巧用宏程序加工大螺距梯形螺纹(转载) 专业知识2010-01-25 18:25:55 阅读261 评论0字号：大中小
【摘要】为在数控车床上加工
大螺距梯形螺纹，对梯形螺纹的加工工艺和
FANUC 0i系统宏指令的应用进行了研究，
探索出一套利用宏指令在数控车床上加工
合格梯形螺纹的方法，并结合实际生产验证
了其可行性，拓展了宏指令的应用范围。
【关键词】梯形螺纹；加工工艺；
宏指令
1引言
近年来数控大赛受到各方面的重
视，其大赛的内容也在逐步丰富，加工梯形
螺纹课题是普通车床的生产实习过程中最
基本的实习课题，现也成为数控大赛中的一
项重要内容。但在数控车床实习过程中，常
常由于加工工艺方面的原因，却很少进行梯
形螺纹的加工练习，再加上受学校设备的影
响，所加工出的梯形螺纹质量较差。如何在
数控车床上高效、高质量地加工出合格梯形
螺纹成为许多指导教师急待解决的难题。其
实，只要工艺分析合理，使用的加工指令得
当，完全可以在数控车床上加工出合格的梯形螺纹。
下面以如图1所示梯形螺纹，阐述其加工方法。
图1 梯形螺纹
2梯形螺纹的车削工艺分析
加工梯形螺纹的加工有很多种：直进法、斜进法、左右切削法、车直槽法、分层法等等[1]。由于梯形螺纹较之三角螺纹，其螺距和牙型都大，而且精度高，牙型两侧面表面粗糙度值较小，致使梯形螺纹车削时，吃刀深，走刀快，切削余量大，切削抗力大。再[1]加工许多学校的数控车床刚性较差，这就导致了梯形螺纹的车削加工难度较大，在数控车工技能培训中难于掌握，容易产生“扎刀”和“爆刀”现象，进而对此产生紧张和畏惧的心理。在多年的数车工实习教学中，通过不断的摸索、总结、完善，对于梯
形螺纹的车削也有了一定的认知，笔者认为利用宏程序进行分层切削，可以很好地解决出现的问题。
“分层法”车削梯形螺纹实际上是直进法和左右切削法的综合应用。在车削较大螺距的梯形螺纹时，“分层法”通常不是一次性就把梯形槽切削出来，而是把牙槽分成若干层，每层深度根据实际情况而定。转化成若干个较浅的梯形槽来进行切削，可以降低车削难度。每一层的切削都采用左右交替车削的方法，背吃刀量很小，刀具只需沿左右牙型线切削，梯形螺纹车刀始终只有一个侧刃参加切削（如图2），从而使排屑比较顺利，刀尖的受力和受热情况有所改善，因此能加工出较高质量的梯形螺纹，且容易掌握，程序简短，容易操作。
图2 分层切削法
3宏程序分层加工大螺距梯形螺纹
3.1 参数表
宏程序[2,3]中使用的变量和含意如表1如示。
表1 变量及其含意
序号参
数
内
容
说明
1 # 1
1 螺
纹加工直径
在加工过程中由大径向小径变化
2 # 1
2 右
边借刀量
随着切深的增加而增大
3 # 1
3 左
边借刀量
随着切深的增加而减小
4 # 1
4 每
层吃刀深度
在加工中可根据情况进行调整
3.2 程序
以Fanuc 0i mateTC系统为例，图
1所示梯形螺纹的加工程序如下：
O0001；
T0101 M03 S300；换梯形螺纹刀，主轴转速300r/min
G00 X38 Z5；快速走到起刀点
M08；开冷却
#101=36；螺纹公称直径
#102=0；右边借刀量初始值
#103=-1.876；左边借刀量初始值(tg15*3.5*2或0.938*2)
#104=0.2；每次吃刀深度，初始值
N1 IF [#101 LT 29] GOTO2；加工到小径尺寸循环结束
G0 Z[5+#102] ；快速走到右边加工起刀点
G92 X[#101] Z-30 F6；右边加工一刀
G0 Z[5+#103] ；快速走到左边加工起刀点
G92 X[#101] Z-30 F6；左边加工一刀
#101=#101-#104；改变螺纹加工直径
#102=#102-0.134*#104；计算因改变切深后右边借刀量(tg15/2=0.134)
#103=#103+0.134*#104；计算因改变切深后左边借刀量(tg15/2=0.134)
IF[#101 LT 34] THEN #104=0.15；小于34时每次吃刀深度为0.15
IF[#101 LT 32] THEN #104=0.1；小于32时每次吃刀深度为0.10
IF[#101 LT 30] THEN #104=0.05；小于30时每次吃刀深度为0.05
GOTO 1；
N2 G92 X29 Z-30 F6；在底径处精加工两刀
G92 X29 Z-30 F6；
G00 X100 Z100 M09；刀架快速退回，关闭冷却
M05；主轴停
M30；程序结束
4结论
在实践教学和大赛中，运用宏程序分层加工梯形螺纹，这种易懂、易掌握的车削梯形螺纹方法，得到了充分地肯定和好
评。教师能够较形象、较直观地把车削方法讲解和传授给学生，学生普遍也能够较快、较容易地理解和掌握这种车削方法，大大降低了梯形螺纹车削这一课题的教学难度和
强度，在数控技能大赛中累创佳绩。我们只有掌握和熟练了各种车削方法，熟练运用数控指令，一定能在车削过程中灵活运用，高效率、高精度、高品质地完成梯形螺纹车削。
参考文献
[1]王公安.车工工艺学[M].第一版.北京:中国劳动保障出版社,2005.
[2]北京法那科机电有限公司. Fanuc 0i mate TC 操作说明书,2007.
[3]汪荣青,邱建忠.数控编程与操作(第
一版)[M].北京:化学工业出版社,2009.
