车削 项目五PPT

螺纹的加工数控车削编程与加工项目五螺纹的加工螺纹的加工项目任务粗精加工如图5.1所示螺纹套零件，零件材料为45钢。

图5.1螺纹套螺纹的加工相关知识一、螺纹的基本要素和加工工艺1.普通螺纹的基本要素（1）牙型沿螺纹轴线剖切时，螺纹牙齿轮廓的剖面形状称为牙型。

螺纹的牙型有三角形、梯型、锯齿形等。

不同的螺纹牙型，有不同的用途。

（2）螺纹的直径（大径、小径、中径）与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径称为大径（内、外螺纹分别用D 、d 表示），也称为螺纹的公称直径。

与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径为小径（内、外螺纹分别用D1、d1表示）。

其表达式为D1（d1）=D （d ）-1.3P 。

在大径与小径之间，其母线通过牙形构槽宽度和凸起宽度相等的假想圆柱面的直径称为中径，（内、外螺纹分别用D2、d2表示）。

其表达式为D2（d2）=D （d ）-0.6495P 。

（3）线数（n ）螺纹有单线和多线之分，沿一条螺旋线形成的螺纹为单线螺纹；沿轴向等距分布的两条或两条以上的螺旋线所形成的螺纹为多线螺纹。

螺纹的加工（4）螺距（P）和导程（L）相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离称为螺距。

同一螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离称为导程。

导程与螺距的关系为L=nP（5）旋向螺纹有右旋和左旋之分。

按顺时针方向旋转时旋进的螺纹称为右旋螺纹，按逆时针方向旋转时旋进的螺纹称为左旋螺纹。

2. 螺纹切削加工的走刀次数和背吃刀量螺纹加工处于多刃切削，切削力大，需进行多次切削。

常用螺纹加工走刀次数与分层切削用量参考表5.2所示，加工时为防止切削力过大，可适当增加切削加工次数。

螺纹的加工3.主轴转速和进给速度数控车床进行螺纹切削时是根据主轴上的位置编码器发出的脉冲信号，控制刀具进给运动形成螺旋线，主轴每转一转，刀具进给一个螺距，例如，切削螺距为2mm的螺纹，即主轴每转的刀具进给量为2mm，则刀具的进给速度f就是2mm/r，而车削工件时，我们常选择的刀具进给速度为0.2mm/r左右。

由此可以看出，螺纹切削时的刀具进给速度非常快，因此，螺纹切削时要选择较低的主轴转速，来降低刀具的进给速度。

另外，螺纹切削速度很快，加工前一定要确认加工程序和加工过程正确后，方可加工，防止出现意外事故。

4.螺纹切入切出量的确定为保证螺纹加工质量，螺纹切削时在两端设置足够的切入切出量。

因此，实际螺纹的加工长度为：W=L(螺纹理论长度)+δ1+δ2螺纹的加工式中：δ1——切入量，一般取2-5；δ2——切出量，一般取0.5δ1左右；图5.2螺纹的切入切出量螺纹的加工5.螺纹的预制（1）车削三角形外螺纹时，受车刀挤压使螺纹大经尺寸胀大，因此车螺纹前的外圆直径应预制成比螺纹大经小。

一般螺距为1.5-3.5mm时，可以小0.2-0.4mm.。

（2）车削三角形内螺纹时，受车刀挤压使螺纹内孔尺寸缩小，因此车螺纹前的内孔直径应预制成稍大些，可以按下列公式：车削塑性金属的内螺纹时：D孔≈d-P车削脆性金属的内螺纹时：D孔≈d-1.05P6．螺纹的加工方法（1）直进法车削时，车刀沿横向间歇进给至牙深处（图5.3(a)），这种方法加工螺纹时车刀三面切削，切削余量大，刀尖磨损严重，排屑困难，容易产生扎刀现象。

直进法适合于小导程的三角形螺纹的加工，一般采用G32或G92编程。

螺纹的加工（2）斜进法车削时，车刀沿牙型角方向斜向间歇进给至牙深处（图5.3 (b)），每个行程中车刀除横向进给外，纵向也要作少量进给，这种方法加工螺纹时可避免车刀三面切削，切削力减少，不容易产生扎刀现象，一采用G76编程。

