數(shù)控攻絲工藝

1、6.5攻絲工藝編程6.5.1攻絲加工的內(nèi)容、要求用絲錐在工件孔中切削出內(nèi)螺紋的加工方法稱為攻螺紋；攻絲加工的螺紋多為三角螺紋，為零件間連接結(jié)構(gòu)，常用的攻絲加工的螺紋有；牙型角為60。的公制螺紋，也叫普通螺紋；牙型角為55。的英制螺紋；用于管道連接的英制管螺紋和圓錐管螺紋。本節(jié)主要涉及的攻絲加工的是公制內(nèi)螺紋，熟悉有關(guān)螺紋結(jié)構(gòu)尺寸、技術(shù)要求的常識，是學習攻絲工藝的重要基礎(chǔ)。普通螺紋的基本尺寸如下：(1)螺紋大徑：d=D(螺紋大徑的基本尺寸與公稱直徑相同)(2)中徑：d2=D2=d0.6495P牙型高度：H=O.5413P螺紋小徑：d1=D1=d1.0825P如圖6-5-1中M10-7H的螺紋，為

2、普通右旋內(nèi)螺紋。查表得螺距P=1.5,其基本尺寸：螺紋大徑：D=10;螺紋中徑：D2=D0.6495P=9.02螺紋小徑：D1=D1.0825P=8.36中徑公差帶代號7H(00.0.224)小徑公差帶代號7H(00.375)牙型高度：H=O.5413P=0.82螺紋有效長度：L=20.0螺紋孔口倒角：C1.56.5.2絲錐及選用絲錐加工內(nèi)螺紋的一種常用刀具，其基本結(jié)構(gòu)是一個軸向開槽的外螺紋，如圖6-5-2所示。螺紋部分可分為切削錐部分和校準部分。切削錐磨出錐角，以便逐漸切去全部余量；校準部分有完整齒形，起修光、校準和導(dǎo)向作用。工具尾部通過夾頭和標準錐柄與機床主軸錐孔聯(lián)接。攻絲加工的實質(zhì)是用絲

3、錐進行成型加工，絲錐的牙型、螺距、螺旋槽形狀、倒角類型、絲錐的材料、切削的材料和刀套等因素，影響內(nèi)螺紋孔加工質(zhì)量。根據(jù)絲錐倒角長度的不同，絲錐分為：平底絲錐；插絲絲錐；錐形絲錐。絲錐倒角長度影響CNCm工中的編程深度數(shù)據(jù)。絲錐的倒角長度可以用螺紋線數(shù)表示，錐形絲錐的常見線數(shù)為810,插絲絲錐為35,平底絲錐為11.5。各種絲錐的倒角角度也不一樣，通常錐形絲錐為4。5。，圖6-5-3剛性絲錐圖6-5-4浮動絲錐插絲絲錐為8°13°,平底絲錐為25°35°。盲孔加工通常需要使用平底絲錐，通孔加工大多數(shù)情況下選用插絲絲錐，極少數(shù)情況下也使用錐形絲錐?？偟卣f來，

4、倒角越長，鉆孔留下的深度間隙就越大。與不同的絲錐刀套連接，絲錐分兩種類型：剛性絲錐，見圖6-5-3;浮動絲錐（張力補償型絲錐，見圖6-5-4。浮動型絲錐刀套的設(shè)計給絲錐一個和手動攻絲所需的類似的“感覺”，這種類型的刀套允許絲錐在一定的范圍縮進或伸出，而且，浮動刀套的可調(diào)扭矩，用以改變絲錐張緊力。使用剛性絲錐則要求CNC機床控制器具有同步運行功能，攻絲時，必須保持絲錐導(dǎo)程和主軸轉(zhuǎn)速之間的同步關(guān)系：進給速度=導(dǎo)程X轉(zhuǎn)速。除非CNCM床具有同步運行功能，支持剛性攻絲，否則應(yīng)選用浮動絲錐，但浮動型絲錐較為昂貴。浮動絲錐攻絲時，可將進給率適當下調(diào)5%,將有更好的攻絲效果，當給定的Z向進給速度略小于螺旋運

5、動的軸向速度時，錐絲切入孔中幾牙后，絲錐將被螺旋運動向下引拉到攻絲深度，有利于保護浮動絲錐，一般，攻絲刀套的拉伸要比刀套的壓縮更為靈活。數(shù)控機床有時還使用一種叫成組絲錐的刀具，其工作部分相當于23把絲錐串聯(lián)起來，依次分別承擔著粗精加工。這種結(jié)構(gòu)適用于高強度、高硬度材料或大尺寸、高精度的螺紋加工。6 .5.3CNC機床攻絲工藝與編程的要點7 .攻螺紋動作過程售隹-kl向始高度右隨展4噴壬軸件止W一里if律N04也判群料工蛤春宏F點芯管上。鵬隈-r!宇并停止反方硒F特IMG74情用目號圖6-5-5加工右旋螺紋G84循環(huán)和加工左旋螺紋G74循環(huán)攻絲是CNC銃床和CNC加工中心上常見的孔加工內(nèi)容，首先