1 引言 传统的螺纹加工方法主要为采用螺纹车刀车削螺纹或采用丝锥、板牙手工攻丝及套扣。随着数控加工技术的发展，尤其是三轴联动数控加工系统的出现，使更先进的螺纹加工方式———螺纹的数控铣削得以实现。螺纹铣削加工与传统螺纹加工方式相比，在加工精度、加工效率方面具有极大优势，且加工时不受螺纹结构和螺纹旋向的限制，如一把螺纹铣刀可加工多种不同旋向的内、外螺纹。对于不允许有过渡扣或退刀槽结构的螺纹，采用传统的车削方法或丝锥、板牙很难加工，但采用数控铣削却十分容易实现。此外，螺纹铣刀的耐用度是丝锥的十多倍甚至数十倍，而且在数控铣削螺纹过程中，对螺纹直径尺寸的调整极为方便，这是采用丝锥、板牙难以做到的。由于螺纹铣削加工的诸多优势，目前发达国家的大批量螺纹生产已较广泛地采用了铣削工艺。 2 螺纹铣削加工实例 图1所示为M6标准内螺纹的铣削加工实例。工件材料：铝合金；刀具：硬质合金螺纹钻铣刀；螺纹深度：10mm；铣刀转速：2,000r/min；切削速度：314m/min；钻削进给量：0. 25mm/min；铣削进给量：0.06mm/齿；加工时间：每孔1.8s。 图1所示加工工位流程为：①位，螺纹钻铣刀快速运行至工件安全平面；②位，螺纹钻铣刀
钻削至孔深尺寸；③位，螺纹钻铣刀快速提升到螺纹深度尺寸；④位，螺纹钻铣刀以圆弧切入螺纹起始点；⑤位，螺纹钻铣刀绕螺纹轴线作X、Y方向插补运动，同时作平行于轴线的+Z方向运动，即每绕螺纹轴线运行360°，沿+Z方向上升一个螺距，三轴联动运行轨迹为一螺旋线；⑥位，螺纹钻铣刀以圆弧从起始点(也是结束点)退刀；⑦位，螺纹钻铣刀快速退至工件安全平面，准备加工下一孔。该加工过程包括了钻孔、倒角、内螺纹铣削和螺纹清根槽铣削，采用一把刀具一次完成，加工效率极高。 3 螺纹铣刀主要类型 在螺纹铣削加工中，三轴联动数控机床和螺纹铣削刀具是必备的两要素。以下介绍几种常见的螺纹铣刀类型： (1) 圆柱螺纹铣刀 圆柱螺纹铣刀的外形很像是圆柱立铣刀与螺纹丝锥的结合体(见图2上，图2下为锥管螺纹铣刀)，但它的螺纹切削刃与丝锥不同，刀具上无螺旋升程，加工中的螺旋升程靠机床运动实现。由于这种特殊结构，使该刀具既可加工右旋螺纹，也可加工左旋螺纹，但不适用于较大螺距螺纹的加工。 常用的圆柱螺纹铣刀可分为粗牙螺纹和细牙螺纹两种。出于对加工效率和耐用度的考虑，螺纹铣刀大都采用硬质合金材料制造，并可涂覆各种涂层以适应特殊材料的加工需要。圆柱螺纹铣刀适用于钢、铸铁和有色金属材料的中小直径螺纹铣削，切削平稳，耐用度高。缺点是
60%100%60%100%60%100%60%100%60%100% M1 ×0.250.750.840.73M1 ×0.20.800.870.78W1/16-60 1.20 1.26 1.05Nr.1-64 1.50 1.60 1.42Nr.0-80 1.30 1.32 1.18 M1.1 ×0.250.850.940.83M1.1 ×0.20.900.970.88W3/32-48 1.80 1.97 1.70Nr.2-56 1.80 1.89 1.69Nr.1-72 1.60 1.62 1.47 M1.2 ×0.250.95 1.040.93M1.2 ×0.2 1.00 1.070.98W1/8-40 2.60 2.69 2.36Nr.3-48 2.10 2.17 1.94Nr.2-64 1.90 1.93 1.75 M1.4×0.3 1.10 1.21 1.08M1.4 ×0.2 1.20 1.27 1.18W5/32-32 3.10 3.36 2.95Nr.4-40 2.30 2.43 2.16Nr.3-56 2.10 2.22 2.02 M1.6 ×0.35 1.25 1.37 1.22M1.6 ×0.2 1.40 1.47 1.38W3/16-24 3.60 3.95 3.41Nr.5-40 2.60 2.76 2.49Nr.4-48 2.40 2.50 2.27 M1.7 ×0.35 1.35 1.47 1.32M1.8 ×0.2 1.60 1.67 1.58W7/32-24 4.50 4.74 4.20Nr.6-32 2.75 2.99 2.65Nr.5-44 2.70 2.80 2.55 M1.8 ×0.35 1.45 1.57 1.42M2 ×0.25 1.75 1.84 1.73W1/4-20 5.10 5.37 4.72Nr.8-32 3.50 3.65 3.31Nr.6-40 3.00 3.09 2.82 M2 ×0.4 1.60 1.74 1.57M2.2 ×0.25 1.95 2.07 1.93W5/16-18 6.50 6.85 6.13Nr.10-24 3.80 4.14 3.68Nr.8-36 3.50 3.71 3.40 M2.2 ×0.45 1.75 1.91 1.71M2.5 ×0.35 2.15 2.27 2.12W3/8-167.908.317.49Nr.12-24 4.50 4.80 4.34Nr.10-32 4.10 4.31 3.97 M2.3 ×0.4 1.90 2.04 1.87M3 ×0.35 2.65 2.77 2.62W7/16-149.309.728.791/4-20 5.10 5.53 4.98Nr.12-28 4.70 4.90 4.50 M2.5 ×0.45 2.05 2.21 2.01M3.5 ×0.35 3.15 3.27 3.12W1/2-1210.5011.079.995/16-18 6.507.02 6.411/4-28 5.50 5.76 5.37 M2.6 ×0.45 2.15 2.31 2.11M4 ×0.5 3.50 3.68 3.46W9/16-1212.0012.6611.583/8-167.908.497.815/16-24 6.907.25 6.79 M3 ×0.5 2.50 2.68 2.46M4.5 ×0.5 4.00 4.18 3.96W5/8-1113.5014.1012.927/16-149.309.939.153/8-248.508.848.38 M3 ×0.6 2.40 2.61 2.35M5 ×0.5 4.50 4.68 