攻丝工艺编程

6。

5 攻丝工艺编程
6.5。

１ 攻丝加工得内容、要求
用丝锥在工件孔中切削出内螺纹得加工方法称为攻螺纹;
攻丝加工得螺纹多为三角螺纹,为零件间连接结构,常用得攻丝加工得螺纹有;牙型角为６0°得公制螺纹,也叫普通螺纹;牙型角为5５°得英制螺纹;用于管道连接得英制管螺纹与圆锥管螺纹、本节主要涉及得攻丝加工得就是公制内螺纹,熟悉有关螺纹结构尺寸、技术要求得常识,就是学习攻丝工艺得重要基础、
普通螺纹得基本尺寸如下:
(1)螺纹大径:d=D (螺纹大径得基本尺寸与公称直径相同)
(2)中径: d2＝D2＝ｄ－０。

6495Ｐ
(３)牙型高度:H ＝O 。

5413P
(４)螺纹小径:d1=D １＝d-1、0825Ｐ
如图6—5-１中Ｍ1０-7H 得螺纹,为普通右旋内螺纹。

查表得螺距Ｐ＝１、５,其基本尺寸:
螺纹大径:D=１０;
螺纹中径: D ２=D —0。

6495P=９。

０2
螺纹小径:D1＝D —1、０８25P ＝８、36
中径公差带代号7Ｈ
小径公差带代号7H
牙型高度:Ｈ＝O 。

5413Ｐ＝0、８２
螺纹有效长度:Ｌ＝20。

0
螺纹孔口倒角:C １、
5 图6-5-1需要攻丝加工得工件图样
图6-5-2丝锥基本结构
6.５。

2 丝锥及选用
丝锥加工内螺纹得一种常用刀具,其基本结构就是一个轴向开槽得外螺纹,如图６-５—2所示。

螺纹部分可分为切削锥部分与校准部分。

切削锥磨出锥角,以便逐渐切去全部余量;校准部分有完整齿形,起修光、校准与导向作用。

工具尾部通过夹头与标准锥柄与机床主轴锥孔联接。

攻丝加工得实质就是用丝锥进行成型加工, 丝锥得牙型、螺距、螺旋槽形状、倒角类型、丝锥得材料、切削得材料与刀套等因素,影响内螺纹孔加工质量。

根据丝锥倒角长度得不同,丝锥分为:平底丝锥;插丝丝锥;锥形丝锥。

丝锥倒角长度影响CNC 加工中得编程深度数据。

丝锥得倒角长度可以用螺纹线数表示,锥形丝锥得常见线数为8～１0,插丝丝锥为3~5,平底丝锥为１~1.5。

各种丝锥得倒角角度也不一样,通常锥形丝锥为４°～5°,插丝丝锥为
8°~13°,平底丝锥为25°～３5°。

盲孔加工通常需要使用平底丝锥,通孔加工大多数情况下选用插丝丝锥,极少数情况下也使用锥形丝锥。

总地说来,倒角越长,钻孔留下得深度间隙就越大。

与不同得丝锥刀套连接,丝锥分两种类型:刚性丝锥,见图６—5-3;浮动丝锥(张力补偿型丝锥,见图6－5－４。

浮动型丝锥刀套得设计给丝锥一个与手动攻丝所需得类似得“感觉”,这种类型得刀套允许丝锥在一定得范围缩进或伸出,而且,浮动刀套得可调扭矩,用以改变丝锥张紧力、 使用刚性丝锥则要求ＣNC 机床控制器具有同步运行功能,攻丝时,必须保持丝锥导程与主轴转速之间得同步关系:进给速度＝导程×转速。

除非CNC 机床具有同步运行功能,支持刚性攻丝,否则应选用浮动丝锥,但浮动型丝锥较为昂贵。

浮动丝锥攻丝时,可将进给率适当下调5％,将有更好得攻丝效果,
当给定得Ｚ向进给
图6-5-3刚性丝锥 图6-5-4浮动丝锥
速度略小于螺旋运动得轴向速度时,锥丝切入孔中几牙后,丝锥将被螺旋运动向下引拉到攻丝深度,有利于保护浮动丝锥,一般,攻丝刀套得拉伸要比刀套得压缩更为灵活。

数控机床有时还使用一种叫成组丝锥得刀具,其工作部分相当于２~3把丝锥串联起来,依次分别承担着粗精加工、这种结构适用于高强度、高硬度材料或大尺寸、高精度得螺纹加工。

６.5.３ ＣN Ｃ机床攻丝工艺与编程得要点
1.攻螺纹动作过程
攻丝就是CN Ｃ铣床与C ＮC 加工中心上常见得孔加工内容,首先把选定得丝锥安装在专用攻丝刀套上,最好就是具有拉伸与压缩特征得浮动刀套。

