项目五螺纹的编程与加工

例：用螺纹切削复合循环G76代码编图5.12程序，加工螺纹 为M68×6。 程序如下： G50 X100 Z50；（设置浮动坐标系） M3 S300；（启动主轴，指定转速） G00 X80 Z10；（快速定位到加工起点） G76 P011060 Q0.1 R0.2；（进行螺纹切削） G76 X60.64 Z-62 P3.68 Q1.8 F6.0； G00 X100 Z50；（返回程序起点） M5 S0；（停主轴） M30；（程序结束）
二、螺纹编程与加工练习 在螺纹开始及结束部分，一般由于升降速的原因，会出现 导程不正确部分，考虑此因素影响，指令螺纹长度是应比实 际需要的螺纹长度要长些，一般情况下，升速长度>1.3mm， 如图5.5所示： 例3.3：加工如图5.5所示零件螺 纹导程1mm，切深1.3mm（直径 值，分两次切入）。 N0050 G01 U-1 F100 N0060 G33 W-24 P1 N0070 G0 U2 N0080 W24 N0090 G1 U-2.2 F100 N0100 G33 W-54 P1 N0110 G0 U6 N0120 W24
r：螺纹倒角量。 a：刀尖的角度 d：精加工余量 i：螺纹部分的半径差，单位： mm，i=0 为切削直螺纹； k：螺纹牙高（X 轴方向的距离用 半径值指令），单位： mm；
图 5.10
△d：第一次切削深度，半径值， 单位： mm。 F：螺纹导程，单位：mm； I：每英寸牙数。
说明： ● 用P、Q、R指定的数据，根据有无地址X（U），Z（W）来区别。 ● 循环动作由地址X（U），Z（W）指定的G76代码进行。 ● 循环加工中，刀具为单侧刃加工，刀尖的负载可以减轻. ● 第一次切入量为△d，第N次为△D× N ，每次切削量是一定的
图 5.8
例: 加工图 5.90 N0040 N0050 N0060
G00 X52 Z0 M03 S80 G92 X48.6 Z-30 P3 R-3 X47.6 X47 X46.75
注：执行完上述程序段后刀具停留在A点。
任务四 螺纹切削复合循环G76
例： 编制如图示零件的加工程序：用螺纹切削复合循环G76指令编 程，加工螺纹ZM60×2，其中括弧内尺寸根据标准得到。 O3344 N1 T0101 N2 G00 X100 Z100 N3 M03 S400 N4 G00 X90 Z4 N5 G80 X61.125 Z-30 I-1.063 F80 N6 G00 X100 Z100 M05 N7 T0202 N8 M03 S300 N9 G00 X90 Z4 N10 G76 C2 R-3 E1.3 A60 X58.15 Z-24 I-0.875 K1.299 U0.1 V0.1 Q0.9 F2 N11 G00 X100 Z100 N12 M05 N13 M30
● 考虑各地址的符号，有四种加工图形，也可以加工内螺纹。在图2-50所示的螺纹切削中
，只有B， C间用F指令的进给速度，其他为快速进给。 循环中，增量的符号按下列方法决定： U：由轨迹 A 到 C 方向决定； W：由轨迹 C 到 D 的方向决定； R（I）：由轨迹 A 到 C 的方向决定； P（K）：为正； Q（△D）：为正。 ● 关于切螺纹的注意事项，与G32切螺纹相同。 ● 螺纹倒角量的指定，对G92螺纹切削循环也有效。 ● m，r，a同用地址p一次指定。
例题
车M24×2的细牙螺纹，求中径d2、小径d1、和牙型高度h1 的基本尺寸。 解： 已知d=24，P=2，根据公式： d2=D2=d-0.6495P=24-0.6495×2=22.7（mm） h1=0.5413P=24-1.0825×2=21.83(mm) d1=D1=d-1.0825P=0.5413×2=1.08(mm) 二、螺纹车刀 螺纹车刀的选择主要考虑刀具,形状和几何角度等三个方面。 高速钢车刀用于加工塑性(钢件)材料的螺纹工件;白钢刀刃磨 螺的纹车刀,适用于加工大螺距的螺纹和精密丝等工件;硬质 合金螺纹车刀适用于加工脆性材料(铸铁)和高速切削塑性工 件。
G92 螺纹循环的执行过程，如图5.6所示：
如图5.6
1、X轴从A点快速进给到B点。 2、X、Z轴螺纹切削到C点。（包括螺纹退尾） 3、X轴快速退到D点。 4、Z轴快速退回A点。（起始点） 5、若多头螺纹，重复1～4的过程进行多头螺纹的切削。 一般螺纹切削都需要多次进刀，此时只需修改进刀终点的X坐标值 （或相对于起点的增量值）。螺纹循环结束后，坐标位置回到起 点。
（二） 三角螺纹的尺寸计算 普通螺纹是我国应用最广泛的一种三角螺纹，牙形角为 60°，它分为粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹。 粗牙普通螺纹代号标记用字母“M”及公称直径表示，如 M24、M30等。细牙普通螺纹代号标记用字母“M”及公称 直径×螺距表示，如M14×1、M30×2等。 普通螺纹的基本牙型如图。该牙型具有螺纹的基本尺寸。普 通螺纹（新国标GB196-86）的基本尺寸计算如下: 1.螺纹的公称直径是指大径的基本尺寸：d=D=公称直径 2.中径（d2、D2） d2=D2=d-0.6495P 3.牙型高度（h1 ） h1=0.5413P 4.螺纹小径（d1、D1） d1=D1=d-1.0825P
