完整word版螺纹车削加工工艺及编程word文档良心出品Word文档格式.docx

完整word版螺纹车削加工工艺及编程word文档良心出品Word文档格式.docx

《完整word版螺纹车削加工工艺及编程word文档良心出品Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《完整word版螺纹车削加工工艺及编程word文档良心出品Word文档格式.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

为实现多次切削的目的，机床主轴必需恒定转速旋转，且必须与进给运动保持同步，保证每次刀具切削开始位置相同，保证每次切削深度都在螺纹圆柱的同一位置上，最后一次走刀加工出适当的螺纹尺寸、形状、表面质量和公差，并得到合格的螺纹。

如图8-9-3，编程中，每次螺纹加工走刀至少有4次基本运动（直螺纹）。

运动①：

将刀具从起始位置X向快速（G00方式）移动至螺纹计划切削深度处。

运动②：

加工螺纹——轴向螺纹加工（进给率等于螺距）。

运动③：

刀具X向快速（G00方式）退刀至螺纹加工区域外的X向位置。

运动④：

快速（G00方式）返回至起始位置。

4．螺纹加工工艺事项

⑴螺纹切削起始位置

螺纹切削起始位置，既是螺纹加工的起点，又是最终返回点，必须定义在工件外，但又必须靠近它。

X轴方向每侧比较合适的最小间隙大约为2.5mm，粗牙螺纹的间隙更大一些。

Z轴方向的间隙需要一些特殊考虑。

在螺纹刀接触材料之前，其速度必须达到100％编程进给率。

由于螺纹加工的进给量等于螺纹导程，所以需要一定的时间达到编程进给率。

如同汽车在达到正常行驶速度以前需要时间来加速一样，螺纹刀在接触材料前也必须达到指定的进给率，确定前端安全间隙量时必须考虑加速的影响，故必须设置合理的导入距离。

导入距离一般为螺纹导程长度的3～4倍。

同理，螺纹切削结束前，存在减速问题，故必须合理设置的导出距离。

在某些情况下，由于没有足够空间而必须减小Z轴间隙，惟一的补救办法就是降低主轴转速（r／min）——不要降低进给率。

⑵从螺纹退刀

为了避免损坏螺纹，刀具沿Z轴运动到螺纹末端时，必须立即离开工件，退刀运动有两种形式——沿一根轴方向直线离开（通常沿X轴），或沿两根轴方向斜线离开（沿XZ轴同时运动），如图8-9-4所示。

通常如果刀具在比较开阔的地方结束加工，例如退刀槽或凹槽，那么可以使用直线退出，车螺纹Z向终点位置一般选在退刀槽的中点，使用快速运动G00指令编写直线退出动作，如：

N63G32Z-20F2（螺纹加工程序）

N64G00X50

（a）直线退出（b）斜线退出

图8-9-4螺纹退刀

如果刀具结束加工的地方并不开阔，那么最好选择斜线退出，斜线退出运动可以加工出更高质量的螺纹，也能延长螺纹刀片的使用寿命。

斜线退出时，螺纹加工G代码和进给率必须有效。

退出的长度通常为导程，推荐使用的角度为45°

，退出程序如下：

……

N63G32Z-20F2；

（螺纹加工程序）

N64U4W2；

（斜线退出，螺纹加工状态）

N65G00X50；

（快速退出）

⑶螺纹加工直径和深度

由于螺纹不能一次切削加工出所需深度，所以总深度必须分成一系列可操控的深度，每次的深度取值，不仅要考虑螺纹直径，还要考虑加工条件：

刀具类型、材料以及安装的总体刚度。

螺纹加工中随着切削深度的增加，刀片上的切削载荷越来越大。

对螺纹、刀具或两者的损坏可以通过保持刀片上的恒定切削载荷来避免。

要保持恒定切削载荷，一种方法是逐渐减少螺纹加工深度。

每次切削深度的计算并不需要复杂的公式,但需要一些常识和经验。

螺纹加工循环在控制系统中建立了自动计算切削深度的算法，手动计算的逻辑是一样的。

有关螺纹加工的一些数值可由下面列出经验计算方法得到：

外螺纹小径=外圆直径－2×

牙高；

螺纹牙高=0.61343P≈0.6P

走刀次数=2.8P+4；

式中：

P为螺纹导程，单线螺纹导程与螺距相同

车三角形外螺纹时，由于受车刀挤压会使螺纹大径尺寸胀大，所以车螺纹前大径一般应车得比基本尺寸小约0.1P。

车削三角形内螺纹时，内孔直径会缩小，所以车削内螺纹前的孔径要比内螺纹小径略大些，可采用下列近似公式计算：

车外螺纹前外圆直径=公称直径D－0.1P；

车削塑性金属的内螺纹底孔直径≈公称直径d—P

车削脆性金属的内螺纹底孔直径≈公称直径d一1.05P

⑷主轴转速以及进给率

螺纹加工时将以特定的进给量切削，进给量与螺纹导程相同，CNC在螺纹加工模式下控制主轴转速与螺纹加工进给同步运行。

螺纹加工是典型高进给率加工，比如加工导程为3mm的螺纹，进给量则是3mm／r。

螺纹加工的主轴转速直接使用恒定转速（r/min）编程，而绝不是恒线速度（CSS），这就意味着准备功能G97必须与地址字S一起使用来指定每分钟旋转次数，例如“G97S500M03”，表示主轴转速为500r／min。

