數(shù)控加工程序編制之螺紋軸的數(shù)控加工程序編制

數(shù)控加工程序編制--車削編程

(FANUC0i)任務(wù)四：螺紋軸的數(shù)控加工程序編制工作任務(wù)制定工藝，編制程序生產(chǎn)類型：單件毛坯：φ55×75材料45鋼仿真加工學(xué)習(xí)目標最終目標：能夠熟練的編寫螺紋零件數(shù)控加工程序。促成目標：1．能正確選用螺紋刀具；2．會常見螺紋零件加工方案的制定；3.能正確運用螺紋的編程指令G32/G92/G76；4.能正確運用復(fù)合外徑切槽（切斷）循環(huán)指令G75。2螺紋公差、螺紋加工工藝3螺紋的加工指令:G32\G92\G761尺寸公差、外圓表面加工路線4螺紋在數(shù)控車床上的加工相關(guān)知識標準公差外圓表面的典型加工工藝路線研磨IT5Ra0.008~0.32超精加工IT5Ra0.01~0.32砂帶磨IT5Ra0.01～0.16精密磨削IT5Ra0.008~0.08拋光Ra0.008~1.25金剛石車IT5～6Ra0.02~1.25滾壓IT6～7Ra0.16~1.25精磨IT6～7Ra0.16~1.25精車IT7～8Ra1.25～5粗磨IT8～9Ra1.25～10半精車IT10～11Ra2.5～12.5粗車IT12～13Ra10～80外圓表面的典型加工工藝路線螺紋參數(shù)螺紋計算M36×2-6g根據(jù)螺距P=2mm，公差等級為6級，查得：外螺紋大徑公差Td=280μm根據(jù)螺距P=2mm，基本偏差代號g，查得：基本偏差es=-38μm

外螺紋大徑的平均值等于36-38/1000-（280/1000）/2=36-0.178=35.822mm（編程、單項測量）根據(jù)基本大徑=36mm，螺距P=2mm，公差等級為6級，查得：外螺紋中徑公差Td2=170μm

外螺紋中徑的基本尺寸d2=d－0.65P=36-0.65×2=34.7mm外螺紋中徑的最大極限尺寸=34.7-0.038=34.662mm（單項測量）外螺紋中徑的最小極限尺寸=34.7-0.038-0.17=34.492mm近似計算公式數(shù)控車床可以加工直螺紋、錐螺紋、端面螺紋。數(shù)控車床上加工的螺紋編程方法上分為單行程螺紋切削、簡單螺紋切削循環(huán)和螺紋切削復(fù)合循環(huán)。螺紋車刀車刀的刀尖角等于螺紋牙型角α=60o，其前角γo=0o才能保證工件螺紋的牙型角，否則牙型角將產(chǎn)生誤差。只有粗加工時或螺紋精度要求不高時，其前角可取γo=5o～20o。安裝螺紋車刀時刀尖對準工件中心，并用樣板對刀，以保證刀尖角的角平分線與工件的軸線相垂直，車出的牙型角才不會偏斜。螺紋車刀幾何角度與用樣板對刀車螺紋時的進刀方法車削螺紋的進刀方法有:直進法、左右切削法、斜進法。常用公制螺紋切削的進給次數(shù)與背吃刀量(雙邊)(mm)普通螺紋牙深=0.6495螺距注意事項1)因受機床結(jié)構(gòu)及CNC系統(tǒng)的影響，車削螺紋時主軸的轉(zhuǎn)速有一定的限制，這因廠商而異。如:楊鐵CNC年床：n×P≤3500；臺中精機CNC車床：n×P≤4000。2)在螺紋加工軌跡中應(yīng)設(shè)置足夠的升速進刀段和降速退刀段，以消除滯后造成的螺距誤差。并將起點選擇在適當(dāng)離開工件的位置上。