（3）左右分层切削法车削时，车刀沿牙型角方向交错间歇进给至牙深处（图5.3(c)），左右分层切削法实际上是直进法和左右切削法的综合应用。

在车削较大螺距的螺纹时，左右分层切削法通常不是一次性就把牙槽切削出来，而是把牙槽分成若干层，转化成若干个较浅的牙槽来进行切削，从而降低了车削难度。

每一层的切削都采用先直进后左右的车削方法，由于左右切削时槽深不变，刀具只须向左或向右的纵向进给即可。

螺纹的加工图5..3螺纹的几种切削方法7.车削螺纹时常见的问题（1）车刀安装得过高或过低。

车刀安装过高时，则吃刀到一定深度时，车刀的后刀面顶住工件，增大摩擦力，甚至把工件顶弯；车刀安装过低，则切屑不易排出，车刀径向力的方向是工件中心，致使吃刀深度不断自动趋向加深，从而把工件抬起，出现啃刀。

此时，应及时调整车刀高度，使其刀尖与工件的轴线等高。

在粗车和半精车时，刀尖位置比工件的中心高出1%D左右（D表示被加工工件直径）。

螺纹的加工（2）工件装夹不牢。

工件装夹时伸出过长或本身的刚性不能承受车削时的切削力，因而产生过大的挠度，改变了车刀与工件的中心高度（工件被抬高了），形成切削深度增加，出现啃刀。

此时应把工件装夹牢固，可使用尾座顶尖等，以增加工件刚性。

（3）牙形不正确，车刀安装不正确，没有采用螺纹样板对刀，刀尖产生倾斜，造成螺纹的半角误差；车刀刃磨时刀尖测量有误差，产生不正确牙形；车刀磨损，引起切削力增大，顶弯工件，出现啃刀。

（4）刀片与螺距不符。

当采用定螺距刀片加工螺纹时，刀片加工范围与工件实际螺距不符，会造成牙型不正确甚至发生撞刀事故。

（5）切削速度过高。

进给伺服系统无法快速地响应，造成乱牙现象发生。

因此，一定要了解机床的加工性能，而不能盲目地追求高速、高效加工。

（6）螺纹表面粗糙。

主要原因是车刀刃磨得不光滑，切削液使用不适当，切削参数和工作材料不匹配，以及系统刚性不足切削过程产生振动等。

螺纹的加工二、单行程螺纹切削指令指令格式：G32 X(U)-Z(W)-F-说明：（1）X(U)、Z(W) ——螺纹切削的终点坐标值。

X省略时为圆柱螺纹切削，Z省略时为端面螺纹切削；X、Z均不省略时为锥螺纹切削。

（2）F ——螺纹导程（单位：mm）。

图5.4直螺纹、锥形螺纹和涡形螺纹相关知识螺纹的加工例：用单行程螺纹切削指令G32编程指令编制图5.5所示的普通三角形圆柱螺纹的加工程序。

取δ1=2、δ2=1.5，螺纹导程为1.0mm，螺纹切深查表5.2可得：0.7mm、0.4mm、0.2mm，即每次螺纹切削尺寸为：29.3 mm、28.9 mm、28.7 mm。

程序如表5.3所示。

图5.5圆柱螺纹切削编程螺纹的加工单行程螺纹切削单一螺纹切削循环指令注释………G00X40Z2M08G00X40Z2M08X29.3G92X29.3Z-46.5F1ap=0.7 G32Z-46.5F1G00X40Z2X28.9X28.9ap=0.4 G32Z-46.5G00X40Z2X28.7X28.7ap=0.2 G32Z-46.5G00X40Z2………表5.2螺纹切削编程螺纹的加工例：用单行程螺纹切削指令G32编程指令编制图5.6所示的普通三角形圆锥螺纹的加工程序。

(50,2)图5.6 圆锥螺纹切削编程取δ1=2、δ2=1，螺纹导程为1.5mm，螺纹吃刀量查表5.1可得：0.8mm、0.6mm、0.4mm、0.15mm。

则右端每次螺纹切削尺寸为：13.2 mm、12.6 mm、12.2 mm、12.05 mm，则左端每次螺纹切削尺寸为：42.2 mm、41.6 mm、41.2 mm、41.05 mm程序如表5.3所示。

