第五章 槽及螺紋加工(5-1)

1、第五章 槽及螺紋加工 在數(shù)控車削加工中，經(jīng)常地會遇到各種帶有槽和螺紋類的零件，如圖5-1所示的典型零件。本章中將分幾部分介紹槽及螺紋加工的特點、工藝的確定、指令的應(yīng)用、程序的編制、加工質(zhì)量的分析等內(nèi)容。子程序指令及其應(yīng)用，螺紋加工指令及應(yīng)用是本章的重點。a）槽類零件 b）螺紋類零件圖5-1 槽及螺紋類零件第一節(jié) 槽與螺紋加工工藝的確定知識點 1. 槽加工的工藝特點與相關(guān)知識2. 螺紋加工的工藝特點與相關(guān)知識一、槽加工工藝分析槽加工工藝的確定，要服從于整個零件加工的需要，同時還要考慮到槽加工的特點。槽的種類很多，考慮其加工特點，大體可以這樣分類：單槽、多槽、寬槽、深槽及異型槽。但加工時可能會遇到

2、幾種形式的疊加，如單槽可能深槽，也可能是寬槽。下面以圖5-1a）中槽為例分幾個方面從共性和個性的角度分析槽加工工藝。（一）零件的裝夾根據(jù)槽的寬度等條件，在切槽的方法中經(jīng)常采用的是直接成型，也就是說可能的情況下，槽的寬度就是切槽刀刃的寬度，也就等于背吃刀量aP，將產(chǎn)生較大的切削力。同時大量的槽是位于零件的外圓上的，切槽是主切削力的方向與工件軸線垂直的，必然的要影響到工件的穩(wěn)固性。在數(shù)控車床上進(jìn)行槽加工一般可采用下面兩種裝夾方式：1利用軟卡爪，并適當(dāng)增加夾持面的長度，以保證定位準(zhǔn)確，裝夾穩(wěn)固。2利用尾座及頂尖做輔助，采用一夾一頂方式裝夾，最大限度的保證零件的穩(wěn)固性。（二）刀具選擇與進(jìn)刀方式1對于寬

3、度、深度值相對不大，且精度要求不高的槽，可采用與槽等寬的刀具，直接切入一次成型的方法加工。如圖5-2所示。刀具切入到槽底后可利用延時指令，作短暫停留，以修整槽底圓圖5-2 簡單槽類零件加工方式度，退出時有必要時可采用工進(jìn)速度。 2）對于寬度值不大，但深度值較大的深槽零件，為了避免切槽過程中由于排屑不暢，使刀具前面壓力過大出現(xiàn)扎刀和折斷刀具的現(xiàn)象，應(yīng)采用分次進(jìn)刀的方式，刀具在切入工件一定深度后，停止進(jìn)刀并回退一段距離，達(dá)到斷屑和退屑的目的。如圖5-3所示。同時注意盡量的選擇強度較高的刀具。圖5-3 深槽零件加工方式 3）寬槽的切削 通常把大于一個切刀寬度的槽稱為寬槽，寬槽的寬度、深度的精度要求及

4、表面質(zhì)量相對較高。在切削寬槽時常采用排刀的方式進(jìn)行粗切，然后是用精切槽刀沿槽的一側(cè)切至槽底，精加工槽底至槽的另一側(cè)面，并對其進(jìn)行精加工。切削方式如圖5-4所示。精切路線粗切路線排刀粗切精加工余量圖5-4 寬槽切削方式示意圖4）異型槽的加工 對于異型槽的加工，大多采用先切直槽然后修整輪廓的方法進(jìn)行，其主要工作決定于輪廓加工在此不作說明。3切削用量與切削液的選擇背吃刀量、進(jìn)給速度和切削速度是切削用量三要素，受切槽過程中，背吃刀量等于切刀寬度的影響，吃刀量的大小可以調(diào)節(jié)的范圍較小。要增加切削穩(wěn)定性，提高切削效率，就要在切削速度和進(jìn)給速度上面做文章。在普通車床上進(jìn)行切槽加工，切削速度和進(jìn)給速度的選擇相

5、對外圓切削要選取得相對較低，一般取外圓切削的30%70%。數(shù)控車床的各項精度要遠(yuǎn)高于普通車床，在切削用量的選取上同樣可以選擇相對較高的速度。切削速度可以選擇外圓切削的60%80%，進(jìn)給速度選取0.050.3mm/r。需要注意的是在切槽中常常出現(xiàn)的就是容易產(chǎn)生振動現(xiàn)象，這往往是由于進(jìn)給速度過低，或者是由于線速度與進(jìn)給速度搭配不當(dāng)造成的，須及時地調(diào)整，以求搭配合理，保證切削穩(wěn)定。切槽過程中，為了解決切槽刀刀頭面積小，散熱條件差，容易產(chǎn)生高溫，降低刀片切削性能的問題，可以選擇冷卻性能較好的乳化類切削液進(jìn)行噴注，使刀具充分冷卻。二、螺紋加工工藝分析 利用數(shù)控車床車削螺紋，適應(yīng)加工的螺紋種類形式繁多，幾

6、乎包括了所有零件上的螺紋種類；由數(shù)控系統(tǒng)控制螺距的大小和精度，免去了計算和更換掛輪之苦，螺距精度高且不會出現(xiàn)亂扣現(xiàn)象；螺紋切削回程期間實現(xiàn)快速移動，切削效率大幅提高；專用數(shù)控螺紋切削刀具、較高的切削速度的選用，又進(jìn)一步的提高了螺紋的形狀和表面質(zhì)量精度。因此，螺紋類零件的加工是數(shù)控車床編程與操作中經(jīng)常遇到的課題。首先我們先討論一下在數(shù)控車床上加工螺紋的工藝問題。由于這些問題與普通機床加工有很多的共性，在此不做深入。（一）螺紋類零件的裝夾 螺紋切削過程中，無論采用何種進(jìn)刀方式，螺紋切削刀具經(jīng)常是有兩個或者兩個以上的切削刃同時參與切削，與前面所討論的槽加工相似，同樣會產(chǎn)生較大的徑向切削力，容易使工件