4.46W3/4-1016.5017.1015.801/2-1310.8011.4310.587/16-209.9010.299.74 M3.5 ×0.6 2.90 3.11 2.85M5.5 ×0.5 5.00 5.18 4.96W7/8-919.2520.0618.619/16-1212.2012.9112.001/2-2011.5011.8811.33 M4 ×0.7 3.30 3.55 3.24M6 ×0.5 5.50 5.68 5.46W1-822.0022.9621.335/8-1113.5014.3813.389/16-1812.9013.3712.76 M4 ×0.75 3.25 3.51 3.19M6 ×0.75 5.25 5.51 5.19W11/8-724.7525.7923.933/4-1016.5017.4016.305/8-1814.5014.9614.35 M4.5 ×0.75 3.75 4.01 3.69M7 ×0.75 6.25 6.51 6.19W11/4-727.7528.9627.107/8-919.5020.3919.173/4-1617.5018.0217.33 M5 ×0.8 4.20 4.48 4.13M8 ×0.757.257.517.19W13/8-630.2031.6729.501-822.2523.3421.967/8-1420.2521.0520.26 M5 ×0.9 4.10 4.70 4.66M8 ×1.07.007.35 6.92W11/2-633.5034.8532.6811/4-728.0029.3927.821-1223.2524.0323.11 M6 ×1.0 5.00 5.35 4.92M9 ×1.08.008.357.92W15/8-535.5037.3734.7713/8-631.0032.1830.3411/8-1226.5027.2026.28 M7 ×1.0 6.00 6.35 5.92M10 ×0.759.259.519.19W13/4-538.5040.5537.9411/2-634.5035.3533.5211/4-1229.5030.3829.46 M8 ×1.25 6.807.19 6.65M10 ×1.09.009.358.92W17/8-4.541.5043.2940.4013/4-539.0041.1538.9513/8-1232.5033.3532.63 M9 ×1.257.808.197.65M10 ×1.258.759.198.65W2-4.544.5046.4643.572-4.545.0047.1344.6911/2-1236.0036.7335.81 M10 ×1.58.509.038.38M11 ×1.010.0010.359.92 M11 ×1.59.5010.039.38M12 ×0.7511.2511.5111.19 M12 ×1.7510.2010.8610.11M12 ×1.011.0011.3510.92 M14 ×2.012.0012.7011.83M12 ×1.2510.7511.1910.65 M16 ×2.014.0014.7013.83M12 ×1.510.5011.0310.38 M18 ×2.515.5016.3815.29M14 ×1.013.0013.3512.9260%100%60%100%60%100% M20 ×2.517.5018.3817.29M14 ×1.2512.7513.1912.65W1/16-60 1.40 1.42 1.32Nr.1-64 1.70 1.73 1.64Nr.0-80 1.40 1.42 1.35 M22 ×2.519.5020.3819.29M14 ×1.512.5013.0312.38W3/32-48 2.10 2.18 2.04Nr.2-56 2.00 2.04 1.94Nr.1-72 1.70 1.74 1.66 M24 ×3.021.0022.0520.75M15 ×1.014.0014.3513.92W1/8-40 2.85 2.93 2.77Nr.3-48 2.25 2.34 2.23Nr.2-64 2.00 2.06 1.97 M27 ×3.024.0025.0523.75M15 ×1.2513.7514.1913.65W5/32-32 3.55 3.66 3.46Nr.4-40 2.55 2.64 2.50Nr.3-56 2.30 2.37 2.27 M30 ×3.526.5027.7326.21M15 ×1.513.5014.0313.38W3/16-24 4.25 4.36 4.08Nr.5-40 2.90 2.97 2.83Nr.4-48 2.60 2.67 2.56 M33 ×3.529.5030.7329.21M16 ×1.015.0015.3514.92W7/32-24 5.05 5.15 4.88Nr.6-32 3.15 3.25 3.08Nr.5-44 2.90 2.99 2.86 M36 ×4.032.0033.4031.67M16 ×1.2514.7515.1914.65W1/4-20 5.75 5.86 5.54Nr.8-32 3.80 3.91 3.74Nr.6-40 3.20 3.30 3.16 M39 ×4.035.0036.4034.67M16 ×1.514.5015.0314.38W5/16-187.307.407.03Nr.10-24 4.35 4.48 4.25Nr.8-36 3.85 3.94 3.78 M42 ×4.537.5039.0837.13M18 ×1.017.0017.3516.92W3/8-168.808.928.51Nr.12-24 5.00 5.14 4.91Nr.10-32 4.45 4.57 4.40 M45 ×4.540.5042.0840.13M18 ×1.2516.7517.1916.65W7/16-1410.3010.429.951/4-20 5.75 5.94 5.66Nr.12-28 5.05 5.19 4.99 M48 ×5.043.0044.7542.59M18 ×1.516.5017.0316.38W1/2-1211.7511.8911.345/16-187.307.487.171/4-28 5.95 6.06 5.86 M52 ×5.047.0048.7546×59M18 ×2.016.0016.7015.833/8-168.809.018.675/16-247.407.597.36 M56 ×5.550.5052.4350.05M20 ×1.019.0019.3518.927/16-1410.3010.5210.133/8-249.009.188.95 M60 ×5.554.5056.4354.05M20 ×1.2518.7519.1918.651/2-1311.8012.0711.641/2-2012.1012.2912.01 M64 ×658.0060.1057.50M20 ×1.518.5019.0318.38 M68 ×662.0064.1061.50M20 ×2.018.0018.7017.83PT(Rc)PS(Pp)PF(G) M72 ×666.0068.1065.50M22 ×1.021.0021.3520.92下孔径下孔径下孔径M76 ×670.0072.1069.50M22 ×1.2520.7521.1920.651/16-28 6.30 6.50 6.70 英时 英时//公 对照表 无屑丝攻美制细牙螺纹 无屑丝攻美制细牙螺纹((UNF UNF)) 规格规格规格规格 公制粗牙螺纹 公制粗牙螺纹((M) 下孔径(%) 下孔径 规格 公制细牙螺纹 公制细牙螺纹((M) 下孔径 下孔径(%) 无屑丝攻英制粗牙螺纹 无屑丝攻英制粗牙螺纹((W) 规格规格 英制管牙螺纹 无屑丝攻美制粗牙螺纹 无屑丝攻美制粗牙螺纹((UNC UNC)) 针车牙螺纹 针车牙螺纹((SM SM)) 英制粗牙螺纹 英制粗牙螺纹((W) 下孔径 下孔径(%) 规格 美制细牙螺纹 美制细牙螺纹((UNF UNF)) 下孔径 下孔径(%) 规格 螺丝攻下孔径对照表 下孔径 下孔径(%) 下孔径 下孔径(%) 下孔径 下孔径(%) 美制粗牙螺纹 美制粗牙螺纹((UNC UNC)) 下孔径 下孔径(%)
55°圆锥管螺纹(BSPT) 螺纹代 号基本尺寸 英 寸 大径 mm d=D 螺距 mm p 每英寸牙 数 tpi 中径 mm d2=D 2 小径 外螺 纹 d3 牙型高 度 H1 圆弧尺 寸 r 底孔尺 寸 mm R 1/161/16"28 R 1/81/8"28 R 1/41/4"19 R 3/83/8"19 R 1/21/2"14 R 3/43/4"14 R 11"1130 R 1 1/4 1 1/4"11 R 1 1/2 1 1/2"11 R 22"1156 R 2 1/2 2 1/2"1171 R 33"11 R 44"11 R 55"11136
55°圆柱管螺纹的型式和尺寸
British Pipe Thread (惠氏管螺纹) -- 圆柱 (BSPP/BSPF) 螺纹代号基本尺 寸 大径 mm d=D 螺距 mm p 每英寸牙 数 tpi 中径 mm d2=D2 小径 外螺纹 d3 牙型高 度 H1 底孔尺 寸 mm G 1/8 1/8"28 G 1/4 1/4"19 G 3/8 3/8"1915 G 1/2 1/2"1419 G 5/8 5/8"14 G 3/4 3/4"14 G 7/8 7/8"1428 G 1 1"11 G 1 1/8 1 1/8"1135 G 1 1/4 1 1/4"11 G 1 3/8 1 3/8" 11
55度圆锥管螺纹的实际加工尺寸
55°圆柱管螺纹的型式和尺寸 British Pipe Thread (惠氏管螺纹) -- 圆柱 (BSPP/BSPF) 螺纹代号基本尺寸大径 mm d=D 螺距 mm p 每英寸牙数 tpi 中径 mm d2=D2 小径 外螺纹 d3 牙型高度 H1 底孔尺寸 mm G 1/8 1/8"28 G 1/4 1/4"19 G 3/8 3/8"1915 G 1/2 1/2"1419 G 5/8 5/8"14 G 3/4 3/4"14 G 7/8 7/8"1428 G 1 1"11 G 1 1/8 1 1/8"1135 G 1 1/4 1 1/4"11
一、公制螺纹 紧固件螺纹直径与螺距对照表 螺纹规M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45 M48 M52 M56 M60 M64 粗牙螺距0.5 0.7 0.8 1.0 1.25 1.5 1.75 2.0 2.0 2.5 2.5 2.5 3.0 3.0 3.5 3.5 4.0 4.0 4.5 4.5 5.0 5.0 5.5 5.5 6.0 细牙螺距- - - - 1.0 1.0-1.25 1.5-1.25 1.5 1.5 1.5 2.0-1.5 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 4.0 4.0 4.0 4.0 螺栓、螺钉、螺柱公称长度表 6 8 10 12 16 20 25 30 35 40 45 50 (55) 60 (65) 70 75 80 85 90 (95) 100 105 110 115 120 125 130 140 150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 300 注：尽量不采用括号内尺寸 螺栓、螺钉、螺柱螺纹的公称长度 螺纹规格M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45 M48 M52 M56 M60 M64 粗牙螺距12 14 16 18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 60 66 72 78 84 90 96 102 - - - - 注：公称长度1 螺纹长度b,则：①1≤125 b=2d+6 ②1>125—200 b=2d+2 ③1>200 b=2d+5 公、英制对照表、紧固件常用尺寸规格 规格牙距规格称呼径牙数 粗牙细牙极细牙粗牙细牙韦氏牙 M3 0.5 0.35 4# 2.9 40 48 M4 0.7 0.5 6# 3.5 32 40 M5 0.8 0.5 8# 4.2 32 36 M6 1.0 0.75 10# 4.8 24 32 M7 1.0 0.75 12# 5.5 24 28 M8 1.25 1.0 0.75 1/4 6.35 20 28 20 M10 1.5 1.25 1.0 5/16 7.94 18 24 18 M12 1.75 1.5 1.25 3/8 9.53 16 24 16 M14 2.0 1.5 1.0 7/16 11.11 14 20 14 M16 2.0 1.5 1.0 1/2 12.7 13 20 12