攻丝步骤如下:
第１步: X 、Ｙ定位、
第２步:选择主轴转速与旋转方向。

第３步:快速移动至R 点
第4步:进给运动至指定深度。

第5步:主轴停止。

第6步:主轴反向旋转。

第7步:进给运动返回。

第8步:主轴停止。

第９步:快速返回初始位置。

第10步:重新开始主轴正常旋转。

２、攻丝循环Ｇ8４、 G74格式
⑴ 指令格式
:
图6-5-5加工右旋螺纹G84循环与加工左旋螺纹G 74循环
攻左旋螺纹:G７4 X～Y～Z～R～Ｐ～F～;
攻右旋螺纹:Ｇ84 X~Y～Z~Ｒ~P~Ｆ~;
⑵孔加工动作:
如图６-5-5所示,Ｇ74循环用于加工左旋螺纹,执行该循环时,主轴反转,在XY平面快速定位后快速移动到Ｒ点,执行攻螺纹到达孔底后,主轴正转退回到R点,主轴恢复反转,完成攻螺纹动作、
Ｇ８４动作与G74基本类似,只就是G84用于加工右旋螺纹。

执行该循环时,主轴正转,在Ｇ1７平面快速定位后快速移动到Ｒ点,执行攻螺纹到达孔底后,主轴反转退回到R点,主轴恢复正转,完成攻螺纹动作、
攻螺纹时进给率根据不同得进给模式指定。

当采用Ｇ９4模式时,进给速度=导程×转速。

当采用Ｇ95模式时,进给量=导程。

在G7４与G8４攻螺纹期间,进给倍率、进给保持均被忽略。

⑶攻内螺纹程序例
试用攻螺纹循环编写如图6－５-6中两螺纹孔得加工程序。

Ｏ6５0０;
……
N050G９5Ｇ9０G00 Ｘ０Y0;
(加工右旋螺纹M12)
M０3 S10０
Ｇ99G８4 Ｘ-２5、０Ｙ0Z－24 R10.０F1、75;
………
(换左旋螺纹丝锥,加工左旋螺纹M1２LＨ)
M04S100;
图6-5-6工件中两螺纹孔G98 G74 X２5.0 Y0 Z-24、0 Ｒ1０．0 F1.75;
Ｇ8０G94 G91 G28 Z０;
3.攻丝工艺数据得确定
⑴底孔直径大小
丝锥攻内螺纹前,先要有螺纹底孔,理论上,底孔直径就就是螺纹得小径,底孔直径大
小确定,要考虑到工件材料塑性大小及钻孔扩张量等因素。

丝锥攻螺纹时,伴随较强得挤压作用。

因此,金属产生塑性变形形成凸起并挤向牙尖,攻出螺纹得小径小于底孔直径,因此,攻螺纹前得底孔直径应稍大于螺纹小径,否则攻螺
纹时因挤压作用,使螺纹牙顶与丝锥牙底之间没有足够得容屑空间,将丝锥箍住,甚至折断
丝锥。

此种现象在攻塑性较大得材料时将更为严重。

但就是底孔不宜过大,否则会使螺纹牙型高度不够,降低连接强度。

底孔直径大小,要根据工件材料塑性大小及钻孔扩张量考虑,按经验公式计算得出:
①在加工钢与塑性较大得材料及扩张量中等得条件下:
Ｄ钻＝D－P
式中:D钻—攻螺纹钻螺纹底孔用钻头直径,ｍｍ;
Ｄ-螺纹大径,mm;
Ｐ—螺距,mm。

②在加工铸铁与塑性较小得材料及扩张量较小得条件下:
D钻＝D－(1.０5～1。

1)Ｐ
⑵攻螺纹底孔深度得确定
丝锥攻丝得编程深度与丝锥得切削锥角形状有关,为了正确地加工一个螺纹孔,必须根据所加工孔得结构特征与规格来选择丝锥,丝锥得切削锥角形状或锥角得长度不仅影响丝锥攻丝得编程深度,而且影响预加工孔得编程深度。