6、把選定的絲錐安裝在專用攻絲刀套上，最好是具有拉伸和壓縮特征的浮動刀套。攻絲步驟如下:第1步：X、Y定位。第2步：選擇主軸轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向。第3步：快速移動至R點第4步：進給運動至指定深度。第5步：主軸停止。第6步：主軸反向旋轉(zhuǎn)。第7步：進給運動返回。第8步：主軸停止。第9步：快速返回初始位置。第10步：重新開始主軸正常旋轉(zhuǎn)。8 .攻絲循環(huán)G84G74格式指令格式:攻左旋螺紋：G74XYZRPF;攻右旋螺紋：G84XYZRPF;孔加工動作：如圖6-5-5所示，G74循環(huán)用于加工左旋螺紋，執(zhí)行該循環(huán)時，主軸反轉(zhuǎn)，在XY平面快速定位后快速移動到R點，執(zhí)行攻螺紋到達孔底后，主軸正轉(zhuǎn)退回到R點，主軸恢復(fù)反

7、轉(zhuǎn)，完成攻螺紋動作。G84動作與G74基本類似，只是G84用于加工右旋螺紋。執(zhí)行該循環(huán)時，主軸正轉(zhuǎn)，在G17平面快速定位后快速移動到R點，執(zhí)行攻螺紋到達孔底后，主軸反轉(zhuǎn)退回到R點，主軸恢復(fù)正轉(zhuǎn)，完成攻螺紋動作。攻螺紋時進給率根據(jù)不同的進給模式指定。當采用G94模式時，進給速度=導(dǎo)程X轉(zhuǎn)速。當采用G95模式時，進給量=導(dǎo)程。在G74與G84攻螺紋期間，進給倍率、進給保持均被忽略。攻內(nèi)螺紋程序例試用攻螺紋循環(huán)編寫如圖6-5-6中兩螺紋孔的加工程序。O6500;,N050G95G90G00X0Y0;（加工右旋螺紋M12）M03S100G99G84X-25.0Y0Z-24R10.0F1.75;,（換左

8、旋螺紋絲錐，加工左旋螺紋M12LH）M04S100;G98G74X25.0Y0Z-24.0R10.0F1.75;G80G94G91G28Z0;3.攻絲工藝數(shù)據(jù)的確定底孔直徑大小絲錐攻內(nèi)螺紋前，先要有螺紋底孔，理論上，底孔直徑就是螺紋的小徑，底孔直徑大小確定，要考慮到工件材料塑性大小及鉆孔擴張量等因素。絲錐攻螺紋時，伴隨較強的擠壓作用。因此，金屬產(chǎn)生塑性變形形成凸起并擠向牙尖，攻出螺紋的小徑小于底孔直徑，因此，攻螺紋前的底孔直徑應(yīng)稍大于螺紋小徑，否則攻螺紋時因擠壓作用，使螺紋牙頂與絲錐牙底之間沒有足夠的容屑空間，將絲錐箍住,甚至折斷絲錐。此種現(xiàn)象在攻塑性較大的材料時將更為嚴重。但是底孔不宜過大，

9、否則會使螺紋牙型高度不夠，降低連接強度。底孔直徑大小，要根據(jù)工件材料塑性大小及鉆孔擴張量考慮，按經(jīng)驗公式計算得出：在加工鋼和塑性較大的材料及擴張量中等的條件下：D鉆=4P式中：D鉆一攻螺紋鉆螺紋底孔用鉆頭直徑，mm；D螺紋大徑，mm；P螺距，mm。在加工鑄鐵和塑性較小的材料及擴張量較小的條件下：口鉆=D-(1.051.1)P攻螺紋底孔深度的確定絲錐攻絲的編程深度與絲錐的切削錐角形狀有關(guān)，為了正確地加工一個螺紋孔，必須根據(jù)所加工孔的結(jié)構(gòu)特征和規(guī)格來選擇絲錐，絲錐的切削錐角形狀或錐角的長度不僅影響絲錐攻絲的編程深度，而且影響預(yù)加工孔的編程深度。攻不通孔螺紋時，由于絲錐切削部分有錐角，端部不能切出完