巧用宏程序加工大螺距梯形螺纹 【摘要】为在数控车床上加工大螺距梯形螺纹，对梯形螺纹的加工工艺和FANUC 0i系统宏指令的应用进行了研究，探索出一套利用宏指令在数控车床上加工合格梯形螺纹的方法，并结合实际生产验证了其可行性，拓展了宏指令的应用范围。 【关键词】梯形螺纹；加工方法；宏指令；数控编程 1引言 近年来数控大赛受到各方面的重视，其大赛的内容也在逐步丰富，加工梯形螺纹课题是普通车床的生产实习过程中最基本的实习课题，现也成为数控大赛中的一项重要内容。但在数控车床实习过程中，常常由于加工工艺方面的原因，却很少进行梯形螺纹的加工练习，再加上受学校设备的影响，所加工出的梯形螺纹质量较差。如何在数控车床上高效、高质量地加工出合格梯形螺纹成为许多指导教师急待解决的难题。其实，只要工艺分析合理，使用的加工指令得当，完全可以在数控车床上加工出合格的梯形螺纹。 下面以如图1所示梯形螺纹，阐述其加工方法。 图1 梯形螺纹 2梯形螺纹的车削工艺分析 加工梯形螺纹的加工有很多种：直进法、斜进法、左右切削法、车直槽法、分层法等等[1]。由于梯形螺纹较之三角螺纹，其螺距和牙型都大，而且精度高，牙型两侧面表面
粗糙度值较小，致使梯形螺纹车削时，吃刀深，走刀快，切削余量大，切削抗力大。再[1]加工许多学校的数控车床刚性较差，这就导致了梯形螺纹的车削加工难度较大，在数控车工技能培训中难于掌握，容易产生“扎刀”和“爆刀”现象，进而对此产生紧张和畏惧的心理。在多年的数车工实习教学中，通过不断的摸索、总结、完善，对于梯形螺纹的车削也有了一定的认知，我认为利用宏程序进行分层切削，可以很好地解决出现的问题。 “分层法”车削梯形螺纹实际上是直进法和左右切削法的综合应用。在车削较大螺距的梯形螺纹时，“分层法”通常不是一次性就把梯形槽切削出来，而是把牙槽分成若干层，每层深度根据实际情况而定。转化成若干个较浅的梯形槽来进行切削，可以降低车削难度。每一层的切削都采用左右交替车削的方法，背吃刀量很小，刀具只需沿左右牙型线切削，梯形螺纹车刀始终只有一个侧刃参加切削（如图2），从而使排屑比较顺利，刀尖的受力和受热情况有所改善，因此能加工出较高质量的梯形螺纹，且容易掌握，程序简短，容易操作。 图2 分层切削法 3宏程序分层加工大螺距梯形螺纹 3.2 程序 以Fanuc 0i mateTC系统为例，图1所示梯形螺纹的加工程序如下： O0001； T0101 M03 S300；换梯形螺纹刀，主轴转速300r/min G00 X38 Z5；快速走到起刀点
螺距表，螺距 紧固件螺纹直径与螺距对照表 螺纹规M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45 M48 M52 M56 M60 M64 粗牙螺距0.5 0.7 0.8 1.0 1.25 1.5 1.75 2.0 2.0 2.5 2.5 2.5 3.0 3.0 3.5 3.5 4.0 4.0 4.5 4.5 5.0 5.0 5.5 5.5 6.0 细牙螺距- - - - 1.0 1.0-1.25 1.5-1.25 1.5 1.5 1.5 2.0-1.5 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 4.0 4.0 4.0 4.0 螺栓、螺钉、螺柱公称长度表 6 8 10 12 16 20 25 30 35 40 45 50 (55) 60 (65) 70 75 80 85 90 (95) 100 105 110 115 120 125 130 140 150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 300 注：尽量不采用括号内尺寸 螺栓、螺钉、螺柱螺纹的公称长度 螺纹规M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45 M48 M52 M56 M60 M64 粗牙螺距12 14 16 18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 60 66 72 78 84 90 96 102 - - - - 注：公称长度1 螺纹长度b,则：①1≤125 b=2d+6 ②1>125—200 b=2d+2 ③1>200 b=2d+5 公、英制对照表、紧固件常用尺寸规格 规格牙距规格称呼径牙数 粗牙细牙极细牙粗牙细牙韦氏牙 M3 0.5 0.35 4# 2.9 40 48 M4 0.7 0.5 6# 3.5 32 40 M5 0.8 0.5 8# 4.2 32 36 M6 1.0 0.75 10# 4.8 24 32 M7 1.0 0.75 12# 5.5 24 28 M8 1.25 1.0 0.75 1/4 6.35 20 28 20 M10 1.5 1.25 1.0 5/16 7.94 18 24 18 M12 1.75 1.5 1.25 3/8 9.53 16 24 16 M14 2.0 1.5 1.0 7/16 11.11 14 20 14
赋值列表; B#2牙底宽I#4粗加工每次吃刀量(半径值)J#5精车吃刀量K#5牙深度D#7刀具宽度U#21X 方向精车余量X#24牙小径Z#26牙长度 % O0222 M3S200T101 G0X70 Z6 G65P28B#2I#0.4J#5K#6D#7U#21X#24Z#26F#9 粗精加工 G0X150M5 Z100 M30 (***************************) % O28 #500=#5041 #101=#4002