1=n×P／400

2=n×P／1800其中：n為主轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，r·min-1。P為螺紋導(dǎo)程，mm。由上二公式所計算而得的1和2是理論上所需的進退刀量，實際應(yīng)用時一般取值比計算值略大。一般δ1=2~5mm、δ2=（1/4~1/2）δ13)一般來說，螺紋切削需要多次加工才能完成，每次的切入量應(yīng)按照一定的比例逐次遞減，并使最終切深與螺紋牙深相一致。因此，通常需要多次執(zhí)行螺紋加工指令才能完成加工。在這種情況下，除X向尺寸外，螺紋的Z向加工起點、加工軌跡都不能改變。4)螺紋切削時，進給速度決定于主軸轉(zhuǎn)速與螺紋導(dǎo)程，在G0l(G02、G03)中編程的模態(tài)F值在螺紋加工時暫時無效。5)在螺紋切削過程中，不宜使用恒線速度控制功能，而采用恒轉(zhuǎn)速控制功能較為合適。且必須與進給運動保持同步，保證每次刀具切削開始位置相同，保證每次切削深度都在螺紋圓柱的同一位置上（螺紋切削指令）。6)在螺紋切削過程中，進給速度倍率無效；7)在螺紋切削過程中，進給暫停功能無效，如果在螺紋切削過程中按了進給暫停按鈕，刀具將在執(zhí)行了非螺紋切削的程序段后停止；8)在螺紋切削過程中，主軸速度倍率功能失效；螺紋切削G32指令格式：G32X(U)__Z(W)__F__；X、Z：為螺紋切削的終點坐標值。U、W：為增量編程時，有效螺紋終點相對于螺紋切削起點的增量。F為螺紋導(dǎo)程。1圓柱螺紋：G32Z_F_；2錐螺紋：G32X_Z_F3端面螺紋：G32X_F;4連續(xù)螺紋切削5多線螺紋ZXO0001;G54M03S260T0101;G00X26.Z3.;G00X23.3;G32Z-22.F1.;

G00X26.;Z3.;X22.9;G32Z-22.F1.;G00X26.;Z3.;X22.7;G32Z-22.F1.;G00X26.;X100.Z50.;M05;M30;升速進刀段δ1=3mm，降速退刀段δ2=2mm切削總量（直徑值）1.3，分3次切削0.7、0.4、0.2(1)圓柱螺紋指令格式為：

G92X(U)__Z(W)__F__

F為螺紋導(dǎo)程。

螺紋切削循環(huán)指令G92G92X(U)__Z(W)__R(I)__F__(2)圓錐螺紋指令格式：R為錐螺紋終點半徑與起點半徑的差值R的正負判斷方法與G90相同O0002;G54M03S260T0101;G00X30.Z3.;G92X23.3Z-22.F1.;

X22.9;X22.7;G00X100.Z50.;M05;M30;升速進刀段δ1=3mm，降速退刀段δ2=2mm切削總量（直徑值）1.3，分3次切削0.7、0.4、0.2螺紋切削多次循環(huán)指令G76G76P(m)(r)(a)Q(?dmin)R(d)G76X(U)Z(W)R(i)P(k)Q(Δd)F(L)

復(fù)合螺紋切削循環(huán)指令可以完成一個螺紋段的全部加工任務(wù)。它的進刀方法有利于改善刀具的切削條件，在編程中應(yīng)優(yōu)先考慮應(yīng)用該指令m:精車削次數(shù)，必須用兩位數(shù)表示，范圍從01～99；r：螺紋末端倒角量，必須用兩位數(shù)表示，范圍從00～99；例如r=10，則倒角量=10×0.1×導(dǎo)程=導(dǎo)程α：刀具角度，可選60°、55°、30°、00°等幾種，用兩位數(shù)指定；例如：P021060表示精車兩次，末端倒角量為一個螺距長，刀具角度為60°；?dmin：最小切削深度，此數(shù)值不可用小數(shù)點方式表示，例如：?dmin=0.02mm，需寫成Q20；d：精車余量；X(U)、Z(W)螺紋終點坐標；i：螺紋半徑差，如果i=0可以進行普通直螺紋切削；K:螺紋高，這個值用半徑值規(guī)定，此數(shù)值不可用小數(shù)點方式表示；Δd:第一刀切削深度(半徑值)，此數(shù)值不可用小數(shù)點方式表示；L:螺紋導(dǎo)程G76P(m)(r)(a)Q(?dmin)R(d)G76X(U)Z(W)R(i)P(k)Q(Δd)F(L)

O0003;G54M03S260T0101;G00X30.Z3.;G76P021060Q100R0.1;G76X22.7Z-22.P650Q350F1.;

G00X100.Z50.;M05;M30;升速進刀段δ1=3mm，降速退刀段δ2=2mm例：試計算M24×1螺紋d、d1的尺寸。d=D=d-0.1×P=24-0.1×1=23.9mmd1=D1=d-0.65×P×2=24–0.65×1×2=22.3mm數(shù)控車削用量推薦表主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)主要根據(jù)允許的切削速度c(m/min)選取。式中：vc————切削速度D——工件直徑(mm)。主軸轉(zhuǎn)速n要根據(jù)計算值在機床說明書中選取標準值。普通精度軋制件用于軸類（零件的數(shù)控車削加工余量模鍛毛坯用于軸類零件的數(shù)控車削加工余量計劃進行零件工藝分析→制定工藝→編制零件數(shù)控加工程序→仿真加工（1）機床的選擇：選用FANUC0i數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控車床。（2）毛坯的選擇：棒料φ55×75。（3）夾具的選擇：三爪卡盤。（4）刀具的選擇：外圓車刀、切槽刀、螺紋車刀。（5）利用G71/G70/G42/G40/G76編制程序（6）采用試切法對刀完成坐標系設(shè)置操作及刀具補償參數(shù)的設(shè)置，進行仿真加工。實施2填寫數(shù)控加工工序卡4填寫數(shù)控加工程序單3繪制數(shù)控加工走刀路線圖1工藝分析5仿真加工6填寫記錄單1)分析加工圖紙。