10、整的牙型，所以鉆孔深度要大于螺紋的有效深度。一般取：H鉆=卜有效+0.7D式中：H鉆一底孔深度，mm；h有效一螺紋有效深度，mm;D螺紋大徑，mm。工藝計算例：分別計算在鋼件和鑄鐵件上攻M10螺紋時的底孔直徑各為多少？若攻不通孔螺紋，其螺紋有效深度為30mm,求底孔深度為多少？解：M10,P=1.5mm。鋼件攻螺紋底孔直徑：口鉆=口一P=101.58.5(mm)鑄鐵件攻螺紋底孔直徑：口鉆=口一(1.051.1)P=10-(1.051.1)1.5=10-(1.5751.65)=8.4258.35(mm)。取D鉆=8.4(mm)(按鉆頭直徑標準系列取一位小數(shù))底孔深度：小占=h有效+0.7D=20

11、+0.7X10=27(mm)(4)孔口倒角用銅鉆或鉆頭在孔口倒角，其直徑應(yīng)大于螺紋大徑尺寸。這樣，可使絲錐開始時容易切入，并可防止孔口的螺紋牙崩裂。R平面的值觀察如下的攻絲程序：G90G54G00X100.0Y150.0S500M03T06G43Z50.0H05M08G99Q84R10.0Z-20.0F750.0G80,例中的螺紋螺距1.5mm。通常R平面是攻螺紋的起點位置，Z向深度是螺紋絕對值深度。例中攻絲加工時，R平面的高度值為R10mm,一般要比鉆孔、較孔、單點像以及其它孔加工循環(huán)中使用的R值要高一些，而且其進給率通常也很大。但這些值的選擇都是有原因的，因為設(shè)計的攻絲加工運動要符合CNC

12、W步運行控制特點。當主軸處于特定轉(zhuǎn)速時，進給運動的速度必須達到相應(yīng)的定值才能正確加工螺紋。如，當主軸500r/min時，加工螺距為1.5mm的螺紋，進給速度必須達到1.5X500=750(mm/min)的速度時加工的螺紋才是正確的。因此，數(shù)控機床的螺紋加工時，無論是車削螺紋還是攻內(nèi)螺紋，在擬定螺紋加工路線時，須設(shè)置足夠長的進給運動的升速段和降速段。6. 5.4攻內(nèi)螺紋工藝編程實例如圖6-5-1零件，毛坯是鋼件，材料為(45鋼)，上表面及槽已加工，本課題加工4XM10-7H的四個螺紋孔，4-M107H為普通右旋內(nèi)螺紋，螺距P=1.5,其大徑10;中徑7H、小徑公差帶代號7H;螺紋有效長度：L=1

13、5.0;螺紋孔口倒角：C1.5。1 .實例工藝分析螺紋孔加工過程分析：加工4XM10螺紋的方法是，先用。18mm點鉆(鉆頭角90°)加工4XM10的引正孔并同時完成C1.5孔口倒角，再鉆4XM10底孔，最后攻絲4XM10。孔加工循環(huán)的選擇：。18mm點鉆加工引正孔、孔倒角應(yīng)用G82孔加工循環(huán)，4XM10底孔加工用G81孔加工循環(huán)，4XM10是右旋螺紋，攻絲理應(yīng)用G84孔加工循環(huán)。坐標系及螺紋孔XY位置值:坐標系設(shè)定如圖6-5-1,4XM10的XY坐標分別是1#(33,30);2#-(-33,30);3#(-33,-30);4#(33,-30)。(4)孔加工循環(huán)的高度平面選擇Z向R面高

14、度：對G8tG82為螺紋孔上表面上方3mm,對G84應(yīng)大一點，為螺紋孔上表面上方10mm比較保險。初始平面高度：為螺紋孔上表面上方20mm?？椎酌娓叨龋恒@()8.5底孔孔底面高度：考慮到鉆頭角以及通孔的因素，取下表面下方3mm()18mm點鉆加工孔倒角鉆頭角為900,倒角C1,則深度位置在上表面下方：1mm+0.5D=1+0.5X10=6mm。對絲錐深度位置：取：Z-27。攻螺紋底孔直徑的確定攻螺紋底孔直徑：口鉆=D-P=10-1.5=8.5(mm)(6)鉆削用量的計算設(shè)零件材料為灰口鑄鐵(HT200),攻4-M10螺紋絲錐刀具材料為高速鋼。f=1.5mm/r,取v=12m/min主軸轉(zhuǎn)速，S=1000V/兀D=318X12+10=380r/min則F=1.5>S=1.5>380=570mm/min浮動刀套可下調(diào)5%,則修改F=570X0.95=540mm/min2 .孔加工編程加工程序編制如下：O6501(T0118mnM徑的點鉆)G21G17G40G80T01T01M06G90G54G00X33Y30S350M03T02G43Z50.0H01M08G99G82R5.0Z-6.5P100F35M98P6502G80Z50.0M09G49G28Z10.0M05M01（T028.5mm直徑鉆頭加工底孔）T02M06G90G54