螺纹切削指令的比较

数控车床螺纹加工编程指令的应用济宁职业技术学院（山东）张玉香在目前的FANUC 和广州数控系统的车床上，加工螺纹一般可采用3 种方法：G32 直进式切削方法、G92直进式固定循环切削方法和G76 斜进式复合固定循环切削方法。

由于它们的切削方式和编程方法不同，造成的加工误差也不同，在操作使用时需仔细分析，以便加工出高精度的零件。

1.编程方法（1）G32 直进式螺纹切削方法指令格式：图1G32直进式螺纹切削方法指令格式：G32 X（U ）_ Z（W ）_ F_ ；该指令用于车削圆柱螺纹、圆锥螺纹、端面螺纹。

其编程方法与G01 相似，如图1所示。

使用说明：①式中（X ，Z ）和（U ，W ）为螺纹的终点坐标，即图1 中B 点的坐标值；F 后的数值为导程（单线时为螺距）。

②当α=0°时，作直螺纹加工，编程格式为G32 Z_F_或G32 W_F_ ；当α＜45°时加工锥螺纹，螺距以Z轴方向的值指定；当α＞45°时螺距以X 轴方向的值指定；当α=90°时，加工端面螺纹，编程格式为G32 X_ F_或G32 U_ F_ 。

③螺纹切削中进给速度倍率开关无效，进给速度被限制在100% ；螺纹切削中不能停止进给，一旦停止进给切深便急剧增加，非常危险。

因此，进给暂停在螺纹加工中无效。

④在螺纹切削程序段后的第一个非螺纹切削程序段期间，按进给暂停键时刀具在非螺纹切削程序段停止。

⑤主轴功能的确定。

在编写螺纹加工程序时，只能使用主轴恒转速控制功能（程序中编入G97 ），由于进给速度的最大值和最小值系统参数已设定，在加工螺纹时为了避免进给速度超出系统设定范围，所以主轴转速不宜太高，一般用如下公式计算：（取）且从粗加工到精加工，主轴转速必须保持恒定。

否则，螺距将发生变化，会出现乱牙。

⑥螺纹起点和终点轴向尺寸的确定。

螺纹加工时应注意在有效螺纹长度的两端留出足够的升速段和降速段，以剔除两端因进给伺服电动机变速而产生的不符合要求的螺纹段，通常：δ=（2~3 ）螺距δ=（1~2 ）螺距⑦螺纹起点和终点径向尺寸的确定。

数控车床螺纹切削循环G92（FANUC-6T）1、G92指令格式：螺纹切削循环G92为简单螺纹循环，该指令可切削锥螺纹和圆柱螺纹，其循环路线与前述的单一形状固定循环基本相同，只是F后边的进给量改为螺距值即可，其指令格式为：G92 X(U)—Z(W)—I—F—图4—40a所示为圆锥螺纹循环，图b所示为圆柱螺纹循环。

刀具从循环点开始，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。

加工圆柱螺纹时I为零，可省略。

图4-40 螺纹循环G922.（1）螺纹牙型高度（螺纹总切深）螺纹牙型高度是指在螺纹牙型上，牙顶到牙底之间垂直于轴线的距离。

图4—41所示，它是车削时；车刀总切入深度。

图4—41 螺纹牙型高度根据GBl92～197—81普通螺纹国家标准规定，普通螺纹的牙型理论高度H＝0.866P，实际加工时，由于螺纹车刀刀尖半径的影响，螺纹的实际切深有变化。

根据GBl97—81规定螺纹车刀可，在牙底最小削平高度H/8处削平或倒圆。

则螺纹实际牙型高度可按下式计算：h＝H一2(H/8)＝0.6495P式中: H--螺纹原始三角形高度，H＝0.866P(mm)；p--螺距(mm)。

(2)螺纹起点与螺纹终点径向尺寸的确定螺纹加工中，径向起点(编程大径)的确定决定于螺纹大径。

例如要加工M30x2—6g外螺纹，自GBl97—81知：螺纹大径基本偏差为ES=-0.038mm；公差为Td＝0.28mm；则螺纹大径尺寸为φ30-0.318-0.038mm．所以螺纹大径应在此范围内选取，并在加工螺纹前，由外圆车削来保证。