#102=#4003 #103=#3003 #104=#3004 #3003=3 #3004=7 G04P1 WH[#6GE1]DO1 #6=#6-#4 #10=TAN30*#6 #11=TAN3*#6 #12=#10+#11+#2-#7 #24=#24+#21+#6*2 WH[#12GE0]DO2 #12#12-#7*0.5 G0X#24 Z#12 G32Z#23F#9 G0X#500 Z#12 END2 END1 G65P29B#2J#5K#6D#7X#24Z#26F#9 M99 (********************************) % O0029 #100=#6 #10=TAN30*#100 #11=TAN3*#100 #12=#10+#11+#2 WH[#6GE0]DO1 #6=#6-#5 #13=TAN30*#6-#7 #14=#12-#13 #24=#24+#6*2 G0C#24 Z#14 G32Z#26F#9 G0X#500 Z#14 END1 WH[#2GE0]DO2
#30=FUP[#2/#7] #2=#2/#30 #15=#14-#2 G0X#24 Z#15 G32Z#26F#9 G0X#500 Z#15 END2 WH#6LE#100]DO3 #6=#6+#5 #16=TAN3*#6 #17=#16+#15 #24=#24+#6*2 G0X#24 Z#17 G32Z#26F#9 G0X#500 Z#17 END3 G#101 G#102 #3003=#103 #3004=#104 M99
宏程序在数控车床加工大螺距螺纹中的应用 摘要：螺纹加工是数控车床工必须掌握的一个重要课题。很多教材一般只给出螺纹加工的指令及其参数的含义，对于如何运用螺纹加工指令加工出符合精度要求的不同种类的螺纹没有涉及。文章以外螺纹为例，介绍了在数控车床上，螺纹精加工宏程序在编制程序中变量的设置和车削过程中的合理安排。 螺纹加工是数控车床工必须掌握的一个重要课题。很多教材一般只给出螺纹加工的指令及其参数的含义，对于如何运用螺纹加工指令加工出符合精度要求的不同种类的螺纹没有涉及，下面就螺纹编程教学中特别是大螺距螺纹精加工中应用宏程序的方法谈谈笔者的一些看法。 主要是选用合适的螺纹加工指令。 一、螺纹切削的加工方法 目前大多数的数控车床系统中，螺纹切削一般有两种加工方法：直进式切削法和斜进式切削法。下面以FANUC 0i-TB为例说明： （一）直进式螺纹车削指令和方法 1．属于直进式车削螺纹的指令有G32、G92。两个编程指令的不同是：G32的每个程序都是单独定义的，因而实现了对螺纹切削全过程的绝对控制，每次切削都需要退刀、返回、进刀才能形成重复加工；G92是一个封装式螺纹切削循环，每次走刀中的四个主要螺纹切削运动形成了一个方形
区域。两个编程指令相同的是：G32、G92编程切削深度分配方式一般为常量值，双刃切削，其每次切削深度一般由编程人员编程给出，如图1所示： 2．直进式切削方法。车削螺纹时，螺纹刀刀尖及两侧刀刃同时参加切削，每次进刀只作径向进给，随着螺纹深度的增加，进刀量相应减小，否则容易产生“扎刀”现象。直进法切削力比较大，而且排削困难，因此在切削时，两切削刃容易磨损。在切削螺距较大的螺纹时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快，从而造成螺纹中径产生误差；但是其加工的牙形精度较高，因此一般多用于螺距小于2mm和脆性材料的螺纹车削。由于刀刃容易磨损，因此加工中要勤测量。 （二）斜进式切削 1．G76编程切削深度分配方式一般为递减式，其切削为单刃切削，其切削深度有控制系统来计算给出。 2．斜进式切削方法，螺纹车刀沿着牙型一侧平行的方向斜向进刀，直至牙底。斜进法加工螺纹始终为单侧刃加工，加工刀刃容易损伤和磨损，使加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙形精度较差。但由于其为单侧刃工作，刀具负载较小，排屑容易，并且切削深度为递减式。因此，此加工方法一般适用于大螺距螺纹加工。由于此加工方法排屑容易，刀刃加工工况较好，在螺纹精度要求不高的情况下，此加工方法更为容易。 在加工较高精度（精度为H6以上、粗糙度为Ra1.6，视为较小时）大螺距螺纹时，单独使用上述两种螺纹加工方法都不能完成。 二、宏程序加工大螺距高精度螺纹
螺纹： 螺纹指的是在圆柱或圆锥母体表面上制出的螺旋线形的、具有特定截面的连续凸起部分。螺纹按其母体形状分为圆柱螺纹和圆锥螺纹；按其在母体所处位置分为外螺纹、内螺纹，按其截面形状（牙型）分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹及其他特殊形状螺纹。 螺距： 螺距：沿螺旋线方向量得的，相邻两螺纹之间的距离。一般指在螺纹螺距中螺纹上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。 螺纹螺距对照表: 紧固件螺纹直径与螺距对照表 螺纹规M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45 M48 M52 M56 M60 M64 粗牙螺距0.5 0.7 0.8 1.0 1.25 1.5 1.75 2.0 2.0 2.5 2.5 2.5 3.0 3.0 3.5 3.5 4.0 4.0 4.5 4.5 5.0 5.0 5.5 5.5 6.0 细牙螺距----1.0 1.0-1.25 1.5-1.25 1.5 1.5 1.5 2.0-1.5 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 4.0 4.0 4.0 4.0 螺栓、螺钉、螺柱公称长度表 6 8 10 12 16 20 25 30 35 40 45 50（55）60（65）70 75 80 85 90