7、產(chǎn)生松動現(xiàn)象。因此，在螺紋類零件的裝夾方式上，還是建議采用軟卡爪且增大夾持面或者一頂一夾的裝夾方式。以保證在螺紋切削過程中不會出現(xiàn)因工件松動，螺紋亂牙工件報廢的現(xiàn)象。（二）刀具選擇與進(jìn)刀方式通常螺紋刀具切削部分的材料分為硬質(zhì)合金和高速鋼兩類。刀具分整體式、焊接式和機械夾固式三種類型。數(shù)控車床上車削普通三角螺紋一般選用精密級機夾可轉(zhuǎn)位不重磨螺紋車刀，這種螺紋刀具的使用要根據(jù)螺紋的螺距選擇刀片的型號，每種規(guī)格的刀片只能加工一個固定的螺距。圖5-5為數(shù)控螺紋車刀的實物圖片。a)b)a) 外螺紋車刀 b)內(nèi)螺紋車刀圖5-5 數(shù)控螺紋車刀對于其他牙型的螺紋刀具，可根據(jù)需要到刀具生產(chǎn)廠家訂貨或者自行刃磨，

8、刀具材料和幾何角度應(yīng)滿足粗、精加工、工件材料、切削環(huán)境等方面的要求。工件材料加工性能一般、牙型截面尺寸較大的螺紋粗加工，可采用硬質(zhì)合金刀具；工件加工性能良好、螺紋精加工、斷續(xù)切削等條件下可采用高速鋼刀具。刀具的幾何形狀與角度要考慮牙型和螺旋升角的影響。螺紋加工的進(jìn)刀方式主要有直進(jìn)、斜進(jìn)和分層切削三種。其選用的主要依據(jù)是：在切削過程中避免因螺紋牙型截面尺寸較大，導(dǎo)致螺紋切削深度比較大的情況下多個刀刃同時參加切削而出現(xiàn)扎刀現(xiàn)象。因為在數(shù)控加工中進(jìn)刀方式的選擇還要靠螺紋加工指令實現(xiàn)，詳細(xì)內(nèi)容在螺紋加工指令中介紹。（三）切削用量與切削液的選擇1螺紋加工的切削用量在螺紋加工中，背吃刀量aP等于螺紋車刀切

9、入工件表面的深度，如果其他刀刃同時參與切削應(yīng)為各刀刃切入深度之和。由此可以看出隨著螺紋車刀的每次切入，背吃刀量在逐步的增加。受螺紋牙型截面大小和深度的影響，螺紋切削的背吃刀量可能是非常大的。而這一點不是操作者和編程人員能夠輕易改變的。要使螺紋加工切削用量的選擇搭配比較合理，必須合理的選擇切削速度和進(jìn)給量。螺紋切削的進(jìn)給量相當(dāng)于加工中的每次切深。螺紋車削每次切深的確定要根據(jù)工件材料、工件剛性、刀具材料和刀具強度等諸多原因綜合考慮，依靠經(jīng)驗，通過試車來確定，目前沒有科學(xué)確定的數(shù)值。每次切深過小會增加走刀次數(shù)，影響切削效率，同時加劇刀具磨損。過大又容易出現(xiàn)扎刀、崩尖及螺紋掉牙現(xiàn)象。為避免上述現(xiàn)象發(fā)生

10、，螺紋加工的每次切深一般都是選擇遞減型的。即隨著螺紋深度步步加深，吃刀量越來越大，要相應(yīng)的減小進(jìn)給量。在螺紋切削復(fù)合循環(huán)指令當(dāng)中，同樣也是經(jīng)常地采用遞減的方式。如：第一刀的切深為1，那么第二刀的切深則為1/，第三刀為1/1/?？梢栽诼菁y加工程序編制中靈活運用。 在螺紋車削過程中，主軸速度的選擇受到下面幾個因素的影響：1）螺紋加工程序段中指令的螺距值，相當(dāng)于以f (mm/r)進(jìn)給量表示的進(jìn)給速度F，如果主軸轉(zhuǎn)速選擇的過高，其換算后的進(jìn)給速度（mm/min）必定大大超過正常值。2）刀具在位移過程的始/終，都受到伺服驅(qū)動系統(tǒng)升/降頻率和數(shù)控裝置插補運算速度的約束，由于升、降頻特性滿足不了加工需要等原

11、因，則可能引起進(jìn)給運動產(chǎn)生的“超前”和“滯后”而導(dǎo)致部分的螺距不符合要求。3）螺紋車削必須通過主軸的同步功能實現(xiàn)，需要有主軸脈沖發(fā)生器（編碼器）。當(dāng)起主軸速度選擇過高，通過編碼器發(fā)出的定位脈沖將可能因“過沖”而導(dǎo)致工件螺紋產(chǎn)生亂牙現(xiàn)象。 根據(jù)上述現(xiàn)象，螺紋加工時主軸轉(zhuǎn)速的確定應(yīng)遵循以下原則：1）在保證生產(chǎn)效率和正常切削的情況下，以選擇較低的主軸轉(zhuǎn)速。2）當(dāng)螺紋加工程序段中的升速進(jìn)刀段(L1)和降速退刀段（L2）的長度值較大時，可選擇適當(dāng)搞一些的主軸轉(zhuǎn)速。3）當(dāng)編碼器所規(guī)定的允許工作轉(zhuǎn)速超過機床所規(guī)定主軸的最大轉(zhuǎn)速時，則可選擇較高一些的主軸轉(zhuǎn)速。4）通常情況下，螺紋車削的主軸轉(zhuǎn)速（n螺）應(yīng)按其機

