螺紋加工的編程

常用固定循環(huán)（FANUC系統(tǒng)）及螺紋車削加工編程數(shù)控車削固定循環(huán)數(shù)控車床上被加工工件的毛坯常用棒料或鑄、鍛件，因此加工余量大，一般需要多次重復(fù)循環(huán)加工，才能去除全部余量。為了簡化編程，數(shù)控系統(tǒng)提供了不同形式的固定循環(huán)功能，以縮短程序段的長度，減少程序所占內(nèi)存。本書以BEIJING-FANUC0iMate-TB系統(tǒng)為例，介紹幾個常用的車削固定循環(huán)指令。1、單一形狀固定循環(huán)G90G90主要用于軸類零件的外圓、錐面加工，有兩種編程格式。（1） 外圓切削循環(huán)G90。其編程格式為：G90X（U）__Z（W）__F__；式中：X、Z取值為圓柱面切削終點坐標值；U、W取值為圓柱面切削終點相對循環(huán)起點的坐標分量。圖1的循環(huán)，刀具從循環(huán)起點開始按矩形1R-2F-3F-4R循環(huán)，最后又回到循環(huán)起點。圖中虛線表示按R快速移動，實線表示按F指定的刀具進給速度移動。（2） 錐面切削循環(huán)指令G90。其編程格式為：G90X（U）__Z（W）__R__F__；式中：X、Z取值為圓錐面切削終點坐標值；U、W取值為圓錐面切削終點相對循環(huán)起點的坐標分量；R取值為圓錐面切削始點與圓錐面切削終點的半徑差，有正、負號。圖2的循環(huán)，刀具從循環(huán)起點開始按梯形1Rf2F-3F-4R循環(huán)，最后又回到循環(huán)起點。圖中虛線表示按R快速移動，實線表示按F指定的工件進給速度移動。[Z-w[Z-wr循環(huán)11 一起點Hi4R廠怨|切削終點2F= IRf'J一X—削點切起0Z圖1外圓切削循環(huán)G90 圖2錐面切削循環(huán)G902、端面切削循環(huán)G94G94指令用于一些短、面大的零件的垂直端面或錐形端面的加工，直接從毛坯余量較大或棒料車削零件時進行的粗加工，以去除大部分毛坯余量。其程序格式也有加工圓柱面、圓錐面之分。其循環(huán)方式參見圖3及圖4。（1） 車大端面循環(huán)切削指令G94。其編程格式為：G94X（U）___Z（W）___F___；式中：X、Z取值為端面切削終點坐標值；U、W取值為端面切削終點相對循環(huán)起點的坐標分量。（2） 車大錐型端面循環(huán)切削指令G94。其編程格式為：G94X（U___Z（W）___R___F___；

式中：X、Z取值為端面切削終點坐標值；U、W取值為端面切削終點相對循環(huán)起點的坐標分量；R為端面切削始點至終點位移在Z軸方向的坐標增量。圖3端面切削循環(huán)G943、外圓粗車循環(huán)圖3端面切削循環(huán)G943、外圓粗車循環(huán)G71z-一爐圖4帶錐度的端面切削循環(huán)G94G71指令適用于切除毛坯的大部分加工余量，其編程格式為：G71P(ns)Q(nf)U(Au)W(Aw)D(Ad)F__S__T其中：ns 循環(huán)中的第一個程序段順序號；nf 循環(huán)中的最后一個程序段順序號；AuX軸方向精加工余量的距離和方向；AwZ軸方向精加工余量的距離和方向；Ad 每次徑向吃刀深度。圖5為用G71粗車外圓的走刀路線。圖中C點為起刀點，A點是毛坯外徑與端面輪廓的交點。Aw為軸向的精車余量；Au/2是徑向的精車余量。Ad是切削深度，e是徑向退刀量(由參數(shù)確定)。R表示快速進給，F(xiàn)表示切削進給。圖5外圓粗車循環(huán)G71當上述程序指令的是工件內(nèi)徑輪廓時，G71就自動成為內(nèi)徑粗車循環(huán)，此時徑向精車余量Au應(yīng)指定為負值。［例1］圖6為棒料毛坯的加工示意圖。刀具進給速度為0.2mm/r,主軸轉(zhuǎn)速為500r/min，粗加工切削深度為2mm，精加工余量X向為4mm(直徑)，Z向2mm，程序起點如圖。