螺纹的加工表5.3 螺纹切削编程单行程螺纹切削单一螺纹切削循环注释………G00X50Z2M08X13.2 ap=0.8G92X42.2Z-41R-14.5ap=0.8 G32X42.2Z41F1.5G00X50Z2X12.6 ap=0.6X41.6ap=0.6 G32X41.6Z-41G00X50Z2X12.2 ap=0.4X41.2ap=0.4 G32X41.2Z-43G00X50Z2螺纹的加工X12.04 ap=0.16X41.04ap=0.16 G32 X41.04Z-41G00 X50Z2………螺纹的加工三、单一螺纹切削循环指令单行程螺纹切削指令G32指令可以执行单行程螺纹切削，螺纹车刀进给运动严格根据输入的螺纹导程进行。

但是，螺纹车刀的切入、切出、返回等均需另外编入程序，编写的程序段较多，在实际编程中一般使用单一螺纹切削循环G92（如图5.7所示），它可切削圆柱螺纹和圆锥螺纹。

相关知识螺纹的加工图5.7 单一螺纹切削循环螺纹的加工指令格式：G92 X(U)-Z(W)-R-F-说明：（1）X(U)、Z(W) ——螺纹切削的终点坐标值。

（2）R -螺纹部分半径之差，即螺纹切削起始点与切削终点的半径差。

加工圆柱螺纹时，R=0。

加工圆锥螺纹时，当X向切削起始点坐标小于切削终点坐标时，R为负，反之为正。

（3）切削循环中R在一些FANUC车床上，有时也用“I”来执行。

(4)F ——螺纹导程（单位：mm）。

螺纹的加工例：用单一螺纹切削循环指令G92编程指令编制图5.5所示的普通三角形圆柱螺纹的加工程序。

程序如表5.2所示。

例：用单一螺纹切削循环指令G92编程指令编制图5.6所示的普通三角形圆锥螺纹的加工程序。

程序如表5.3所示。

螺纹的加工四、复合螺纹切削循环指令复合螺纹切削循环指令G76较G92指令更为简捷，只需指定一次有关参数，螺纹加工即可自动进行。

G76切削循环轨迹如图5.8所示.。

图5.8复合螺纹切削循环的切削循环轨迹相关知识螺纹的加工指令格式：G76 P (m)（r）（α）-Q（△dmin）-R(d)-G76 X(U)-Z(W)-R(i) -P(k)-Q(△d)-F(f) -例:试用复合螺纹切削循环指令G76编写图5.9所示的普通三角形螺纹加工程序。

图5.9复合螺纹切削循环编程螺纹的加工因螺纹为单线螺纹，螺距为2mm，故螺纹牙深H=0.65P=0.65*2=1.3mm。

程序如表5.5所示。

表5.5复合螺纹切削循环指令编程程序…M03S800T0404G00X32Z2G76P010160Q50R0.5G76X27.4Z-32.5P1300Q450F2…螺纹的加工例：试用复合螺纹切削循环指令G76编写图5.9所示的梯形螺纹加工程序。

图5.10 梯形螺纹编程…G0X35Z10G76P020080Q20R0.02G76X22.5Z-47.5P2750Q329F5…螺纹的加工1.零件结构分析零件有左右端面、内外圆柱面、圆锥面、倒角、内螺纹及双头螺纹等。

2.数控车削加工工艺分析（1）装夹方式的选择：采用三爪自定心夹盘夹紧。

（2）刀具及加工方法的选择：先用T0101、T0202、T0303刀具车削左端面、外圆、内孔及内螺纹；再调头装夹找正，用T0101刀具车削右端面、T0404切槽、T0505刀具加工双头螺纹。

项目实施一、制定零件加工工艺螺纹的加工表5.6数控加工工序卡工序号工序内容零件名称零件图号材料夹具名称使用设备螺纹套5-145#钢三爪卡盘数控车床工步号工步内容刀具号主轴转速(r.min-1)进给速度(mm.r-1)背吃刀量mm备注1粗、精车左端面、外圆T0101800/15000.2/0.1 1.5/0.5 2粗、精车内孔T02021200/15000.2/0.10.5/0.253车内螺纹T0303800 1.54粗、精车右端面、外圆T01011200/15000.2/0.11/0.25 5切槽T04045000.16车双头螺纹T05058003编制审核批准第页共页项目实施3.数控加工工序卡螺纹的加工二、编制数控加工程序加工图5.1所示的零件时需进行编程的相关计算。