12、床或數(shù)控系統(tǒng)說明書中規(guī)定的計算式確定，其計算公式多為：n螺n允/P (r/min)式中 n允編碼器允許的最高工作轉(zhuǎn)速(r/min)P加工螺紋的螺距（或?qū)С?，mm）2切削液的選用螺紋加工多粗精加工同時完成，要求精度較高，選用合適的冷卻潤滑液能夠進(jìn)一步的提高加工質(zhì)量，對于一些特殊材料的加工顯得尤為突出。根據(jù)不同的工件材料冷卻潤滑液的選用如表5-1。表5-1 螺紋加工冷卻液選用參考表螺紋加工冷卻潤滑液選用工件材料碳鋼合金鋼不銹鋼及耐熱鋼鑄鐵與黃銅青銅鋁及鋁合金1硫化乳化液2氧化煤油3煤油75%，油酸或植物油25%，4 壓器油70%，氧化石蠟30%1氧化煤油2硫化切削油3煤油60%，松節(jié)油20%，油酸

13、20%4硫化油60%，煤油25%，油酸15%5四氯化碳90%，豬油或菜油等1一般不用2煤油（用于鑄鐵）或菜油（用于黃銅）1一般不用2菜油1硫化油30%，煤油15%，2號或3號錠子油55%2硫化油30%,煤油15%，硫酸30%，2號或3號錠子油25%第二節(jié) 槽加工程序編制知識點 槽加工常用編程指令技能點 選擇適當(dāng)?shù)闹噶罹幹撇奂庸さ某绦蛞?、單槽的加?如圖5-6所示，為活塞零件圖，需加工其密封槽。分析得知密封槽一般要求有較高的表面質(zhì)量，同時也要求槽底較高的尺寸精度和圓度。因此，我們選用與槽等寬的4mm切槽刀，采取直接切入槽底后暫停修整槽底圓度，然后慢速退刀修正側(cè)面的方式進(jìn)行加工。零件加工內(nèi)孔外圓一

14、次裝夾完成，圖5-6 活塞零件圖坐標(biāo)系原點在工件端面中心，切槽刀右刀尖為刀位點對刀。編程如下： G00 X50.0 Z-4.0 T0101； （ 定位 ） G01 X32.0 F0.1； ( 切至槽底 ) G04 X1； （ 延時修整槽底 ） G01 X50.0 F0.1； （ 退刀 ） 由上面程序可以看出，類似這樣的單槽的加工和編程還是比較簡單的。下面我們著重探討寬且深的槽零件的加工。（一）編程實例 根據(jù)圖5-7所示離合器零件圖，編制其滑塊槽的加工程序。圖5-7 離合器零件圖（二）任務(wù)分析 圖5-7零件需加工一個寬槽且有一定的深度，這樣的槽用寬刃刀直接切出是不現(xiàn)實的。我們選用4mm切槽刀，應(yīng)

15、用FANUC 0數(shù)控系統(tǒng)中的復(fù)合切削指令G75進(jìn)行加工。圖5-8所示為G75外徑切槽（鉆孔）多重復(fù)合循環(huán)指令應(yīng)用切削軌跡圖。1格式：G75R(e)； G75X(U)_Z(W)_P(i)Q(k)R(d)F(f);圖5-8 G75循環(huán)指令切削軌跡圖2說明：e：回退量 該值為模態(tài)值，可由參數(shù)5319號指定。由程序指令修改。X：最大切深點的X軸坐標(biāo)。U：最大切深點的X軸增量坐標(biāo)。Z：最大切深點的Z軸坐標(biāo)。W：最大切深點的Z軸增量坐標(biāo)。i：X方向的進(jìn)給量（不帶符號）。k：Z方向的位移量（不帶符號）。d：刀具在切削底部的退刀量，d的符號總是正的。F ：進(jìn)給速度。（三）應(yīng)用G75指令編制的寬槽加工程序，見表

16、5-2。表5-2 滑塊槽加工程序程 序說 明O0001;程序號N10 T0101 S500 M03;1# 外切槽刀4mm 右刀尖對刀1#刀具補償,啟動主軸N20 G00 X70.0 Z-25.2 M08;快速定位 槽側(cè)面留余量0.2mm 冷卻液開N30 G75 R2.0;回退量N40 G75 X32.2 Z-40.8 P5.0 Q3.9F0.1;切深5mm位移3.9mm (側(cè)面及槽底留余量0.2mm)N50 G01 X70.0 Z-25.0 F0.3;N60 X32.0 F0.1;右側(cè)面精加工N70 Z-41.0;槽底精加工N80 X70.0;左側(cè)面精加工N90 G00 X100.0 Z100

