电子课件 数控车床编程与操作项目教程 NO5螺纹类零件的数控车削加工.ppt

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1、数控车床编程与数控车床编程与操作项目教程操作项目教程任务一圆锥螺纹类零件的数控车削加工项目五项目五 螺纹类零件的数控车削加工螺纹类零件的数控车削加工任务二圆柱螺纹类零件的数控车削加工项目五项目五 螺纹类零件的数控车削加工螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一学习目标学习目标（1）掌握三角形螺纹尺寸的计算方法和工艺安排。（2）掌握数控车床螺纹车刀的对刀方法。（3）掌握数控车床螺纹类零件的编程方法。任务引领任务引领 制定图5-1所示零件的数控加工刀具卡及加工工序卡，并编写加工程序。图图5-1 5-1 圆柱螺纹类零件加工实例圆柱螺纹类零件加工实例圆柱螺

2、纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一 螺纹的加工工艺 一、普通螺纹是我国应用最为广泛的一种三角形螺纹，牙型角为60。普通螺纹分为粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹两类。粗牙普通螺纹的螺距是标准螺距，其代号用字母“M”及公称直径表示，如M16、M12等。细牙普通螺纹的代号用字母“M”及公称直径螺距表示，如M241.5、M272等。普通螺纹又分为左旋螺纹和右旋螺纹两类，左旋螺纹应在螺纹标记的末尾处加注“LH”字，如M201.5LH等，未注明的为右旋螺纹。关联知识关联知识圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一 螺纹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

3、线的距离。根据GB/T 4459.11995普通螺纹国家标准规定，普通螺纹的牙型理论高度H=0.866P，但在实际加工中，由于螺纹车刀半径的影响，螺纹实际牙型高度可按下式计算：h=H-2（H/8）=0.649 5P 式中，P为螺距(mm)。螺纹牙型高度螺纹牙型高度1.圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一 螺纹加工中，径向起点（编程大径）的确定取决于螺纹大径。例如，加工M302-6g的外螺纹，由GB/T 4459.11995可得：螺纹大径的基本偏差为 es=0.038 mm，公差为Td=0.28 mm，螺纹大径尺寸为 mm。因此，编程大径应在此范围内选取。螺纹起点与螺纹

4、终点径向尺寸的确定螺纹起点与螺纹终点径向尺寸的确定2.圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一 径向终点（编程小径）取决于螺纹小径。因为螺纹大径确定后，螺纹的总切深在加工中由螺纹小径控制。可按下列公式计算：d=d-2（7/8-R-es/2+1/2Td2/2）=d7/4H+2ResTd2/2 式中，d为螺纹公称直径（mm）；H为螺纹原始三角形高度（mm）；R为牙底圆弧半径（mm），一般取R=（1/81/6）H；es为螺纹中径基本偏差(mm)；Td2为螺纹中径公差(mm)。圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一螺纹切削时的注意事项螺纹切削时的注意事项3

5、.螺纹切削时应注意在两端设置足够的升速进刀段1和降速退刀段2。圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一螺纹切削时的注意事项螺纹切削时的注意事项4.当螺纹牙型深度较深、螺距较大时，螺纹加工可分次进给，每次进给的背吃刀量用螺纹深度减去精加工背吃刀量所得的差按递减规律分配，常用螺纹切削的进给次数与背吃刀量见表5-1。圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一 加工螺纹时，应特别注意螺纹车刀的安装方向（正向、反向）、主轴旋转方向（M03、M04）、刀架配置方式（前置刀架、后置刀架）、螺纹旋向（左旋、

6、右旋）和进给方向（从右至左、从左至右）之间的关系。切槽刀的切槽刀的X X方向对刀方向对刀2.圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一 单行螺纹切削 二二、圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一 如图5-2所示，对于锥螺纹，当小于45时，螺纹导程以Z轴方向指定；为4590时，螺纹导程以X轴方向指定。螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段1和降速退刀段2。图图5-2 5-2 螺纹切削螺纹切削G32G32圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一 如图5-3所示，锥螺纹导程为3.5 mm，1=2 mm，2=1 mm，每次背吃刀量为1