加工程序如下：O2007；N05T0101M03S500；N10G00X120.0Z10.0M08；N15G71P20Q50U4.0W2.0D2.0F0.2；N20G00X40.0；N20G00X40.0；N25G01Z-30.0；N30X60.0Z-60.0；N35Z-80.0；N40X100.0Z-90.0；N45Z-110.0；N50X120.0Z-130.0；N55G70P20Q50；N60G00X200.0Z150.0M09N65M05；N70M02；4、端面粗加工循環(huán)G72圖6外圓粗車循環(huán)G71實例G72適用于圓柱棒料毛坯端面方向粗車，其編程格式G72P (ns) Q(nf) U (Au) W (Aw) D (Ad) F__S__TG72程序段中的地址含義與G71相同，但它只完成端面方向粗車。圖7為刀具從外徑方向往軸心方向車削端面循環(huán)示意圖。［例2］如(圖8)，端面粗車循環(huán)G72粗加工程序如下:O2008；N05T0101M03S500；N10G00X176.0Z2.0M08；N15P20Q45U2.0W2.0D2.0F0.2TOC\o"1-5"\h\zN20 G00 Z-70.0 ；N25 G01 X120.0 Z-60.0 ；N30 Z-50.0 ；N35 X80.0Z-40.0 ；N40 Z-20.0 ；N45X36.0Z2.0N50G70P20Q45；N55G00X200.0Z150.0M09；N60M05； 圖8端面粗車循環(huán)G72實例N65M02；

5、固定形狀粗車循環(huán)G73G73適用于毛坯輪廓形狀與零件輪廓形狀基本接近的鑄、鍛毛坯件。其編程格式為：G73P (ns) Q (nf) I (Ai) K (Ak) U (Au) W (Aw) D (Ad) F__S__T_；其中：ns 循環(huán)中的第一個程序段順序號；nf 循環(huán)中的最后一個程序段順序號；Ai 粗切時徑向切除的余量(半徑值)；Ak 粗切時軸向切除的余量；Au X軸方向精加工余量的距離和方向；Aw Z軸方向精加工余量的距離和方向；Ad 循環(huán)次數(shù)。G73的走刀路線如(圖9)。執(zhí)行G73功能時，每一刀的切削路線的軌跡形狀是相同的,只是位置不同。每走完一刀，就把切削軌跡向工件移動一個位置，這樣就可以將鍛件待加工表面分布較均勻的切削余量分層切去。W2.0D3.0F0.3S500；N20W2.0D3.0F0.3S500；N20G00X80.0W-40.0S800；N25G01W-20.0F0.15；N30X120.0W-10.0；N35W-20.0；圖9固定形狀粗車循環(huán)G73［例3］如(圖10)。設(shè)粗加工分三刀進行，第一刀后余量(X和Z向)均為單邊14mm,三刀過后，留給精加工的余量X方向(直徑上)為4.0mm,Z向為2.0mm；粗加工進給速度為0.3mm/r，主軸轉(zhuǎn)速為500r/min；精加工進給速度為0.15mm/r,主軸轉(zhuǎn)速為800r/min；其加工程序如下：O1990；N05T0101M03S800；N10G00X220.0Z160.0M08；N15G73P20Q45I14.0K14.0U4.0N40G02X160.0W-20.0R20.0；N45G01X180.0W-10.0；N50G70P20Q45；N55G00X260.0Z220.0M09； 圖10固定形狀粗車循環(huán)G73實例N60M05；N65M02；6、精車循環(huán)加工G70由G71、G72、G73進行粗切削循環(huán)完成后，可用G70指令進行精加工。其編程格式為：G70P(ns)Q(nf)其中：ns 循環(huán)中的第一個程序段順序號；nf 循環(huán)中的最后一個程序段順序號；在用G70指令編程時，應(yīng)注意以下幾點：在含G71、G72或G73的程序段中指令的地址F、S、T對G70的程序段無效。而在順序號ns到nf之間指令的地址F、S、T對G70的程序段有效。G70精加工循環(huán)一旦結(jié)束，刀具快速進給返回起始點，并開始讀入G70循環(huán)的下一個程序段。在G70被使用的順序號ns?nf間程序段中，不能調(diào)用子程序G70循環(huán)時，要特別注意快速退刀路線，防止刀具與工件發(fā)生干涉。二、數(shù)控車削螺紋1、數(shù)控車削螺紋的基本知識螺紋的切削方法。