17、.0 M09;N100 M05;N110 M02;程序結(jié)束應(yīng)用指令在切槽過程中，刀具定位于槽的一側(cè)開始切削，切入過程有回退斷屑動作，且至槽底后退至切入起始點，然后位移一個刀具寬度，再次開始切槽。完成整個槽寬度的切削后，對槽的兩個側(cè)面和槽底進(jìn)行精加工。完成加工后的零件實體如圖5-9所示。圖5-9 離合器實物圖（四）相關(guān)知識鏈接零件上單槽的形式很多（如圖5-10），均可借鑒上述的加工方法進(jìn)行編程。圖5-10 單槽零件示意圖（五）注意事項1零件加工中，槽的定位是非常重要的，編程時要引起重視。2切槽刀通常有三個刀位點，編程時可根據(jù)基準(zhǔn)標(biāo)注情況進(jìn)行選擇。3切寬槽時應(yīng)注意計算刀寬與槽寬的關(guān)系。二、多槽的加

18、工（一）編程實例根據(jù)圖5-11所示，編制切紙輥18×4槽的加工程序。圖5-11 切紙輥槽加工工序圖（二）任務(wù)分析在加工圓周刀具、軋輥等零件時經(jīng)常地會遇到與圖示零件相似的多槽加工。這種零件草多且相同，在編制其加工程序時大量的程序段會出現(xiàn)內(nèi)容重復(fù)現(xiàn)象，增加了編程的工作量。為此我們采用子程序調(diào)用指令，來編制該零件的加工程序，減少編程工作量，縮短加工程序的長度。子程序調(diào)用指令M98。1格式： M98 P ×××× ×××× 循環(huán)次數(shù) 子程序號2說明：1）子程序號同主程序，不同的是子程序用M99結(jié)束。2）子程序執(zhí)行

19、完請求的次數(shù)以后返回到主程序M98的下一句繼續(xù)執(zhí)行。子程序結(jié)束沒有M99時將不能返回主程序。3）省略循環(huán)次數(shù)時，默認(rèn)循環(huán)次數(shù)為一次。4）子程序可以有主程序調(diào)用，已被調(diào)用的子程序也可以調(diào)用其他的子程序。從主程序調(diào)用的子程序成為一重，可以調(diào)用四重。如圖5-12 所示。主程序 子程序 子程序 子程序 子程序O4000;M98P1000;M99;：O3000;M98P1000;M99;：O2000;M98P1000;M99;：O1000;M98P1000;M99;：O0001;M98P1000;M30;： （嵌套1重） （嵌套2重） （嵌套3重） （嵌套4重）圖5-12 子程序調(diào)用的嵌套（三）切紙輥槽

20、的加工程序該零件槽的深度較大，我們采用斷屑切削方式，選擇與槽等寬的切槽刀直接切入。定位與切入、回退等均應(yīng)用子程序編制。加工程序見表5-3。表5-3 切紙輥槽加工程序程 序說 明O0001;程序號N10 T0101 S500 M03;1# 外切槽刀4mm 左刀尖對刀1#刀具補償,啟動主軸N20 G00 X65.0 Z-41.0 M08;點位N30 M98 P18 1000;調(diào)用切槽子程序(O1000 )18次N40 G00 X150.0 Z0.0 M09;回參考點N50 M05 N60 M02;程序結(jié)束O1000;子程序號N10 G01 W-8.0 F0.3;N20 M98 P4 2000;一重

21、嵌套調(diào)用子程序（O2000）4次N30 G01 X65.0 F0.1;切至槽底后退刀N40 M99;子程序結(jié)束O2000;子程序號N10 U-10.0 F0.1;N20 U3.0 F0.3;切入時回退斷屑N30 M99;子程序結(jié)束（四）切槽完成后的零件如圖5-13所示。圖5-13 切紙輥實體圖（五）相關(guān)知識鏈接由上面的編程實例可以看出，應(yīng)用子程序命令進(jìn)行程序編制可以大大的減少程序段的數(shù)量，提高編程工作的效率，非常適合于人工編程。在手工程序編制中應(yīng)用較多的簡化編程指令，且與子程序調(diào)用指令非常相似的還有循環(huán)指令。在CK0630數(shù)控車床上采用G81/G80循環(huán)指令對某些相似或重復(fù)形狀進(jìn)行簡化編程。如

22、： N10 G00 X100.0 Z100.0 T0101; N20 N30 N40 G81 L8; （循環(huán)調(diào)用8次）N50 N60 （循環(huán)體） N70 N80 G80 （循環(huán)結(jié)束） N90 N10 M02程序在運行至N40時，循環(huán)調(diào)用8次循環(huán)體內(nèi)的內(nèi)容，8次全部運行完成后繼續(xù)執(zhí)行N90及以后的內(nèi)容。與子程序同樣也是應(yīng)熟練掌握并運用的編程指令之一。（六）注意事項1編程時應(yīng)注意子程序與主程序之間的銜接問題2應(yīng)用子程序指令的加工程序在試切削階段應(yīng)特別注意機床的安全問題3子程序多是增量方式編制應(yīng)注意程序是否閉合、積累及誤差對零件加工精度的影響。4使用G90/G91絕對/增量坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的數(shù)控系統(tǒng)，要注意

23、確定編程方式（絕對/增量）。第二節(jié) 螺紋加工知識點 螺紋加工常用編程指令技能點 常見螺紋加工程序的編制一、普通螺紋加工（一）編程實例請按圖5-14所示的定位螺栓零件圖，編制零件的加工程序。 圖5-14 定位螺栓零件圖（二）任務(wù)分析與程序編制圖5-14給我們提出了一個最簡單也最常見的螺紋件加工課題，該零件包括外圓、倒角、螺紋以及圓弧加工，前面已經(jīng)講過了外圓、倒角和圓弧加工指令，所以這一章主要講解螺紋加工指令。首先討論一下在數(shù)控車床上加工螺紋的常用指令。FANUC 0數(shù)控車床螺紋加工指令如表5-4所示。 表5-4 FANUC 0系統(tǒng)有關(guān)螺紋切削指令表指令名稱應(yīng)用格式主要工藝用途等螺距螺紋切削(G3

