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

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,数控车床编程与操作项目教程,任务一,圆锥螺纹类零件的数控车削加工,项目五 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,学习导航,项目五 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,（,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,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,5-1,圆柱螺纹类零件加工实例,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,M24,1.5,、,M27,2,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,M20,1.5LH,等，未注明的为右旋螺纹。,关联知识,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线的距离。根据,GB/T 4459.1,1995,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,1.,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,M30,2-6g,的外螺纹，由,GB/T 4459.1,1995,可得：,螺纹大径的基本偏差为,e,s,=,0.038 mm,，公差为,T,d,=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。,螺纹起点与螺纹终点径向尺寸的确定,2.,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 +1/2,Td2/2,）,=d,7/4H+2R,es,Td2/2,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,任务一,螺纹切削时的注意事项,3.,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,任务一,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,任务一,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、右旋）和进给方向（从右至左、从左至右）之间的关系。,切槽刀的,X,方向对刀,2.,圆柱螺纹类零件的数控车削加工,任务一,单行螺纹切削,二,、,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,45,90,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,5-2,螺纹切削,G32,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 mm,，其加工程序为,图,5-3,螺纹切削,G32,加工实例,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,任务一,螺纹切削循环,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,A,B,C,D,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,任务一,图,5-4,螺纹切削循环,G92,圆柱螺纹类零件的数控车削加工,任务一,图,5-5,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,5-5,螺纹切削循环,G92,加工实例,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 G00 X220.0 Z200.0 T0000,；,N009 M05,；,N010 M30,；,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削加工,任务一,螺纹车刀对刀,四,、,螺纹车刀的,Z,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,5-6,螺纹车刀,Z,方向对刀示意图,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,3,5 mm,）试切外圆，后保持刀具,X,方向位置不变，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,X,方向对刀,2.,图,5-7,螺纹车刀,X,方向对刀示意图,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 mm,1.5 mm,的螺纹，材料为,45,号钢，选择毛坯尺寸为,32 mm,90 mm,。,任务实践,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,1.,确定工件的装夹方式,2.,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,3.,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。,圆柱螺纹类零件的数控车削加工,任务一,选择切削用量,4.,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=0.65,1.5 mm=0.975 mm,D,大,D,公称,-0.1P,24,一,0.1,1.5,23.85 mm,D,小,D,公称,1.3P,24,1.3,1.5,22.05 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,5.,圆柱螺纹类零件的数控车削加工,任务一,编写加工程序,6.,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,任务一,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,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,8.,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,任务一,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。,（,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,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,5-9,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,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,(01,99),；,r,为倒角量，即螺纹切削退尾处（,45,）的,Z,向退刀距离，当螺距由,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,任务二,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。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,图,5-10 G76,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,任务二,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,5-11,螺纹切削复合循环加工示例,任务二,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,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,（,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,5-12,螺纹牙规与测量,任务二,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,2.,图,5-13,螺纹千分尺,任务二,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,5-14,三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,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，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,3.,图,5-15,螺纹环规和塞规,任务二,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,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,P,1,、,P,2,、,P,3,、,P,4,和,P,5,的基点坐标,(,见图,5-16),，其基点坐标如表,5-6,所示。,任务实践,实训十二 圆锥螺纹的车削加工,分析零件图,1.,任务二,圆锥螺纹类零件的数控车削加工,图,5-16,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,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,确定数控加工刀具卡及加工工序卡,3.,任务二,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,选择切削用量,4.,任务二,圆锥螺纹类零件的数控车削加工,t=0.65P=0.65,1.5 mm=0.975 mm,D,1,大,D,公称,-0.1P,18-0.1,1.5 mm,17.85 mm,D,2,大,D,公称,-0.1P,14-0.1,1.5 mm,13.85 mm,D,1,小,D,公称,-1.3P,18-1.3,1.5 mm,16.05 mm,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,编写加工程序,6.,任务二,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,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,填写实训报告,6.,任务二,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,任务二,圆锥螺纹类零件的数控车削加工,谢谢大家！,the end,