2)確定裝夾方案3)分析走刀路線及工步順序。4)選擇刀具。5)確定切削用量。6)制定加工工藝。尺寸精度形狀精度位置精度結(jié)構(gòu)分析精度分析表面粗糙度材料分析工藝分析生產(chǎn)類型：單件毛坯：φ55×75材料45鋼數(shù)控加工工序卡序號工藝內(nèi)容刀具號補償號刀具名稱規(guī)格刀尖半徑主軸轉(zhuǎn)速r/min進給速度mm/r背吃刀量mm123456數(shù)控加工走刀路線圖車外圓車端面精車右端外輪廓切槽車螺紋數(shù)控加工程序清單加工程序程序注釋左端:(G54)根據(jù)平均尺寸編程數(shù)控加工程序清單加工程序程序注釋右端:(G55)根據(jù)平均尺寸編程加工步驟1）開機；2）回參考點：先回X，后回Z3）導(dǎo)入程序；4）軌跡模擬，編輯與程序調(diào)試；（模擬順序G54/G55/G54或G55/G54）5）裝夾工件；6）安裝刀具，設(shè)置刀尖圓弧半徑補償；7）對刀:三把刀調(diào)頭對刀G54、G55或T0101、T0103，建立工件坐標系，設(shè)置刀具長度補償（記錄數(shù)據(jù)）8）運行程序加工工件；9）測量。報警記錄

記錄員簽名______尺寸測量記錄

記錄員簽名______問題分析及解決記錄記錄員簽名______車端面Z坐標（工件坐標）車外圓X直徑工件坐標系X（機械坐標）Z（機械坐標）右端(G54)(G54)左端（測量的實際長度-零件長度）(G55)(G55)G54對刀記錄表刀補號XZRT010203刀補設(shè)置界面檢查1．加工前，軌跡模擬檢驗程序、檢查工件坐標系建立正確與否、檢查各把刀的刀補值正確與否。2．在工件加工過程中，要注意以下幾項內(nèi)容檢查：（1）工件加工前，必須再次檢查空運行是否已經(jīng)取消。（2）工件首次加工時，正常切削工件前，必須用單段方式運行程序，且檢查一段運行一段。切入工件而且切削正常后，方可取消單段運行方式。3．加工完后，看工件的形狀是否正確、測量尺寸是否合格螺紋的檢測1．用螺紋環(huán)(塞)規(guī)—綜合測量—無法發(fā)現(xiàn)個別參數(shù)的不合格

對于一般標準螺紋，都采用螺紋環(huán)規(guī)或塞規(guī)來測量。在測量外螺紋時，如果螺紋“過端”環(huán)規(guī)正好旋進，而“止端”環(huán)規(guī)旋不進，則說明所加工的螺紋符合要求，反之就不合格。測量內(nèi)螺紋時，采用螺紋塞規(guī)，以相同的方法進行測量。螺紋環(huán)規(guī)螺紋塞規(guī)2．用螺紋千分尺測量——測量三角形螺紋中徑其結(jié)構(gòu)和使用方法與外徑千分尺相同，有兩個和螺紋牙形角相同的觸頭，一個呈圓錐體，一個呈凹槽。有一系列的測量觸頭可供不同的牙形角和螺距選用。測量時，螺紋千分尺的兩個觸頭正好卡在螺紋的牙形面上，所得的讀數(shù)就是該螺紋中徑的實際尺寸。3．三針測量法—測量螺紋中徑測量時，在螺紋凹槽內(nèi)放置具有同樣直徑D的三根量針，然后用適當(dāng)?shù)牧烤?如千分尺等)來測量尺寸M的大小，以驗證所加工的螺紋中徑是否正確。量針直徑D對于公制螺紋，α=60°則M=d2+3D－0.866t