24、2)G32IP_F_;直螺紋、錐螺紋變螺距螺紋切削(G34)G34IP_F_K_;變螺距直螺紋、錐螺紋多頭螺紋切削(G32)G33IP_F_Q_;多頭螺紋、螺旋線螺紋切削固定循環(huán)(G92)G92IP_R_F_(L);直螺紋、錐螺紋簡化編程螺紋切削復(fù)合循環(huán)(G76)G76P(m)(r)(a)Q(d min)R(d)G76X(U)_Z(W)_R(i)P(K)Q (d)F(L);梯形、大螺距三角等螺紋由表5-4看出，最適合加工圖5-14所示零件M30×2直螺紋的指令主要有兩個：等螺距螺紋切削指令（G32）；螺紋切削固定循環(huán)（G92）。螺紋切削終點相對于起點的坐標(biāo)值，Z(W) 省略時為端面螺

25、紋切削1. 等螺距螺紋切削指令（G32）1）格式：螺紋切削終點的坐標(biāo)值，X(U)省略時為圓柱螺紋切削長軸方向的導(dǎo)程，用半徑指定，單位為mm/rG32 X（U） Z（W） F ；2）應(yīng)用范圍：用G32指令，可以切削等導(dǎo)程的圓柱螺紋、圓錐螺紋和端面螺紋（例如渦形螺紋），如圖5-15所示。圖5-15 G32螺紋加工指令適用范圍a）直螺紋 b）錐螺紋 c）端面螺紋3）直螺紋G32加工編程圖5-1所示零件的螺紋部分的程序編制可參考圖5-16。下面的值用于編程中螺距：2mmL1=5mmL2=2mm切深：1mm （切兩次）公制輸入 直徑編程G00 U-62.0;G32 W-40.0 F2.0;G00 U62

26、.0;W40.0;U-64.0;G32 W-40.0 F2.0;G00 U64.0; W40.0; 圖5-16 直螺紋G32編程4）總體程序編制根據(jù)前面所學(xué)內(nèi)容，應(yīng)用G32指令編寫圖5-14所示螺紋的加工程序如表5-5所示。表5-5 應(yīng)用G32指令編制加工程序程 序說 明N10 T0101 S100 M04;1#60o螺紋刀(L=2) 1#刀具補償,啟動主軸N20 G00 X40.0 Z5.0;快速接近工件N30 X29.0;第一次切入0.8mmN40 G32 Z-47.0F2.0;螺紋車削N50 G00 X40.0;X向快速退刀N60 Z5.0;快速返回Z向起點N70 X28.2;第二次切入

27、0.8mmN80 G32 Z-47.0F2.0;螺紋車削N90 G00 X40.0;X向快速退刀N100 Z5.0;快速返回Z向起點N110 X27.4;第三次切入0.8mmN120 G32 Z-47.0F2.0;螺紋車削N130 G00 X100.0 Z100.0 T0100;快速返回?fù)Q刀點,取消1#刀具補償N140 M05;主軸停N150 M02;程序結(jié)束2. 螺紋切削固定循環(huán)（G92） 為了簡化編程，圖5-14所示的螺紋加工也可以用螺紋切削循環(huán)（G92）指令編程。螺紋切削終點相對于起點的增量坐標(biāo)1）格式：螺紋切削終點的坐標(biāo)值，導(dǎo)程（單頭螺紋螺距等于導(dǎo)程）G92 X（U） Z（W） F ；

28、2）應(yīng)用范圍：螺紋切削循環(huán)（G92）指令用于對圓錐或圓柱螺紋的切削循環(huán)。 3）直螺紋G92加工編程示意圖見圖5-17。圖5-17 直螺紋G92編程在增量編程中，U和W地址后的數(shù)值的符號取決于軌跡1和2的方向。那就是說，如果軌跡1的方向沿X軸是負(fù)值， U也是負(fù)值。螺紋范圍，主軸速度限制等，都與G32（螺紋切削）相同。螺紋倒角能在此螺紋切削中實現(xiàn)。從機床來的信號啟動倒角開始。倒角距離在0.1L至12.7L之間制定，指定單位為0.1L，由參數(shù)號5130決定。由于伺服系統(tǒng)的延遲螺紋收尾的角度<45o。（在上面的表示中，螺距是L）。在單程序段工作方式，1、2、3和4的切削過程，必須一次次地按下循環(huán)

29、啟動按鈕。4）總體程序編制用G92指令編寫圖5-14所示螺紋的加工程序如表5-6所示。表5-6 應(yīng)用G92指令編制螺紋加工程序程序說明N10 T0101 S100 M04;1#60o螺紋刀(L=2) 1#刀具補償啟動主軸N20 G00 X40.0 Z5.0;快速接近工件N30 G92 X29.0 Z-47.0F2.0;螺紋車削N40 X28.2;X向快速退刀N50 X27.6;快速返回Z向起點N60 X27.5;第二次切入0.8mmN70 X27.4;螺紋車削N80 G00 X100.0 Z100.0 T0100;快速返回?fù)Q刀點,取消1#刀具補償N90 M05;主軸停N100 M02;程序結(jié)束