径向终点(编程小径)的确定决定于螺纹小径。

因为编程大径确定后，螺纹总切深在加工中是由编程小径(螺纹小径)来控制的。

螺纹小径的确定应考虑满足螺纹中径公差要求。

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。

螺纹切削指令1．FUNUC系统：（1）单行程螺纹切削指令G32程序段格式为：G32 X(U)____ Z(W)____R____E____P____F____螺纹切削一般分由四步形成一个循环：进刀—切削—退刀—返回X、Z：绝对编程时，为有效螺纹终点在工件坐标系中的坐标。

U、W：增量编程时，为有效螺纹终点相对螺纹切削起点的增量。

F：螺纹导程，即主轴每转一圈，刀具相对工件的进给值。

R、E：螺纹切削的退尾量，R为Z方向的退尾量，E为X方向的退尾量。

R、E在绝对或增量编程时都是以增、量方式指定，其值如果为正，表示沿X、Z正向退出；如果为正，表示沿X、Z负向退出。

使用R、E可免去退刀槽。

R、E如果省略，表示不用回退功能。

根据螺纹标准R一般取0.75—1.75螺距，E取牙型高。

P为主轴基准脉冲处距离螺纹切削起始点的主轴转角，默认值为0，可省略不写。

对于圆柱螺纹，由于车刀的轨迹为一条平行于X轴的直线，所以X（U）为0，其格式为：G32 Z(W)____R____E____P____F____锥螺纹的斜角a＜45°时，螺纹导程以Z轴方向指定；斜角a＞45°时，螺纹导程以X轴方向指定，该指令一般很少使用。

切削螺纹时应注意的问题：1）从螺纹粗加工到精加工，主轴的转速必须保持一常数。

2）在没有停止主轴的情况下，停止螺纹的切削将非常危险。

因此切削螺纹时，进给保持功能无效，如果按下进给保持键，刀具在加工完螺纹后停止运动。

3）在加工螺纹中，不使用恒线速度控制功能。

4）在加工螺纹中，径向起点（编程大径）的确定决定于螺纹大径。

径向终点（编程小径）的确定取决于螺纹小径。

螺纹小径d′=d-2×(0.55-0.6495)P确定。

一般取0.62。

5）在螺纹加工轨迹中应设置足够的升速进刀段deta 1和降速退刀段deta 2，以消除伺服滞后造成的螺距误差。

按经验deta 1一般取1—2倍螺距，deta 2取0.5倍螺距以上。

1. G92(1)指令格式G92 X(U)_Z(W)_R_F_(2)指令功能切削锥螺纹（包含圆柱螺纹），刀具从循环起点，按图1所示的走刀路线，最后返回到循环起点。

图中虚线表示按Ｒ快速移动，实线按Ｆ指定的进给速度移动。

(3)指令说明X、Z表示螺纹终点坐标值；U、W表示螺纹终点相对循环起点的坐标分量；R表示锥螺纹始点与终点在Ｘ轴方向的坐标增量（半径值），圆柱螺纹切削循环时Ｒ为零，可省略；F 表示螺纹导程。

(4)进刀方式在G92螺纹切削循环中，螺纹刀以直进的方式进行螺纹切削。

总的螺纹切削深度（牙高）一般以常量值进行分配，螺纹刀双刃参与切削。

每次的切削深度一般由编程人员在编程时给出，如图2所示。

图2 直进式加工2. G76(1)指令格式G76 P m r a QΔdmin RdG76 X(U) Z(W) Ri Pk QΔd Ff(2)指令功能该螺纹切削循环的工艺性比较合理，编程效率较高，螺纹切削循环路线如图3所示。

(3)指令说明m表示精加工重复次数；r表示斜向退刀量单位数（0.01~9.9f，以0.1f为一个单位，用00~99两位数字指定）；a表示刀尖角度；Δdmin表示最小切削深度，当切削深度Δdn 小于Δdmin，则取Δdmin作为切削深度；X表示D点的X坐标值；U表示由A点至D点的增量坐标值；Z表示D点Z坐标值；W表示由C点至D点的增量坐标值；i表示锥螺纹的半径差；k表示螺纹高度（Ｘ方向半径值）；d表示精加工余量；F表示螺纹导程；Δd 表示第一次粗切深（半径值）。

切削深度递减公式计算：；；；每次粗切深：。

图3 G76螺纹切削循环路线(4)进刀方式在G76螺纹切削循环中，螺纹刀以斜进的方式进行螺纹切削。

总的螺纹切削深度（牙高）一般以递减的方式进行分配，螺纹刀单刃参与切削。

每次的切削深度由数控系统计算给出，如图4所示。

图4 斜进式加工二、加工精度分析及相关指令应用G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式，由于刀具两侧刃同时切削工件，切削力较大，而且排削困难，因此在切削时，两切削刃容易磨损。