（95）100 105 110 115 120 125 130 140 150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 300 注：尽量不采用括号内尺寸 螺栓、螺钉、螺柱螺纹的公称长度 螺纹规M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 M14 M16 M18 M20 M22 M24 M27 M30 M33 M36 M39 M42 M45 M48 M52 M56 M60 M64 粗牙螺距12 14 16 18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 60 66 72 78 84 90 96 102---- 注：公称长度1螺纹长度b,则：①1≤125 b=2d+6②1>125—200 b=2d+2③1>200 b=2d+5 公、英制对照表、紧固件常用尺寸规格 规格牙距规格称呼径牙数 粗牙细牙极细牙粗牙细牙韦氏牙 M3 0.5 0.35 4#2.9 40 48 M4 0.7 0.5 6#3.5 32 40 M5 0.8 0.5 8#4.2 32 36 M6 1.0 0.75 10#4.8 24 32 M7 1.0 0.75 12#5.5 24 28 M8 1.25 1.0 0.75 1/4 6.35 20 28 20 M10 1.5 1.25 1.0 5/16 7.94 18 24 18 M12 1.75 1.5 1.25 3/8 9.53 16 24 16
巧用宏程序加工大螺距梯形螺纹(转载) 专业知识2010-01-25 18:25:55 阅读261 评论0字号：大中小 【摘要】为在数控车床上加工 大螺距梯形螺纹，对梯形螺纹的加工工艺和 FANUC 0i系统宏指令的应用进行了研究， 探索出一套利用宏指令在数控车床上加工 合格梯形螺纹的方法，并结合实际生产验证 了其可行性，拓展了宏指令的应用范围。 【关键词】梯形螺纹；加工工艺； 宏指令 1引言 近年来数控大赛受到各方面的重 视，其大赛的内容也在逐步丰富，加工梯形 螺纹课题是普通车床的生产实习过程中最 基本的实习课题，现也成为数控大赛中的一 项重要内容。但在数控车床实习过程中，常 常由于加工工艺方面的原因，却很少进行梯 形螺纹的加工练习，再加上受学校设备的影 响，所加工出的梯形螺纹质量较差。如何在 数控车床上高效、高质量地加工出合格梯形 螺纹成为许多指导教师急待解决的难题。其 实，只要工艺分析合理，使用的加工指令得
当，完全可以在数控车床上加工出合格的梯形螺纹。 下面以如图1所示梯形螺纹，阐述其加工方法。 图1 梯形螺纹 2梯形螺纹的车削工艺分析 加工梯形螺纹的加工有很多种：直进法、斜进法、左右切削法、车直槽法、分层法等等[1]。由于梯形螺纹较之三角螺纹，其螺距和牙型都大，而且精度高，牙型两侧面表面粗糙度值较小，致使梯形螺纹车削时，吃刀深，走刀快，切削余量大，切削抗力大。再[1]加工许多学校的数控车床刚性较差，这就导致了梯形螺纹的车削加工难度较大，在数控车工技能培训中难于掌握，容易产生“扎刀”和“爆刀”现象，进而对此产生紧张和畏惧的心理。在多年的数车工实习教学中，通过不断的摸索、总结、完善，对于梯
英、美制标准螺纹直径、螺距参照系列表 UNC-粗牙UNF-细牙 标准国别美制ANSI BI.1-1982英国标准BS84-1956 规格直径UNC牙数/寸UNF牙数/寸BSW牙数/寸BSF牙数/寸0# 1.52 / 80 / / 1# 1.85 64 72 / / 2# 2.18 56 64 / / 3# 2.51 48 56 / / 4# 2.84 40 48 / / 5#,(1/8”) 3.18 40 44 40 / 6# 3.51 32 40 / / 8# 4.17 32 36 / / 10#(3/16”) 4.83 24 32 24 32 12#(7/32”) 5.49 24 28 / 28 1/4” 6.35 20 28 20 26 5/16”7.94 18 24 18 22 3/8”9.53 16 20 16 20 7/16”11.11 14 20 14 18 1/2”12.70 13 18 12 16 9/16”14.29 12 18 12 16 5/8”15.88 11 / 11 14 11/16”17.46 / 16 11 14 3/4”19.05 10 / 10 12 13/16”20.64 / 14 / / 7/8”22.23 9 / 9 11 15/16”23.81 / 12 / / 1”25.40 8 12 8 10 1 1/8”28.58 7 1 2 7 9
1 1/4”31.75 7 1 2 7 9 1 3/8”34.93 6 1 2 / 8 1 1/2" 38.10 6 1 2 6 8 1 5/8”41.28 / / / 8 1 3/4”44.45 5 / 5 7 1 7/8”47.63 / / / 2”50.80 4.5 / 5 7 螺纹站孔的直径的计算 一般按下列公式： 1.攻公制螺纹：螺距t<1毫米，dz=d-t t＞1毫米，dz=d-（1.04～1.06)t 式中t——螺距（毫米） dz——攻丝前钻孔直径（毫米） d——螺纹公称直径（毫米） 2.攻英制螺纹： 螺纹公称直径铸铁与青铜钢与黄铜 3/16"～5/8" dz＝25（d-1/n) dz＝25（d-1/n)+0.1 3/4"～11/2" dz＝25（d-1/n) dz＝25（d-1/n) +0.2 式中dz——攻丝前钻孔直径（毫米） d——螺纹公称直径（英寸）n——每英寸牙数
螺纹基本尺寸对照表 （以及螺纹底孔相关尺寸） 参照机械设计师首册编制 OPMSM 2005年7月