30、3加工后的零件實物圖加工后的零件實物圖如圖5-18所示： 圖5-18 零件實物圖（三）相關(guān)知識鏈接1. 用G32加工錐螺紋用G32指令加工錐螺紋程序如圖5-19所示。圖5-19 G32加工錐螺紋2. 用G92加工錐螺紋螺紋切削固定循環(huán)指令還常用于錐螺紋的切削, 其應(yīng)用格式如圖5-20所示。其中R：為圓錐螺紋起點和終點的半徑差，加工圓柱螺紋時為零，可省略。其余各項指定與直螺紋切削指令相同。圖5-20 G92加工錐螺紋（四）注意事項1應(yīng)用等螺距螺紋切削指令（G32）加工注意事項1）一般螺紋切削時，從粗車到精車，按同樣的導(dǎo)程進(jìn)行多次車削。當(dāng)安裝在主軸上的位置編碼器檢測出一轉(zhuǎn)信號后，開始螺紋切削，因此

31、即使多次切削，工件圓周上的切削始點保持不變。但是從粗車到精車，主軸的轉(zhuǎn)速必須是一定的。當(dāng)主軸速度變化時，螺紋切削會出現(xiàn)亂牙現(xiàn)象。2）螺紋切削的開始及結(jié)束部分，一般由于伺服系統(tǒng)的滯后，螺紋導(dǎo)程會出現(xiàn)不規(guī)則現(xiàn)象，為了考慮這部分的螺紋精度，在數(shù)控車床上切削螺紋必須設(shè)置升速進(jìn)刀段L1和降速退刀段L2（見圖5-21）因此，加工螺紋的實際長度：除了螺紋的有效長度外L，還應(yīng)包括升速段L1和降速段L2的距離（即L+L1+L2），其數(shù)值與工件的螺距和轉(zhuǎn)速有關(guān)，由各系統(tǒng)設(shè)定，一般大于一個導(dǎo)程。圖5-21 螺紋車削升、降速段L1升速段 L2降速段3）圓錐螺紋切削如圖5-22所示，當(dāng)其錐角在45o以下時，螺紋導(dǎo)程以Z

32、軸方向的值指定; 當(dāng)其錐角在45o以上時，螺紋導(dǎo)程以X軸方向的值指定。即：若a45o導(dǎo)程為LZ；若a45o導(dǎo)程為LX。圖5-22 圓錐螺紋LZ/LX的說明4）螺紋切削一般有兩種進(jìn)刀方式：一種是直進(jìn)法，如圖5-10a）所示；一種是斜進(jìn)法，如圖5-23b所示。當(dāng)螺紋牙型深度較深、螺距較大時，可分?jǐn)?shù)次進(jìn)給，切深的分配方式有常量式和遞減式，如圖5-24所示。 a） b)圖5-23 螺紋切削進(jìn)刀方式a) 直進(jìn)法 b) 斜進(jìn)法圖5-24 螺紋切削切深分配方式a) 常量式 b) 遞減式2. 應(yīng)用螺紋固定循環(huán)切削指令（G92）加工注意事項在螺紋切削期間（運動2），按下進(jìn)給暫停按鈕時，刀具立即按斜線回退，先回到

33、X軸起點，再回到Z軸起點，如圖5-25所示。圖-25 螺紋切削循環(huán)期間暫停退刀示意圖 在回退期間，不能進(jìn)行另外的進(jìn)給暫停。倒角量與終點處得倒角量相同。通過以上的認(rèn)識，可以得出這樣的結(jié)論，加工圖示螺紋件較為實用、高效的是螺紋切削固定循環(huán)指令（G92）。二、錐螺紋加工（一）編程實例請按圖5-26所示的零件圖，編制零件的加工程序。圖5-26 快換接頭零件圖（二）任務(wù)分析與程序編制圖5-26所示零件圖中，零件其他部分已經(jīng)加工完畢，三角錐螺紋部分是我們的加工課題。我們已經(jīng)知道了加工錐螺紋比較方便的指令是G92,試編程序如下（見表5-7）。表5-7 G92指令切削錐螺紋編程程序說明N10 T0101 S1

34、00 M04;1#60o螺紋刀(L=3) 1#刀具補償啟動主軸N20 G00 X60.0 Z8.0;快速接近工件N30 G92 X48.0 Z-28.5.0 R-22.0 F3.0;螺紋車削 第一刀N40 X47.0;第二刀N50 X46.4;第三刀N60 X45.8;第四刀N70 X45.3;第五刀N80 X45.0第六刀N80 G00 X100.0 Z100.0 T0100;快速返回?fù)Q刀點,取消1#刀具補償N90 M05;主軸停N100 M02;程序結(jié)束加工完成后的零件如圖5-27所示。圖5-27 錐螺紋加工實體圖（三）相關(guān)知識鏈接在各類機械零件中，為方便拆卸或改變傳動比，多頭螺紋成為了比

35、較常見的形式之一。如圖5-28所示。圖5-28 多頭螺紋G92螺紋切削固定循環(huán)指令，是實際生產(chǎn)加工中應(yīng)用方便且應(yīng)用非常普遍的指令之一。除應(yīng)用于普通圓柱螺紋、錐螺紋的加工之外，采用軸向分頭的方式，還可用于多頭螺紋的加工。應(yīng)用實例如下：N50 G00 X40.0 Z5.0;N60 G92 X29.3 Z-30.0 F4.0; (雙頭螺紋，加工第一線)N70 G01 Z-2.0 F100; （軸向分頭）N80 G92 X29.3 Z-28.0 F4.0; （加工第二線）（四）注意事項1錐螺紋設(shè)計上多數(shù)沒有退刀槽，在螺紋車削的程序編制中，降速退刀段L2應(yīng)考慮選取較大的數(shù)值。2R數(shù)值的計算應(yīng)當(dāng)注意包括L