攻不通孔螺纹时,由于丝锥切削部分有锥角,端部不能切出完整得牙型,所以钻孔深度要大于螺纹得有效深度。

一般取:
H钻＝h有效+0。

7D
式中:Ｈ钻-底孔深度,mm;
h有效—螺纹有效深度,ｍm;
D—螺纹大径,mm。

⑶工艺计算例:
分别计算在钢件与铸铁件上攻M10螺纹时得底孔直径各为多少?若攻不通孔螺纹,其螺纹有效深度为30mｍ,求底孔深度为多少?
解: M１0 ,P=1。

５mm。

钢件攻螺纹底孔直径:
D钻＝D—P=10-1、5—8。

5(mm)
铸铁件攻螺纹底孔直径:
D钻＝Ｄ—(１。

０5~１.１)P
＝10—(1、05～１。

１)１.５
=１0－(1、57５~１.6５)
=8。

４25~8。

3５(mm)。

取D钻=8、4(ｍｍ)(按钻头直径标准系列取一位小数)
底孔深度:H钻= h有效+0。

7D=2０+0。

７×１0＝2７(ｍｍ)
⑷孔口倒角
用锪钻或钻头在孔口倒角,其直径应大于螺纹大径尺寸。

这样,可使丝锥开始时容易切入,并可防止孔口得螺纹牙崩裂、
⑸ R平面得值
观察如下得攻丝程序:
G９0 G54 G00 X１00。

0 Ｙ150。

0 Ｓ5０0 M03Ｔ06
Ｇ43Ｚ5０、0 H0５M08
G9９Q8４R1０.0 Ｚ-２０.０F7５0、0
G80…
例中得螺纹螺距1.５㎜。

通常R平面就是攻螺纹得起点位置,Z向深度就是螺纹绝对值深度。

例中攻丝加工时,R平面得高度值为R10㎜,一般要比钻孔、铰孔、单点镗以及其它孔加工循环中使用得R值要高一些,而且其进给率通常也很大。

但这些值得选择都就是有原因得,因为设计得攻丝加工运动要符合CNＣ同步运行控制特点。

当主轴处于特定转速时,进给运动得速度必须达到相应得定值才能正确加工螺纹。

如,当主轴5０0ｒ/min时,加工螺距为1．5ｍｍ得螺纹,进给速度必须达到１。

5×50０＝75０(mm/min)得速度时加工得螺纹才就是正确得。

因此,数控机床得螺纹加工时,无论就是车削螺纹还就是攻内螺纹,在拟定螺纹加工路线时,须设置足够长得进给运动得升速段与降速段。

6、５。

４攻内螺纹工艺编程实例
如图6－5—１零件,毛坯就是钢件,材料为 (4５钢),上表面及槽已加工,本课题加工4×Ｍ１0－7H得四个螺纹孔,4-M10—7H为普通右旋内螺纹,螺距P＝1.５,其大径１0;中径７H、小径公差带代号７H;螺纹有效长度:L＝１5。

0;螺纹孔口倒角:C１、５。

1.实例工艺分析
⑴螺纹孔加工过程分析:
加工４×M10螺纹得方法就是,先用φ１８mm点钻(钻头角9０0)加工4×M10得引正孔并同时完成Ｃ1、５孔口倒角,再钻4×Ｍ10底孔,最后攻丝4×Ｍ10。

⑵孔加工循环得选择:
φ1８mm点钻加工引正孔、孔倒角应用G8２孔加工循环,4×M１０底孔加工用G81孔加工循环, 4×Ｍ1０就是右旋螺纹,攻丝理应用G８4孔加工循环。

⑶坐标系及螺纹孔ＸY位置值:
坐标系设定如图6－5-1,4×M１0得XY坐标分别就是1#(33,30);2#-(－３3,30);3＃(－33,-30);４#(33,-30)。

⑷孔加工循环得高度平面选择
Ｚ向Ｒ面高度:对G8１、G82为螺纹孔上表面上方3㎜,对G84应大一点,为螺纹孔上表面上方10㎜比较保险。

初始平面高度:为螺纹孔上表面上方2０㎜、
孔底面高度:
①钻φ8、5底孔孔底面高度:考虑到钻头角以及通孔得因素,取下表面下方3mm。

②φ1８mm点钻加工孔倒角
钻头角为900,倒角Ｃ1,则深度位置在上表面下方:１㎜+0.5 Ｄ=1+0.5×1０＝6㎜。

③对丝锥深度位置:取:Z-2７。

⑸攻螺纹底孔直径得确定
攻螺纹底孔直径:D钻＝D－P＝1０－1。

５＝８.５(mｍ)
⑹钻削用量得计算
设零件材料为灰口铸铁(HT20０),攻4－M10螺纹丝锥刀具材料为高速钢。

f=１、5㎜／r,取v＝1２ｍ/min
主轴转速,Ｓ=1000 V/πD≈318×１2÷１0≈３80r/min
则Ｆ＝1、５×S=1、5×３80=５７0㎜/mｉｎ
浮动刀套可下调5%,则修改Ｆ＝570×０、95≈5４0㎜/ｍin
2。

孔加工编程
加工程序编制如下:
O6501
(Ｔ0１—１8mｍ直径得点钻)
G21 G17 G40 G80 T０1
T0１M06
G9０G54 Ｇ00 Ｘ33Y30 S3５0 M03 T0２
G４3 Z５０、0 H01 M08
G99 G82 R５、０Ｚ-6.5 P１０0 F35
M98 Ｐ6502
G80 Z5０、0 M０９
Ｇ４9 G2８ Z10、0 M05
M0１
(T02—８.5ｍm直径钻头加工底孔)
T0２M06
Ｇ90 G５４Ｇ00 Ｘ33 Y3０ S600 M０3
G43 Z５0。

0 Ｈ02 M0８
G９9 Ｇ81R5、０Z—３５、0 F5０
Ｍ９8 P６５02
G8０ Z50。

0 M09
G28 Z5０.0 M05
Ｍ０１
(Ｔ03攻螺纹)
Ｔ０3M06
G90 G５4 G0０X3３Ｙ３0 S３8０ M0３ T0３G4３ Z50、0 H03 M08
G9９Ｇ84 R１0、０Ｚ—27。

０P10０F54０M９8 Ｐ6５02
G８0 Z50、0 Ｍ09
G4９ G28 M05
M3０
2#3＃４＃孔定位子程序:
O65０2
X－33 Y３０
X-33 Y—3０
Ｘ3３Y-30
Ｍ9９;。