那么如果加工导程为3mm的螺纹，其进给速度计算如下：

F＝700r／min×

3mm／r＝2100mm／min

为保证正确加工螺纹,在螺纹切削过程中，主轴速度倍率功能失效,进给速度倍率无效。

8．9．2G32螺纹切削指令应用

G32是Fanuc控制系统中最简单的螺纹加工代码，该螺纹加工运动期间，控制系统自动使进给率倍率无效。

1．G32螺纹切削指令

指令格式：

G32X（U）～Z（W）～F～Q～；

（等螺距螺纹切削指令）

X（U）Z（W）——为直线螺纹的终点坐标；

F——为直线螺纹的导程，如果是单线螺纹，则为直线螺纹的螺距；

Q——为螺纹起始角，该值为不带小数点的非模态值，其单位为0.001°

，如果是单线螺纹，则该值不用指定，这时该值为0；

2．G32螺纹切削编程实例

试用G32指令,编写图8-9-5所示工件的螺纹加工程序。

⑴相关工艺

设计螺纹切削导入距离6mm；

刀具退出的方式为45°

斜线，长度为导程1.5mm。

如图8-9-6（a）所示。

车外螺纹前外圆直径＝公称直径D－0.1P＝24－0.1×

1.5＝23.85；

螺纹牙高=0.61343P≈0.61343×

1.5≈0.92；

牙高＝23.85－2×

0.92＝22.01；

设计螺纹分五次切削加工出所需深度，第一刀切深0.32mm，然后，每刀逐渐减少螺纹加工深度，最后精加工切深0.045mm.。

分层切削染余量分配如图8-9-6（b）所示。

拟定主轴转速使用恒定转速500r/min,进给量则是导程1.5mm／r。

图8-9-5螺纹加工工件

⑵螺纹加工程序

编写螺纹加工程序O8901如下：

O8901

G21G99

………

T0404（调用第4号外螺纹刀具）

G97S500M03

N20G00X30Z6M08；

（起始点,导人距离5mm）

N21G00X23.21；

（刀具从起始位置X向快速移动至螺纹计划切削深度处）

N22G32Z-21F1.5；

（轴向螺纹加工，进给率等于螺距）。

N23U4W-2；

（刀具退出的方式为45°

斜线，保持螺纹切削状态）

N24G00X30；

（刀具X向快速退刀至螺纹加工区域外的X30位置）

图8-9-6示例工件螺纹加工相关设计

N25Z6；

（快速G00方式返回至起始位置）。

（N21～N25完成螺纹的第一刀切削）

N26G00X22.76；

N27G32Z-21F1.5；

N28U4W-2；

N29G00X30；

N30Z6

（N26～N30完成螺纹的第二刀切削）

N40G00X22.01

N41G32Z-21F1.5；

图8-9-7G92螺纹切削路线

N42U4W-2；

N43G00X30；

N44Z6

（N40～N44完成螺纹的最后切削）

G00X100Z100M09

M05

N41M30（程序结束）

8．9．3螺纹切削单一固定循环G92

⑴单一循环螺纹加工指令G92简介

由程序O8901可见，用G32编写螺纹多次分层切削程序是比较繁琐，每一层切削要五个程序段，多次分层切削程序中包含大量重复的信息。

FANUC系统可用G92指令的一个程序段代替每一层螺纹切削的五个程序段，可避免重复信息的书写，方便编程。

G92指令称单一循环加工螺纹指令，如图8-9-7，G92螺纹加工程序段在加工过程中，刀具运动轨迹为：

首先：

刀具沿X轴进刀至螺纹计划切削深度X坐标；

第二步：

沿Z轴切削螺纹；

第三步：

启动45°

倒角螺纹（斜线切出）；

第四步：

刀具沿X轴退刀至X初始坐标；

第四步沿Z轴退刀至Z初始坐标。

在G92程序段里，须给出每一层切削动作相关参数，必须确定螺纹刀的循环起点位置，螺纹切削的终止点位置。

⑵单一循环螺纹加工指令G92格式

G92X（U）～Z（W）～F～R～；

格式说明：

①X（U）、Z（w）为螺纹切削终点处的坐标；

②F为螺纹导程的大小，如果是单线螺纹，则为螺距的大小；

③45°

斜线螺纹切出距离在0.1L至12.7L之间指定，指定单位为0.1L，可通过系统参数进行修改。

（L为导程）

④R为圆锥螺纹切削参数。

R值为零时，可省略不写，螺纹为圆柱螺纹。

⑶G92编程示例

螺纹加工程序O8901用G92编程可改写成程序O8902

O8902

G97S500M03

（外螺纹刀具到达切削起始点,导入距离6mm）

G92X23.21Z-23F1.5（完成第一层螺纹切削）

X22.76；

（完成第二层螺纹切削）

X22.40；

（完成第三层螺纹切削）

X22.10；

（完成第四层螺纹切削）

X22.01;