7、 mm，其加工程序为 图图5-3 5-3 螺纹切削螺纹切削G32G32加工实例加工实例圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一N05 G00 X12.0；N10 G32 X41.0 W-43.0 F3.5；N15 G00 X50.0；N20 W43.0；N25 X10.0；N30 G32 X39.0 W-43.0；N35 G00 X50.0；N40 W43.0；该指令编写螺纹加工程序复杂，计算量大，一般很少使用。圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一 螺纹切削循环 三三、螺纹切削循环G92为简单螺纹循环，该指令可以切削锥螺纹和圆柱螺纹，其循环路线与

8、单一形状固定循环指令基本相同，只是F后边的进给量改为螺距值，其格式为 G92 X（U）Z（W)IF；图5-4所示为螺纹切削循环G92。刀具从循环开始，按ABCD进行自动循环，最后又回到循环起点A。图中虚线表示按R快速移动，实线表示按F指定的工作进给速度移动。X、Z为螺纹终点（C点）的坐标值；U、W为螺纹终点坐标相对于螺纹起点的增量坐标；I为锥螺纹起点和终点的半径差（有正、负之分，加工圆柱螺纹时为零，可省略）。圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一图图5-4 5-4 螺纹切削循环螺纹切削循环G92G92圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一 图5-

9、5所示为螺纹切削循环G92加工实例。螺纹的螺距为2 mm，车削螺纹前工件直径为58 mm，第1次切削量为0.4 mm,第2次切削量为0.3 mm，第3次切削量为0.25 mm,第4次切削量为0.15 mm。采用绝对值编程，其加工程序如下：图图5-5 5-5 螺纹切削循环螺纹切削循环G92G92加工实例加工实例圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一N001 G54；N002 M03 S800 T0101；N003 G00 X58.0 Z71.0；N004 G92 X47.2 Z12.0 F2.0；N005 X46.6；N006 X46.1；N007 X45.8；N008

10、G00 X220.0 Z200.0 T0000；N009 M05；N010 M30；圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一 在使用螺纹切削单一固定循环(G92)时，需要注意以下几方面：（1）在螺纹切削过程中，按下循环暂停键时，刀具立即按斜线回退，然后先回到X轴的起点，再回到Z轴的起点，且在回退过程中不能暂停。（2）若在单段方式下执行G92循环，则每执行一次循环必须按4次“循环启动”键。（3）G92指令是模态指令，当Z轴移动量没有变化时，只需对X轴指定其移动指令即可重复执行固定循环动作。（4）在G92指令执行过程中，进给速度倍率和主轴速度倍率均无效。圆柱螺纹类零件的数控车

11、削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一 螺纹车刀对刀 四四、螺纹车刀的螺纹车刀的Z Z方向对刀方向对刀1.手动模式下移动螺纹车刀，使刀尖与工件右端面平齐（见图5-6）。为保证对刀精度，可借助直尺确定，然后按键，进入刀补界面。按“补正”键 ，把刀具的 Z 方向的偏移值输入到相应刀具长度补偿中，自动测出刀具补偿值并反映到系统中。图图5-6 5-6 螺纹车刀螺纹车刀Z Z方向对刀示意图方向对刀示意图圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一 手动模式下按“主轴正转”键，使主轴转动。选择相应的倍率，移动螺纹车刀，沿着外圆-Z方向（长约35 mm）试切外圆，后保持刀具X 方向位置不

12、变，再沿+Z 方向退出刀具，使主轴停转，如图5-7所示。使用千分尺测量出外圆直径，按键，进入刀补界面。按“补正”键，把刀具的X方向的偏移值输入到相应刀具长度补偿中，自动测出刀具补偿值并反映到系统中。螺纹车刀的螺纹车刀的X X方向对刀方向对刀2.图图5-7 5-7 螺纹车刀螺纹车刀X X方方向对刀示意图向对刀示意图圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一 图5-1所示的零件由外圆柱面、槽及螺纹构成，其中，28 mm外圆柱面直径处加工精度较高，并需加工M24 mm1.5 mm的螺纹，材料为45号钢，选择毛坯尺寸为32 mm90 mm。任务实践任务实践圆柱螺纹类零件的数控车削加