36、1、L2在內(nèi)，且計算準(zhǔn)確。3G92外螺紋車削起始點的坐標(biāo)值，必須大于螺紋退刀點的坐標(biāo)值。例：G00 X40.0 Z5.0; （起始點）G92 X30.0 Z-30.0（退刀點）R-5.0 F2.0;三、多頭螺紋的加工（一）編程實例請按圖5-29所示的零件圖，編制該零件左端螺紋的加工程序的加工程序。圖5-29 軸套零件圖（二）任務(wù)分析與程序編制該零件左端為M36雙頭內(nèi)螺紋，螺紋導(dǎo)程6mm，螺距3mm，螺紋小徑32.76mm，單面高度1.62mm?，F(xiàn)在我們嘗試應(yīng)用較為“專業(yè)”的多線螺紋車削指令（G33）編制其加工程序。1. 多線螺紋切削指令（G33）1) 格式：螺紋切削終點相對于起點的坐標(biāo)值，Z(

37、W) 省略時為端面螺紋切削螺紋頭數(shù)和起始角，非模態(tài)制，每次使用必須指定。起始角單位：0.001度，不能指定小數(shù)長軸方向的導(dǎo)程，用半徑指定，單位為mm/G33 X_(U) Z_(W) F_ P_ ;螺紋切削終點的坐標(biāo)值，X(U)省略時為圓柱螺紋切削2) G33指令應(yīng)用圖5-30為多頭螺紋切削指令應(yīng)用示意圖。下面的值用于編程中導(dǎo)程：9mm頭數(shù)：3L1=8mmL2=5mm切深：1.6mm (切一次)公制輸入，直徑編程G0 U-63.2;G33 W-63. F3.0 P3=0; (第一頭)G0 U63.2 W63.0; U-63.2;G33 W-63. F3.0 P3=120000; (第二頭)G0

38、U63.2 W63.0; U-63.2;G33 W-63. F3.0 P3=240000; (第三頭)G0 U63.2 W63.0;圖5-30 多頭螺紋切削指令應(yīng)用示意圖2軸套零件螺紋程序編制用G33指令加工軸套零件雙頭內(nèi)螺紋程序見表5-8。表5-8 內(nèi)螺紋加工程序（G33）程序說明N10 T0101 S100 M04;1#60o 內(nèi)螺紋刀(L=3) 1#刀具補償啟動主軸N20 G00 X28.0 Z8.0;快速接近工件N30 G01 X34.0 F300;N40 G33 Z-26.0.0 F6.0 P2=0;螺紋車削 第一頭 第一刀N50 G01 X28.0 F300;N60 G00 Z8.

39、0;N70 G01 X34.0 F300;N80 G33 Z-26.0 F6.0 P2=180000;第二頭 第一刀N90 G01 X28.0 F300; N100 G00 Z8.0;N110 G01 X32.6 F300;N120 G33 Z-26.0.0 F6.0 P2=0;第一頭 第二刀N130 G01 X28.0 F300;N140 G00 Z8.0;N150 G01 X32.6 F300;N160 G33 Z-26.0 F6.0 P2=180000;第二頭 第二刀N170 G01 X28.0 F300;N180 G00 Z8.0;N190 G00 X100.0 Z100.0 T010

40、0;快速返回?fù)Q刀點,取消1#刀具補償N200 M05;主軸停N210 M02;程序結(jié)束加工后的零件如圖5-31所示。圖5-31 雙頭內(nèi)螺紋加工實體圖(三) 相關(guān)知識鏈接G33多頭螺紋加工指令，除用于圓柱多頭螺紋的切削以外，還經(jīng)常地用于圓錐多頭螺紋的切削。圖5-32為其應(yīng)用示意圖。下面的值用于編程中導(dǎo)程：2mm頭數(shù)：1mm L1=2mm L2=1mmX軸切深：1mm （切一次）公制輸入，直徑編程G0 X12.0 Z72.0;G33 X41.0 Z29.0 F4.0 P2=0; (第一頭)G0 X50.0 Z72.0; X12.0;G33 X41.0 Z29.0 F4.0 P2=180000; (

41、第二頭)G0 X50.0 Z72.0;圖5-32 G33指令切削圓錐多頭螺紋示意圖（四）注意事項1多頭螺紋的導(dǎo)程一般較大，為避免伺服系統(tǒng)的滯后效應(yīng)對螺距精度的影響，螺紋的升降速段應(yīng)取較大的值。2選取較低的主軸轉(zhuǎn)速，防止主軸編碼器出現(xiàn)過沖現(xiàn)象3注意選擇適合螺紋螺旋升角的刀具，避免刀具后角與工件發(fā)生干涉。四、梯形螺紋的加工（一）編程實例根據(jù)圖5-33所示，編制其梯形螺紋加工程序。圖5-33 梯形螺紋零件圖（二）任務(wù)分析與程序編制梯形螺紋的截面尺寸較大，采用直進(jìn)法切削很容易出現(xiàn)扎刀現(xiàn)象。在螺紋加工指令中實現(xiàn)斜進(jìn)法和分層切削法進(jìn)刀，是避免扎刀現(xiàn)象的有效手段。多重復(fù)合螺紋切削指令(G76)中就可以很好地

42、實現(xiàn)這一功能，現(xiàn)在我們討論指令的格式和應(yīng)用，并利用多重復(fù)合螺紋切削指令(G76)實現(xiàn)圖示梯形螺紋的加工程序編制。圖5-34 為該指令的循環(huán)和進(jìn)刀方式示意圖。1格式：G76 P(m)(r)(a)Q(d min) R(d)； G76 X(U)_Z(W)_R(i)P(k)Q(d)F(L)； a) 循環(huán)路線 b) 進(jìn)刀方式圖5-34 G76指令的循環(huán)和進(jìn)刀方式示意圖2說明：m：精加工重復(fù)次數(shù)(199) 該值是模態(tài)的此值可用5142號參數(shù)設(shè)定，由程序指令改變。r：倒角量當(dāng)螺距由L表示時可以從0.01L到9.9L設(shè)定單位為0.01L(兩位數(shù)從00 到99) 該值是模態(tài)的此值可用5130 號參數(shù)設(shè)定由程序指