（完成螺纹的最后切削）

显然用G92编程的程序O8902比O8901简洁多了。

图8-9-8G76螺纹切削路线及有关参数

8．9．4螺纹切削复合循环G76

⑴复合循环螺纹加工指令G76简介

CNC发展的早期，G92单一螺纹加工循环方便了螺纹编程。

随着计算机技术的迅速发展，CNC系统提供了更多重要的新功能，这些新功能进一步简化了程序编写。

螺纹复合加工循环G76是螺纹车削循环的新功能，它具有很多功能强大的内部特征。

使用G32方法的程序中，每刀螺纹加工需要4个甚至5个程序段；

使用G92循环每刀螺纹加工需要一个程序段，但是G76循环能在一个程序段或两个程序段中加工任何单头螺纹。

在机床上修改程序也会更快更容易。

如图8-9-8所示，表明G76指令的加工动作。

G76螺纹加工循环需要输入初始数据。

⑵复合螺纹加工循环指令G76格式

G76指令格式：

G76P（mrα）Q（最小切深）R（精加工余量）；

G76X（U）Z（W）P（牙高）Q（最大切深）R（锥螺纹参数）F（导程）；

FANUC0i复合螺纹加工循环指令G76格式分两个程序段，格式中各参数含义如下表：

表8-9-1G76格式说明

第一程序段：

G76P（mrα）Q～R～

P～

（m）

精加工重复次数，为1~99的两位数

（r）

倒角量，当螺距为L，从0.0L到99L设定，单位为0.1L，为1~99的两位数

（α）

刀尖角度，选择80°

、60°

、55°

、30°

、29°

、0°

六种中的一种，由两位数规定。

Q～

为最小切深（用半径值指定）切深小于此值时，切深钳在此值

R～

精加工余量（微米）

第二程序段：

G76X（U）Z（W）R～P～Q～F～

X（U）Z（W）

螺纹最后切削的终端位置的X、Z坐标，X（U）表示牙底深度位置

第一刀切削深度，半径值，正值，（微米）

牙高，半径值，正值（微米）

锥螺纹半径差；

圆柱直螺纹切削省略。

F～

螺距正值

⑶G76外螺纹切削编程示例

螺纹加工程序O8901用G76编程可改写成程序O8903

O8903

N30G76P011060Q100R0.1；

（螺纹参数设定）

N40G76X22.01Z-23.P920Q320F1.5；

M30（程序结束）

显然用G76编程的程序O8903比O8901和O8902又简洁多了。

G76程序段N30，N40说明：

程序段“N30G76P011060Q100R0.1；

”中：

P011060表示：

精加工次数是一次；

倒角量为一个导程；

刀尖角度60°

。

Q100表示：

最小切深钳制在半径值100微米

R0.1：

表示精加工余量0.1mm

程序段“N40G76X22.01Z-21.P920Q320F1.5；

”中

X22.01Z-23.表示：

牙底深度X值为X22.01；

螺纹切削Z终点Z-23.

P920表示：

牙高为半径值920微米

Q320表示：

第一刀切深为半径值320微米

F1.5表示：

螺距1.5mm

8．9．5内螺纹切削编程示例

试编写图8-9-9所示工件的内螺纹加工程序。

1．工艺设计

螺纹加工前的底孔直径≈公称直径d—P＝30－2＝28；

确定工件坐标系如图8-9-9；

设计螺纹切削循环G76起点在（X24，Z6），选择X24不仅保证刀具X向与实体的安全间隙，又避免螺纹刀退出时碰撞工件。

Z6是螺纹切削导入距离6mm。

如图8-9-9。

图8-9-9内螺纹示例工件及加工相关设计

设计螺纹最后一刀切削的终点（与起点相对形成矩形切削区域）坐标是（X30，Z－35）。

X30为内螺纹的牙底直径。

Z－35保证刀具足够切出距离，又不至于让刀具碰撞到夹具。

内螺纹的其它切削参数计算如下：

2≈1.22（mm）

走刀次数=2.8P+4≈9；

（mm）

拟定主轴转速使用恒定转速400r/min,进给量则是导程2mm／r。

2．内螺纹加工程序

设螺纹底孔已经加工完毕，内螺纹加工程序O8904如下：

O8904；

G21G99；

G97S400M03；

N20G00X24Z6M08；

N30G76P011060Q130R－0.1；

（注意：

内螺纹精加工余量取负值）

N40G76X30Z-35.P1220Q400F2；

G00X100Z100M09；

M05；

M30；

（程序结束结束）