由于螺紋加工屬于成型加工，為了保證螺紋的導(dǎo)程，加工時主軸旋轉(zhuǎn)一周，車刀的進給量必須等于螺紋的導(dǎo)程，進給量較大；另外，螺紋車刀的強度一般較差，故螺紋牙型往往不是一次加工而成的，需要多次進行切削，如欲提高螺紋的表面質(zhì)量，可增加幾次光整加工。在數(shù)控車床上加工螺紋的方法有直進法、斜進法兩種，如(圖11)。直進法適合加工導(dǎo)程較小的螺紋，斜進法適合加工導(dǎo)程較大的螺紋。常用螺紋的切削的進給次數(shù)與吃刀量可參考表12.6。車螺紋前直徑尺寸的確定。普通螺紋各基本尺寸：螺紋大徑d=D(螺紋大徑的基本尺寸與公稱直徑相同)螺紋中徑d2=D2=d-0.6495P (P為螺紋的螺距)牙型高度hl=0.5413P螺紋小徑dl=Dl=d-1.0825P螺紋行程的確定。在數(shù)控車床上加工螺紋時，由于機床伺服系統(tǒng)本身具有滯后特性，會在螺紋起始段和停止段發(fā)生螺距不規(guī)則現(xiàn)象，所以實際加工螺紋的長度W應(yīng)包括切入和切出的空行程量，如(圖12)。即：W=L+&1+62式中：61―-切入空刀行程量，一般取2?5mm；圖11螺紋進刀切削方法圖11螺紋進刀切削方法圖12螺紋加工表12.6常用螺紋切削進給次數(shù)與吃刀量公制螺紋螺距mm11.522.533.54牙深（半徑值）0.6490.9741.2991.6241.9492.2732.5981次0.70.80.91.01.21.51.5切削2次0.40.60.60.70.70.70.8次數(shù)3次0.20.40.60.60.60.60.6及吃4次0.160.40.40.40.60.6刀量5次0.10.40.40.40.4（直徑6次0.150.40.40.4值）7次0.20.20.48次0.150.39次0.2英制螺紋牙/in2418161412108牙深（半徑值）0.6980.9041.0161.1621.3551.6262.033切削1次0.80.80.80.80.91.01.2次數(shù)2次0.40.60.60.60.60.70.7及吃3次0.160.30.50.50.60.60.6刀量4次0.110.140.30.40.40.5（直徑5次0.130.210.40.5值）6次0.160.47次0.172、單行程螺紋切削G32G32指令是完成單行程螺紋切削，車刀進給運動嚴格根據(jù)輸入的螺紋螺距進行，但是車入、切出、返回均需輸入程序。其編程格式為：G32X（U）__Z（W）__F__；在使用G32編程時應(yīng)注意以下幾點：（1） 進給速度F的單位采用旋轉(zhuǎn)進給率，即mm/r（或in/r）,F的數(shù)值為螺距。（2） 螺紋兩端應(yīng)設(shè)置足夠的切入空刀行程量&1和切出空刀行程量&2,如（圖12）。（3） 在螺紋切削期間進給速度倍率無效（固定100%）。（4） 在螺紋切削期間主軸速度倍率無效（固定100%）。（5） 如果螺紋牙型深度較深、螺距較大時，可分次進給，每次進給的背吃刀量用螺紋深度減去精加工背吃刀量所得的差按遞減規(guī)律分配，參見表1。3、螺紋固定循環(huán)指令G92G92為簡單螺紋循環(huán)，該指令可以切削圓柱螺紋和圓錐螺紋。（1）圓柱螺紋加工循環(huán)G92。其編程格式為：G92X（U）___Z（W）___F___；其中：X、Z 螺紋終點坐標值；U、W 螺紋終點相對循環(huán)起點的坐標分量；

F 螺紋的導(dǎo)程。（2）圓錐螺紋加工循環(huán)G92。其編程格式為：G92X（U）___Z（W）___R___F___；其中：X、Z 螺紋終點坐標值；U、W 螺紋終點相對循環(huán)起點的坐標分量；R 圓錐螺紋切削起點和切削終點的半徑差；F 螺紋的導(dǎo)程。圓錐螺紋加工循環(huán)如（圖13），圓柱螺紋加工循環(huán)如（圖14）圖13圓錐螺紋加工循環(huán)圖13圓錐螺紋加工循環(huán)G92圖14圓柱螺紋加工循環(huán)G92圖15圖15圓柱螺紋加工循環(huán)G92實例圖13及圖14中，刀具從循環(huán)起點A開始，按AfBfCfD進行自動循環(huán)，最后又回到循環(huán)起點A,虛線表示快速移動，實線表示按F指令指定的進給速度移動。