13、工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一实训十一 圆柱螺纹的车削加工分析零件图分析零件图1.确定工件的装夹方式确定工件的装夹方式2.圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一 此工件是一个实心轴，并且轴的长度不长，所以采用工件的右端面和32 mm外圆作为定位基准。使用普通三爪卡盘夹紧工件，取工件的右端面中心为工件坐标系的原点，对刀点选在（100，100）处。确定数控加工刀具及加工工序卡确定数控加工刀具及加工工序卡3.圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一 此工件是一个实心轴，并且轴的长度不长，所以采用工件的右端面和32 mm外圆作为定位基准。使用普通三爪

14、卡盘夹紧工件，取工件的右端面中心为工件坐标系的原点，对刀点选在（100，100）处。圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一选择切削用量选择切削用量4.圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一 螺纹牙型深度：h=0.65P=0.651.5 mm=0.975 mm D大D公称-0.1P24一0.11.523.85 mm D小D公称1.3P241.31.522.05 mm 螺纹加工分为 4刀，第 1刀车到23.00 mm；第 2刀车到22.40 mm；第3刀车到22.10 mm；第4刀车到22.05 mm。螺纹有关参数计算螺纹有关参数计算5.圆柱螺纹类零

15、件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一编写加工程序编写加工程序6.圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一进行数控车削模拟加工进行数控车削模拟加工7.圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一 运用数控车削模拟加工软件来模拟数控车削加工。填写实训报告填写实训报告8.圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一圆柱螺纹类零件的数控车削加工圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务一学习目标学习目标（1）掌握三角形圆锥螺纹尺寸的计算方法和工艺安排。（2）掌握螺纹的检测方法。（

16、3）掌握数控车床螺纹切削复合循环指令的编程及应用。任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工任务引导任务引导 零件材料为45号钢，制定图5-9所示车削零件的数控加工刀具卡及加工工序卡，并编写加工程序。图图5-9 5-9 圆锥螺纹类零件加工实例圆锥螺纹类零件加工实例任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工 螺纹切削复合循环 一、螺纹切削复合循环的指令格式为 G76 P(m）(r）(a）Q(dmin）R(d)；G76 X(U)Z(W)R(i）P(k）Q(d）F；其中，m为精加工重复次数(0199)；r为倒角量，即螺纹切削退尾处（45）的Z向退刀距离，当螺距

17、由 L 表示时，r 可以设定为0.1L到9.9L，单位为0.1L(两位数从00 到99)；a为刀尖角度，可以选择80、60、55、30、29或0，由2 位数规定。关联知识关联知识任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工 图5-10所示为G76螺纹切削复合循环的刀具运动轨迹及进刀轨迹。以加工圆柱外螺纹为例，刀具从循环起点 A 处，以G00方式沿X向进给至螺纹牙顶X坐标处（B点，该点的X坐标值=小径+2k），沿基本牙型一侧平行的方向进给见图5-10(b)，X向切深为d，再以螺纹切削方式切削至离Z向终点距离为r处，倒角退刀至D点，X向退刀至E点，最后返回A点，准备第2刀切削循环

18、。其加工程序分多刀切削循环，直至循环结束。任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工图图5-10 G765-10 G76螺纹切削复合循环的刀具运动轨迹及进刀轨迹螺纹切削复合循环的刀具运动轨迹及进刀轨迹任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工图5-11所示的螺纹加工程序为 G80 G00 X80.0 Z130.0；G76 P011060 Q100 R200；G76 X55.564 Z25.0 P3680 D1800 F6.0；图图5-11 5-11 螺纹切削复合循环加工示例螺纹切削复合循环加工