螺纹代号 Thread code 一、英制螺纹（螺纹牙型角55度） BSW——英国标准惠氏螺纹（粗牙） BSF——英国标准惠氏螺纹（细牙） G——直管螺纹(外螺纹分A、B两级即在螺纹中径公差有所区别，丝锥分G、G-D)非密封性螺纹 R——锥管外螺纹（旧代号ZG；KG） RC——锥管内螺纹（旧代号ZG；KG） 二、美制螺纹（螺纹牙型角60度） UNC——统一制粗牙螺纹（代替NC） UNF——统一制细牙螺纹（代替NF） UNEF——统一制超细牙螺纹 UN——统一制不变螺距螺纹 UNS——统一制特殊螺纹 三、美制螺纹（螺纹牙型角60度） NPT——一般用途锥管螺纹（旧代号Z、K）（斜角为1°47'即1：16）NPSC——管接头直管内螺纹 NPSM——设备上自由配合，机械连接用直管螺纹 NPTF——干密封锥管螺纹 NPSF——干密封燃料内螺纹 NGT——气瓶用螺纹 四、米制螺纹（螺纹牙型角60度，斜角为1°47'24"即1：16） ZM——米制锥管螺纹 五、其它螺纹 SM——缝纫机螺纹（螺纹牙型角60度，平顶、螺纹底部为园弧形） PZ——气瓶螺纹 5V1至20V1——气门芯螺纹（螺纹牙型角60度，平顶、螺纹底部为园弧形） 六、管螺纹（螺纹牙型角55度，螺纹顶、底部为园弧形约） RC——圆锥内螺纹（螺纹牙型角55度，斜角为1°47'即1：16） RP——圆柱内螺纹（螺纹牙型角55度） R——圆锥外螺纹（螺纹牙型角55度，斜角为1°47'即1：16） 七、普通螺纹（螺纹牙型角60度） M——普通螺纹代号 八、特殊螺纹 Tr——梯形螺纹（螺纹牙型角30度） B——锯齿形螺纹（牙型角30×30度）
螺距： 螺距：沿螺旋线方向量得的，相邻两螺纹之间的距离。一般指在螺纹螺距中螺纹上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。 定义： 螺距，两螺旋线上对应点间的距离，即两螺纹间的距离，有时也指两螺旋焊缝间的距离。 螺距类别： 螺纹螺距 螺纹上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。 航模中的螺距 螺旋桨在空气中旋转一圈桨平面经过的距离。 磁场中粒子螺距 如果带电粒子进入均匀磁场B时，其速度v与B之间成θ角，则粒子将作螺旋运动。而粒子在磁场中回转一圈所前进的距离叫做螺距（h)：h=2πmvcosθ/(qB) 螺旋CT螺距 螺旋CT的问世产生了一个新的概念，螺距（pitch,P）。对早期的单层螺旋，各厂家对此定义是统一的，即螺距=球管旋转360度的进床距离/准直宽度。对于多层螺旋CT螺距的概念有点复杂，多层CT的一个准直宽度包含了多个相邻的图像。 螺距与导程： 螺纹导程，是螺纹上任意一点沿同一条螺旋线转一周所移动的轴
向距离，符号S。单线螺纹的螺距等于导程；如果是双线螺纹，由图可知一个导程包括两个螺距，则螺距等于导程/2；若是三线螺纹，则螺距等于导程/3。因此螺距和导程之间的关系可以用下式表示：螺距=导程/线数，即S=nP。 相关知识： 1，在英制中，以每一英寸（25.4mm）中的牙数来表明螺距。 2，螺旋CT的问世产生了一个新的概念，螺距（pitch,P）。对早期的单层螺旋，各厂家对此定义是统一的，即螺距=球管旋转360度的进床距离/准直宽度。对于多层螺旋CT螺距的概念有点复杂，多层CT的一个准直宽度包含了多个相邻的图像。这样，厂家的不协商（或者说不妥协）导致了多层螺旋螺距公式中分母：准直宽度定义的混乱。例如：MARCONI等多层CT将整个准直宽度作为公式的分母（层数x单个准直器宽度），而GE等则将每一层图像的准直宽度作为分母。由于基础定义的混乱，造成了计算公式结果的混乱。前者无论是4、8还是16层，进床距离等于整个准直宽度时，计算结果螺距均等于1，而后者则不断变化，计算结果螺距分别等于4、8和16。
螺纹螺距对照表
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螺距表，螺距 紧固件螺纹直径与螺距对照表?螺纹规M3 M4M5 Ｍ6M8 M10M１2M14 M16M18 M20 M22M２4 M２7 M30M33Ｍ3６M３9 M42 M４5 M48 M5２M56 M６0 M64 粗牙螺距０.5 ０.70.8 1.0 １.２5 1.5 1.75 2.0 2．0 2.5 ２.5 ２.5 ３.0 3．0 3.5 3.５ 4.0 4.0 4.5 ４．5 5.0 5.0 5．５５．5 6.0 ?细牙螺距- －- - 1.０ 1.0－１．2５1．5-1．2５ 1.5 １.5１.5 2．0-１.5 2.0 2.0 2.0 2.0 2.０3．0 ３．03．0 3．0 3.0 4．0 ４．0 4.0 ４.0 ?螺栓、螺钉、螺柱公称长度表 6 8 1012 １6 20 2５30 35 4０４５５0(55) 6０(65)７0 75 ８08590?(95)１00 10511０1１5 １20 12５1３0 1４0 1５0 １6０170 1８0190 200 2２0２40 2６0 280 300 注：尽量不采用括号内尺寸 螺栓、螺钉、螺柱螺纹的公称长度 螺纹规Ｍ3Ｍ4 Ｍ5 M6M８M10 M12M1４M１6 M1８M20 M22 Ｍ24 M27 M30 M３3M３６M39M42 Ｍ4５M ４8 M52 M56 M60 Ｍ6４ 粗牙螺距1２１4 1６182２２６3034 38 4２4６５054 60 66 72 7８８4９0 9６10２－- - - ?注:公称长度1螺纹长度b，则：①１≤125 ｂ=2d＋6 ②1>125—200 b=2ｄ+2③1＞２00 b＝2d+５?公、英制对照表、紧固件常用尺寸规格 规格牙距规格称呼径牙数?粗牙细牙极细牙粗牙细牙韦氏牙?M3 0．5 ０．3５4# 2．９404８?M４0.７0．5 6＃ 3.532 40 M５０．8 0.５8# 4.2３2 36?M６1．0 ０.７５１0#４．8 ２432 ?M７1.00.７5 １2＃5．5 24 28 ?M8 1.２5 1.０0．7５1/４6．３5202８２0?M10 1.5 1.25 1．０5/１6 7．94 18２418 ?M１21．7５1.51．２５3/8 9.53 1６２416 ?Ｍ14 2.0 1．5 1.0 7/161１.1１14 ２0 14 M１6 2.0 1.５1.０1/2 1２.７13 20 12 M1８2.5 2.0 1.5 9／16 14．２9 12 18 12 M20 ２.5 2.0 １.5 5/8 15.86 1１1８11 ?Ｍ22 2.５２．0 1.5 3／４19.０510 1６1０ M２4 3.0 2.0 １.5 7/8２2.2３9 14 ９ M２7 3．0 2．0 1.5 1 25.4０８１2 ８