總結(jié)、評價與提升問題評價拓展進一步思考整理實訓(xùn)報告預(yù)習(xí)問題牙尖、頂徑小——刀尖圓弧半徑大、切深大退刀槽左側(cè)輪廓邊緣出現(xiàn)少量過切——工藝結(jié)構(gòu)不夠合理，退刀段適當(dāng)短點。評價自我評價教師評價問題：1.工藝路線（調(diào)頭加工、切槽的刀具等）2.螺紋大徑的計算3.切入點的坐標計算，影響倒角尺寸。4.螺紋終點坐標的計算5.在G71指令中建立刀具半徑補償?shù)奈恢?.對刀（調(diào)頭、多把刀對刀）措施：1。繪制走刀路線圖2。適當(dāng)標注如基點坐標、G42/G40、N(ns)/N（nf）的位置等等。3。編制程序拓展一圓錐螺紋編程螺紋導(dǎo)程1.5mm，升速進刀段δ1=2mm，降速退刀段δ2=1mm。假設(shè)第1刀螺紋切削深度1mm；第2刀螺紋切削深度0.8mm；……。拓展二雙頭螺紋的編程拓展三

G75——外徑切槽循環(huán)

是外徑切槽循環(huán)指令，這種循環(huán)可用于內(nèi)外徑斷續(xù)切削溝槽和切斷加工

指令格式為：G75R(e);G75X(u)Z(w)P(△i)Q(△k)R(△d)F(f)；

如果將P和Q、R省略，則X軸的動作可用于外徑溝槽的斷續(xù)切削。G75R(e)；

G75X(U)P(△i)F~

；式中：e-退刀量；

X(U)-槽深；

△i-每次循環(huán)切削量。例：編寫進行圖示零件切斷加工的程序O0001;G54T0101M03S200;G00X33.0Z-50.0;G75R1.0;G75X-2.0P5.0F0.1;G00X100.0Z50.0;M30;拓展四G04——程序暫?！悄B(tài)指令——暫時停止執(zhí)行后續(xù)程序段切槽刀切槽至槽底時或鉆孔至孔底時等等書寫格式：

P_

G04X_；

U_

說明：X、U、P均為暫停時間，單位秒。若暫停2秒，則可寫成以下幾種格式：G04X2.0;G04X2000;G04U2.0;G04U2000;G04P2000;或：或：或：或：G01X20.;G04X0.5;G00X30.;G00X80.Z100.M09;M05;M30;O0001;M03S350T0101;G00X30.Z-13.M08;G01X20.F0.1;G04X0.5;

G00X30.;Z-22.;G01X20.;G04X0.5;G00X30.;Z-35.;G01X20.;G04X0.5;G00X30.;Z-44.;拓展五M功能字含義M00程序停止M01選擇停止M02程序結(jié)束M03主軸正轉(zhuǎn)M04主軸反轉(zhuǎn)M05主軸停止M08冷卻液開M09冷卻液關(guān)M30程序結(jié)束并且指針回到程序的開頭M98調(diào)用子程序M99子程序結(jié)束并返回主程序例如：在加工外圓之后，車螺紋之前，添加程序段：M00;或：M01;且按下相應(yīng)的功能鍵。則程序停止，主軸及切削液停，便于工件的檢測。拓展六選擇性程序段刪除“/”？？？在程序段的最前端加一斜線“/”時，表示該程序段是否被執(zhí)行，由操作面板上的選擇性程序段刪除開關(guān)來決定問題及思考1.螺紋的大、小徑、牙深及中徑如何計算？2.指令G32/G92/G76的格式是什么？如何應(yīng)用？3.如何加工內(nèi)螺紋？4.如何加工多頭螺紋？5.螺紋如何檢測？6.螺紋的誤差分析？7.螺紋常見的加工方法有哪些？實訓(xùn)報告每小組寫1份，雷同者全部0分紙張統(tǒng)一A4紙內(nèi)容：實訓(xùn)課題——螺紋軸的程序編制班級、小組、組長、成員時間：2009.12.17～2009.12.23地點：CAD/CAM實訓(xùn)室（268機房）、多媒體教室分工一、課題要求：1．掌握螺紋車刀的對刀，調(diào)頭對刀2．掌握指令G32/G92/G76的格式及應(yīng)用,螺紋軸的數(shù)控加工程序編制3．螺紋的計算4．掌握輸入、編輯程序、調(diào)試程序的方法5．發(fā)揚團隊精神，提高成員之間的團結(jié)協(xié)作、互相幫助的能力二、實訓(xùn)條件1.零件圖（按制圖課標準要求）2.CAD/CAM實訓(xùn)室3.上海宇龍仿真軟件三、實訓(xùn)過程教師講授——演示——學(xué)生做——教師巡回指導(dǎo)、糾錯——檢測——總結(jié)、評價材料：45鋼生產(chǎn)類型：單件1)分析加工圖紙。

2)確定裝夾方案3)分析走刀路線及工步順序。4)選擇刀具。5)確定切削用量