一、螺纹切削复合循环G76
指令格式：G76 P（m）（r）（a） Q（△dmin） R（d）； G76 X（U）Z（W）R（i） P（k） Q（△d） F（I） ； 指令功能：系统根据指令地址所给的数据自动计算并进行多 次螺纹切削循环螺纹加工完成，指令轨 迹如图 5.10 所示。 X、Z：螺纹终点（螺纹底部）坐标值，单位：mm； U、W：螺纹终点相对加工起点的坐标值，单位：mm； m：最后精加工的重复次数 1～99，此指定值是模态的，在 下次指定前均有效。
任务二 螺纹车削指令G33
一、螺纹切削G32 指令格式：G00 X Z G32 X（U） Z（W） F（I） 其中：G00 X Z ——定位 X（U）、Z（W）——螺纹终点的绝对或相对坐标。（省略X 时为直螺纹） F——公制螺纹导程。 单位：mm 范围：0.001~500mm I——英制螺纹导程。 单位：牙/英寸 范围：0.06~25400 牙/英寸
G32指令可以加工公、英制等螺距的直螺纹、锥螺纹、内螺 纹、外螺纹等常用螺纹。当G32指令中X（U）坐标值非零时 表示加工锥螺纹。在主轴正转情况下，正方向切削为右旋螺 纹。负方向切削为左旋螺纹，主轴反转时则相反，如图5.4所 示：
一般加工螺纹时从粗车到精车同一轨迹要进行多次螺纹切削 ，因为螺纹切削开始是从检测到主轴编码器的第一转信号后 才开始的，因此进行多次螺纹切削零件圆周上的切削点仍是 相同的，但必须保证主轴转速不变，当主轴转速发生变化时 螺纹会产生少许误差。螺纹加工需要与主轴速度相适应。主 轴转速过高会因系统响应不上使螺纹乱牙。推荐主轴转速应 满足下试： N×R≤3000 其中：N——主轴转速 单位：转/分 最高转速小于2000转/分 R——螺纹导程 单位：mm 英制螺纹时将其换算 成公制计算。
项目五 螺纹的编程与加工
任务一 螺纹车削基础知识
一、螺纹切削参数 （一）螺纹基本术语及定义 1.螺旋线：螺旋线是指沿着圆柱表面运动质点的轨迹，该点 的轴向位移与相应的角位移成定比。 2.螺纹在圆柱表面上，沿着螺旋线所形成的，具有相同剖面 的连续凸起和沟槽称为螺纹。 3.螺纹的牙型、牙型角和牙型高度 螺纹牙型是指通过螺纹轴线剖面上的螺纹轮廓形状。 牙型角是指在螺纹牙型上，相邻两牙侧间的夹角。 牙型高度是指在螺纹牙型上，牙顶到牙底之间，垂直于螺纹 轴线方向的距离。
图 5.5
任务三 螺纹切削循环G92
一、螺纹切削循环G92 指令格式：G00 X Z G92 X（U） Z（W） F(I) J K L 其中：G00 X Z —定位 X（U）、Z（W）—螺纹终点的坐标位置 F—公制螺纹螺距。 范围：0.0025－100mm I—英制螺纹导程。 范围：100－0.25牙/英寸 J—螺纹退尾时X轴方向的移动距离。当K≠0时省略I则默认 I=2×K即45°方向退尾，J为半径值。 K—螺纹退尾时退尾起点距终点在Z方向的距离。 R—螺纹起点与螺纹终点的直径之差（螺纹锥度，省略R为直 螺纹）。 L—多头螺纹的螺纹头数（省略L为单头螺纹）。
4.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。 5.螺纹直径 （1）公称直径代表螺纹尺寸的直径，指螺纹大径的基本尺 寸。 （2）大径（d、D） 指与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的 假想圆柱面的直径，外螺纹大径用d表示，内螺纹大径用D表 示。 （3）小径（d1、D1）指与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合 的假想圆柱面的直径，外螺纹小径用d1表示，内螺纹小径用 D1表示。 （4）中径（d2、D2）指一个假想圆柱（中径圆柱）的直径 ，该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。
G92加工的几种方式如图5.7
如图5.7
二、螺纹编程加工实例 例: 加工图 5.8所示的米制圆柱螺纹。 N0010 G0 X22 Z2 N0020 M03 S80 N0030 G92 X18.9 Z-50 R2.5 N0040 X18.2 N0050 X17.5 N0050 X17.3 注：执行完上述程序段 后刀具停留在A点。
车刀的几何角度有三个(1)刀尖角ε应等于牙型角,车削普通三 角形螺纹是60°;(2)前角Υ一般为0°~15°,螺纹车刀的径向前 角对牙形角有很大的影响,对精度高的螺纹径向前角可适当取 小一些(约0°~5°);(3)后角α一般为5°~10°,因螺纹升角的影 响,两后角大小应该磨成不同,进刀方向一面应稍大一些.但对 大直径,小螺距的三角形螺纹,这种影响可忽略不计。刃磨车 刀时要根据粗,精车的要求,刃磨出合理的前,后角.粗车刀前角 大,后角小,精车刀则相反。车刀的左右刀刃必须是直线,无崩 刃.刀尖角的刃磨比较困难,为保证磨出准确的刀尖角,在刃磨 时用螺纹角度样板测量刀尖角。测量时,把刀尖角与样板贴合 ,对准光源,仔细观察两边贴合的间隙,并以此为依据进行修磨 。另外车刀磨损过大时会引起切削力增大,顶弯工件,出现啃 刀现象，此时应对车刀加以修磨。