项目2-5 轴类零件的外径粗精加工★项目内容及要求：1，通过本次学习训练，要求掌握G71/G72指令作用、格式、所带参数含义、编程方法。

2，学习后能正确使用G71/G72指令编程。

★项目理论知识点：项目基础知识一外径粗车复合循环G71指令一、G71指令：外径粗车复合循环1、G71指令格式及意义：用于粗、精车工件外径。

G71 U R P (ns）Q(nf) X Z FN(ns) …………N(nf) ……各参数含义：U—切削深度(背吃刀量、每次切削量)，半径值，无正负号，图2-5-1中的△d。

R—每次退刀量，半径值，无正负，图2-5-1中的e；ns—精加工路线中第一个程序段的顺序号；nf--精加工路线中最后一个程序段的顺序号；X—X方向精加工余量，直径值，图2-5-1中的△u，一般取0.4mm；Z—Z方向精加工余量, 图2-5-1中的△w，一般取0.2mm；F—进给速度（mm/min）2、G71动作运动轨迹：在图2-5-1中：（只绘制了工件的下半部分）C——循环起点实线——进刀路线虚线——退刀路线XZ轴的交点为编程原点图2-5-13、使用G71编程时的说明：(1)应用G71前必须设一循环起点，图图2-5-1中的C点。

(2)G71程序段本身不进行精加工，粗加工是按后续程序段ns~nf给定的精加工编程轨迹A→A′→B→B′，沿平行于Z轴方向进行。

(3)G71程序段不能省略除F、S、T以外的地址符。

G71程序段中的F、S、T只在循环时有效，精加工时处于ns到nf程序段之间的F、S、T有效。

(4)循环中的第一个程序段(即ns段)必须包含G00或G01指令，即A→A′的动作必须是直线或点定位运动，但不能有Z轴方向上的移动。

(5) ns到nf程序段中，不能包含有子程序。

(6)G71循环时可以进行刀具位置补偿，但不能进行刀尖半径补偿。

因此在G71指令前必须用G40取消原有的刀尖半径补偿。

在ns到nf程序段中可以含有G41或G42指令，对精车轨迹进行刀尖半径补偿。

螺纹指令G32与G92一、 G32———单刀螺纹切削指令1. 指令格式G32 X (U) Z(W) F ;说明: X、 Z: 螺纹终点的绝对坐标值 (U、 W 表示增量值)。

F: 长轴方向的导程。

2. 指令功能能加工圆柱螺纹、圆锥螺纹和平面螺纹。

如图6—2所示为 G32 指令加工圆柱螺纹的轨迹示意图, ①→②为G00空刀快速进入, ②→③为 G32 加工螺纹, ③→④退刀, ④→①刀具返回。

说明:(1)圆柱螺纹切削加工时,X、U值可以省略,格式为: G32 Z(W)F ;。

端面螺纹切削加工时,ZW值可以省略,格式为:G32 X(U)F ;。

(2)螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段 L1 和降速退刀段L2,即在程序设计时,应将车刀的切入、切出、返回均应编入程序中。

(3)通常,螺纹切削是沿着同样的刀具轨迹从粗切到精切重复进行。

因为螺纹切削是在主轴上的位置编码器输出一转信号时开始的,所以螺纹切削是从固定点开始且刀具在工件上的轨迹不变而重复切削螺纹。

(4) 主轴速度从粗切到精切必须保持恒定, 否则螺纹导程不正确。

二、 G92———螺纹切削固定循环1. 指令格式G92X(U) Z(W) R F ;说明: X、Z: 螺纹终点的绝对坐标值 (U、 W 表示增量值)。

R: 为锥螺纹大端和小端的半径差。

F: 导程(单线螺纹的螺距等于导程)。

2. 指令功能G92 是模态代码, 该指令是用于对切削内、外圆柱或圆锥螺纹的循环指令。

如图 6—4 所示, G92 螺纹循环可分为 4 步动作: 动作 1 为快速进刀, 动作2为螺纹切削, 动作3为退刀, 动作4为返回起点。

其中,在动作4螺纹加工至终点之前有个45°倒角, 倒角距离在 0.1 ~ 12.7 P(P为螺距) 之间指定, 指定单位为 01 P, 由参数 5130 号决定。

在增量编程中, U和W地址后的数值的符号取决于轨迹1和2的方向。

也就是说,如果轨迹 1 的方向沿X轴是负的,U值也是负的。