19、示例任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工 螺纹检测 二、螺距与牙型角检测螺距与牙型角检测1.螺距是由车床的运动关系保证的，螺距的检验方法主要有钢尺测量和螺纹牙规检测两种方法。（1）钢尺测量。用钢尺测量若干个螺距的长度，然后除以螺距数，就可以得到测量零件的螺距。一般测量长度取10个螺距。用这种方法测量螺距误差较大，常用于测绘、粗略检查。任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工 （2）螺纹牙规检测。螺纹牙规是一种通用的检测螺纹螺距的工具，每把螺纹牙规一般由若干个螺距样板组成，如图5-12所示。测量时，用被测量螺纹相近的螺距样板压在螺纹沟槽中，通过观察

20、样板与螺纹的贴合程度判断螺纹的螺距和牙型角的误差值。图图5-12 5-12 螺纹牙规与测量螺纹牙规与测量任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工 （1)螺纹千分尺测量法。螺纹中径常用螺纹千分尺(见图5-13)测量，其使用方法与一般的外径千分尺基本相同。螺纹千分尺配套有各种牙型和螺距的测头。测量前，先选择测头并安装好。测头的触头正好与螺纹的牙型面接触，所得的读数就是被测量螺纹中径的实际尺寸。螺纹中经测量螺纹中经测量2.图图5-13 5-13 螺纹千分尺螺纹千分尺任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工 （2）三针测量法。三针测量法是一种间接简易测量外螺

21、纹中径的比较精密的方法。此方法不受牙型的限制，主要用于测量一些精度要求较高、螺旋角小于4的螺纹和蜗杆。测量时将直径相同的三根量针放在被测螺纹的沟槽里，其中两根放在同侧相邻的沟槽里，另一根放在对面与之相对应的中间沟槽内。图图5-14 5-14 三针测量法测量螺纹中径三针测量法测量螺纹中径任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工 螺纹经过测量直径、螺距、牙型和表面粗糙度后，最后用螺纹环规和塞规（见图5-15）测量螺纹的精度。螺纹环规和塞规都是由一个通规和一个止规组成的。其检验规则是“通规通、止规止螺纹合格；通规不通、止规不止螺纹不合格”。用螺纹环规或塞规的通规拧入被检测螺纹，

22、若通规通过，再用止规检验，两者符合规则，则被检验的螺纹合格；若两者当中有一个不符合规则，则被检验的螺纹不合格。综合测量综合测量3.图图5-15 5-15 螺纹环规和塞规螺纹环规和塞规任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工 图5-9所示的零件由外圆柱面、槽及圆锥螺纹构成。其中，30 mm外圆柱面直径处加工精度较高，并需加工螺距1.5 mm的圆锥螺纹，其材料为45号钢，选择毛坯尺寸为30 mm的棒料。工件坐标系设置在零件的右端面回转中心处，并计算P1、P2、P3、P4和P5的基点坐标(见图5-16)，其基点坐标如

23、表5-6所示。任务实践任务实践实训十二 圆锥螺纹的车削加工分析零件图分析零件图1.任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工图图5-16 5-16 圆锥螺纹零件分析图圆锥螺纹零件分析图任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工确定工件的装夹方式确定工件的装夹方式2.此工件是一个实心轴，并且轴的长度不长，所以采用工件的右端面和30 mm外圆作为定位基准。使用普通三爪卡盘夹紧工件，取工件的右端面中心为工件坐标系的原点，换刀点选在（100，150）处。任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工确定数控加工刀具卡及加工工序卡确定数控加工刀具卡

24、及加工工序卡3.任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工选择切削用量选择切削用量4.任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工t=0.65P=0.651.5 mm=0.975 mm D1大 D公称-0.1P18-0.11.5 mm17.85 mm D2大 D公称-0.1P14-0.11.5 mm13.85 mm D1小 D公称-1.3P18-1.31.5 mm16.05 mm 螺纹有关参数计算螺纹有关参数计算5.任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工编写加工程序编写加工程序6.任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工进行数控模拟加工进行数控模拟加工7.在数控车床上模拟加工图5-9所示的车削零件。任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工填写实训报告填写实训报告6.任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工任务二圆锥螺纹类零件的数控车削加工圆锥螺纹类零件的数控车削加工谢谢大家！the end