.6第二刀進0.6mmX22.2第三刀進0.4mmX22.05第四刀進0.15mmX22.05光整螺紋G76P020060Q50R0.05G76X22.05Z-18P975Q500F3復(fù)合循環(huán)加工第一頭項目實施G0X30Z3.5移動1.5車第二頭進刀點G0X30Z3.5車第二頭進刀點G92X23.2Z-18第一刀進0.8mmX22.6第二刀進0.6mmX22.2第三刀進0.4mmX22.05第四刀進0.15mmX22.05光整螺紋G76P020060Q50R0.05G76X22.05Z-18P975Q500F3復(fù)合循環(huán)加工第二頭G0X100G0X100Z100Z100M05M05M30M30項目實施三、FANUC0iT系統(tǒng)數(shù)控車床的加工1．選擇機床、數(shù)控系統(tǒng)并開機。2．機床各軸回參考點。3．安裝工件。4．安裝刀具并對刀。5．輸入加工程序，并檢查調(diào)試。6．手動移動刀具退至距離工件較遠處。7．自動加工。8．測量工件，優(yōu)化程序，對工件進行誤差與質(zhì)量分析。項目實施拓展知識SIEMENS802ST系統(tǒng)的基本編程

1.功能

用螺紋切削循環(huán)可以加工圓柱螺紋或圓錐螺紋、外螺紋或內(nèi)螺紋、單頭螺紋或多頭螺紋。左旋螺紋/右旋螺紋由主軸的旋轉(zhuǎn)方向確定，它必須在調(diào)用循環(huán)之前的程序中編入。在螺紋加工期間，進給調(diào)整和主軸調(diào)整開關(guān)均無效。2.指令格式：R100=R101=R102=R103=R104=R105=R106=R109=R110=R111=R112=R113=R114=LCYC97參數(shù)含義，數(shù)值范圍R100螺紋起始點直徑R101縱向軸螺紋起始點R102螺紋終點直徑R103縱向軸螺紋終點R104螺紋導(dǎo)程值，無符號R105加工類型數(shù)值：1,2R106精加工余量，無符號R109空刀導(dǎo)入量，無符號R110空刀退出量，無符號R111螺紋深度，無符號R112起始點偏移，無符號R113粗切削次數(shù)R114螺紋頭數(shù)拓展知識3.參數(shù)說明例：用SIEMENS802S系統(tǒng)編制如圖5.11所示的T型螺釘零件程序。圖5.11T型螺釘拓展知識表5.13SIEMENS802ST系統(tǒng)數(shù)控車削加工程序順序號程序注釋LUOWEN.MPF主程序名M3S1500T1D1M8換1號刀G0X45Z0G1X-0.5F0.2切右端面G0X40Z5加工輪廓起始點CNAME="L1"R105=9R106=0.2R108=1.5設(shè)置坯料切削循環(huán)參數(shù)R109=8R110=1R111=0.25R112=0.1LCYC95調(diào)用粗精加工循環(huán)加工外輪廓G0X150Z150T1D0T2D1換2號刀（左刀尖對刀，刀寬5mm）M3S800G0X45Z-30G1X26F0.1切退刀槽G0X45T2D0拓展知識T3D1換3號刀M3S1000G0X35Z5加工螺紋起始點R100=30R101=0R102=30R103=-25設(shè)置螺紋切削循環(huán)參數(shù)R104=1.5