43、令改變。a ：刀尖角度可以選擇80o、 60o、 55o、 30o、 29o和0o六種中的一種由2 位數(shù)規(guī)定，該值是模態(tài)的可用參數(shù)5143 號設(shè)定，用程序指令改變m 、r 和a用地址P 同時指定。例： 當(dāng)m=2,r=1.2L a=60 指定如下(L是螺距)：P dmin : 最小切深(用半徑值指定),當(dāng)一次循環(huán)運行的切深小于此值時，切深執(zhí)行此值。該值是模態(tài)的，可用5140 號參數(shù)設(shè)定用程序指令改變。d ：精加工余量，該值是模態(tài)的，可用5141 號參數(shù)設(shè)定用程序指令改變。i : 螺紋半徑差如果 i=0 可以進(jìn)行普通直螺紋切削。K : 螺紋高,這個值用半徑值規(guī)定。d : 第一刀切削深度(半徑值)。

44、L : 螺距(同G32)。3用指令加工梯形螺紋的程序編制見表5-9。其中：精加工次數(shù)為2，斜向退刀量取10，實際退刀量為一個導(dǎo)程，刀尖角30o ,最小切深取0.02mm，即20，精加工余量0.1mm, 螺紋半徑差為0，牙型高度計算為3.5mm，第一次的切深為0.7mm，導(dǎo)程即螺距為6mm， 螺紋小徑為29.0mm，螺紋終點坐標(biāo)（29.0，-81.0）。表5-9 梯形螺紋加工程序程序說明N10 T0101 S100 M04;1#30o T形螺紋刀(L=6) 1#刀具補償啟動主軸N20 G00 X60.0 Z12.0 M08;快速接近螺紋車削起始點N30 G76 P021030 Q20 R100;

45、多重復(fù)合螺紋循環(huán)N40 G76 X29.0 Z-81.0 P3500 Q700 F6;N190 G00 X100.0 Z100.0 T0100 M09;快速返回?fù)Q刀點,取消1#刀具補償N200 M05;主軸停N210 M02;程序結(jié)束4 加工后的零件實物如圖5-35。圖5-35 梯形螺紋實體圖（三）相關(guān)知識鏈接利用軸向分頭法，多重復(fù)合螺紋切削循環(huán)（G76）可用于多頭螺紋的切削。如：G00 X60.0 Z12.0 M08; （螺紋切削起始點）G76 P021030 Q20 R100; （切削第一頭）G76 X29.0 Z-81.0 P3500 Q700 F12.0;G01 W8.0 F0.3;

46、（軸向分頭 螺距=6mm）G76 P021030 Q20 R100; (切削第二頭)G76 X29.0 Z-81.0 P3500 Q700 F12.0;（四）注意事項1斜進(jìn)法進(jìn)刀方式,適用于中小螺距的三角或梯形螺紋的加工,不適合加工截面尺寸過大的螺紋。2加工時要選擇與螺紋界面形狀相同角度一致的螺紋刀具。3由于該指令較為復(fù)雜，不易記憶。應(yīng)用時須參閱編程說明書，防止程序出錯。簡單螺紋的加工可采用其他螺紋循環(huán)指令。五、變導(dǎo)程螺紋的加工1編程實例根據(jù)圖5-36所示，編制其變導(dǎo)程螺紋加工程序。圖5-36 變螺距螺桿零件圖2任務(wù)分析與程序編制圖示零件為變導(dǎo)程螺紋的加工。根據(jù)零件的任務(wù)分析，我們首先討論變導(dǎo)

47、程螺紋切削指令(G34)的格式和應(yīng)用。1) 格式：主軸每轉(zhuǎn)導(dǎo)程的增量或減量，單位為mm/r螺紋切削終點的坐標(biāo)值，X(U)省略時為圓柱螺紋切削長軸方向的導(dǎo)程，用半徑指定，單位為mm/r螺紋切削終點相對于起點的坐標(biāo)值，Z(W) 省略時為端面螺紋切削 G34 X(U)_ Z( W)_ F_ K _;2）應(yīng)用:根據(jù)變導(dǎo)程螺桿零件圖，選用R5mm球頭車刀，切2次。應(yīng)用G34指令編制加工程序，見表5-10。表5-10 變導(dǎo)程螺紋加工程序程序說明N10 T0101 S100 M04;1# 球頭車刀(R=5) 1#刀具補償 啟動主軸N20 G00 X60.0 Z3.0 M08;快速接近螺紋車削起始點N30 G01 X36.0 F0.3;N40 G34 Z-114.0 F6.0 K1.0;第一刀N50 G00 X60.0;N60 Z3.0;N70 X34.0;N80 G34 Z-114.0 F6.0 K1.0;第二刀N90 G00 X100.0 Z100.0 T0100 M09;快速返回?fù)Q刀點,取消1#刀具補償N100 M05;主軸停N110 M02;程序結(jié)束加工后的零件實體見圖5-37。圖5-37 變導(dǎo)程螺紋實體圖3相關(guān)知識鏈接G34指令可用于切削圓錐變導(dǎo)程螺紋,利用軸向分頭法還可用于加工多頭變導(dǎo)程螺紋。4注意事項1）為單段切削，需用其他指令返