课题十五 螺纹的编程与加工

2006-06-12 10:12:43

课题十五 螺纹的编程与加工

15.1实训目的

掌握FANUC0i Mate-TB数控系统的G32、G92、G76等指令，能编写螺纹的加工程序。

15.2相关知识

案例15.2：在FANUC-0i Mate-TB数控车床上加工如图15.1所示零件，要求车端面，切槽，车螺纹。

图15.1案例15.2

1．根据零件图确定工件的装夹方式及加工工艺路线

以不需要加工的Φ30外圆为安装基准，并取零件右端面中心为工件坐标系零点。其工艺路线为：

（１）车M30螺纹大径；

（２）切槽Φ20；

（３）车M30螺纹。

2．刀具选择

900外圆车刀 T0101，车端面、螺纹大径；

切断刀T0202：宽4mm；车槽；

螺纹刀T0303：车螺纹。

3．切削用量确定

参见表15.1所示

表15.1切削用量表

加工内容

主轴转速S(r/min)

进给速度F(mm/r)

车端面、螺纹大径

500

0.15

切槽Φ20

300

0.05

车M30螺纹

600

2

15.2.1车螺纹（G32）

该指令用于车削等螺距直螺纹、锥螺纹。

格式：G32 X（U）__ Z（W）__ F__

说明：

（1）X（U）、Z（W）是螺纹终点坐标；

（2）F是螺纹螺距。

注意：

（1）在车螺纹期间进给速度倍率、主轴速度倍率无效（固定100%）；

（2）车螺纹期间不要使用恒表面切削速度控制，而要使用G97；

（3）车螺纹时，必须设置升速段L1和降速段L2，这样可避免因车刀升降速而影响螺距的稳定，如图15.2所示。通常L1、L2按下面公式计算：

L1=n×P/400，L2=n×P/1800

式中，n是主轴转速；P是螺纹螺距。

由于以上公式所计算的L1、L2是理论上所需的进退刀量，实际应用时一般取值比计算值略大。

（4）因受机床结构及数控系统的影响，车螺纹时主轴的转速有一定的限制。

（5）螺纹加工中的走刀次数和进刀量（背吃刀量）会直接影响螺纹的加工质量，车削螺纹时的走刀次数和背吃刀量可参考表15.2。

图15.2升、降速段示例

表15.2普通螺纹走刀次数和背吃刀量的参考表

普通螺纹牙深=0.6495×PP是螺纹螺距

螺距

1

1.5

2.0

2.5

3

3.5

4

牙深

0.649

0.974

1.299

1.624

1.949

2.273

2.598

走刀次数和背吃刀量

1次

0.7

0.8

0.9

1.0

1.2

1.5

1.5

2次

0.4

0.6

0.6

0.7

0.7

0.7

0.8

3次

0.2

0.4

0.6

0.6

0.6

0.6

0.6

4次

0.16

0.4

0.4

0.4

0.6

0.6

5次

0.1

0.4

0.4

0.4

0.4

6次

0.15

0.4

0.4

0.4

7次

0.2

0.2

0.4

8次

0.15

0.3

9次

0.2

注：表中背吃刀量为直径值，走刀次数和背吃刀量根据工件材料及刀具的不同可酌情增减。

例1：如图15.3所示，用G32进行圆柱螺纹切削。

设定升速段为5㎜，降速段为3㎜。

螺纹牙底直径=大径－2×牙深=30-2×0.6495×2=27.4㎜。

程序如下：

┊

G00 X29.1 Z5；

G32 Z-42. F2；（第一次车螺纹，背吃刀量为0.9㎜）

G00 X32；

Z5；

X28.5；（第二次车螺纹, 背吃刀量为0.6㎜）

G32 Z-42. F2；

G00 X32；

Z5；

X27.9；

G32 Z-42. F2；（第三次车螺纹, 背吃刀量为0.6㎜）

G00 X32；

Z5；

X27.5；

G32 Z-42. F2；（第四次车螺纹, 背吃刀量为0.4㎜）

G00 X32；

Z5；

X27.4；

G32 Z-42. F2；（最后一次车螺纹, 背吃刀量为0.1㎜）

G00 X32；

Z5；

┊

图15.3圆柱螺纹切削

15.2.2螺纹切削单一循环G92

适用于对直螺纹和锥螺纹进行循环切削，每指定一次，螺纹切削自动进行一次循环。

（1）直螺纹切削

格式：格式：G92 X（U）Z（W）F

其中F为螺纹螺距，其轨迹如图15.4所示。

（2）锥螺纹切削

格式：G92 X（U）Z（W）RF

其轨迹如图15.5所示。

图15.4用G92车直螺纹示意图图15.5用G92车锥螺纹示意图

例2：如图15.3所示，用G92指令编程。

┊

G00 X40 Z5； （刀具定位到循环起点）

G92 X29.1 Z-42 F2；（第一次车螺纹）

X28.5；（第二次车螺纹）

X27.9；（第三次车螺纹）

X27.5；（第四次车螺纹）

X27.4；（最后一次车螺纹）

G00 X150 Z150；（刀具回换刀点）

┊

关于加工螺纹时的每次切入深度及切入次数，请参考表15.2。

15.2.3车螺纹复合循环G76

该指令用于多次自动循环车螺纹，数控加工程序中只需指定一次，并在指令中定义好有关参数，则能自动进行加工，车削过程中，除第一次车削深度外，其余各次车削深度自动计算，该指令的执行过程如图15.6所示。

图15.6螺纹车削循环G76指令

G76的编程需要同时用两条指令定义，其格式为：

G76 Pmra QDdmin Rd

G76 X（u）Z（W）Ri Pk QDd FL

说明：

（1）m是精车重复次数，从1～99，该参数为模态量；

（2）r是螺纹尾端倒角值，该值的大小可设置在0.0L～9.9L之间，系数应为0.1的整数倍，用00～99之间的两位整数来表示，其中L为螺距。该参数为模态量；

（3）a是刀具角度，可从80o、60o、55o、30o、29o、0o六个角度中选择，用两位整数来表示，该参数为模态量；

m、r、a用地址P同时指定，例如，m=2，r=1.2L，a=60o，表示为P021260。

（4）Ddmin是最小车削深度，用半径值编程。车削过程中每次的车削深度为（Dd－Dd），当计算深度小于这个极限值时，车削深度锁定在这个值。该参数为模态量；

（5）d是精车余量，用半径值编程，该参数为模态量；

（6）X（U）、Z（W）是螺纹终点坐标值；

（7）i是螺纹锥度值，用半径值编程。若R=0，则为直螺纹；

（8）k是螺纹高度，用半径值编程；

（9）Dd是第一次车削深度，用半径值编程；

i、k、Dd的数值应以无小数点形式表示。

（10）L是螺距。

例3：案例15.2编程

程序１：用G92指令编程

O6007程序名

N001 T0101；调用1号外圆刀

N002 M03 S500；主轴正转，转速500r/min

N003 G00 X150 Z150；刀具快速定位

N004 G00 X32 Z0；快速定位，准备车端面

N005 G01 X0 F0.15；车平端面

N06 G01 X26；准备倒角

N07 X29.8 Z-2；倒角

N08 Z-34；车螺纹大径

N09 G00 X150；回刀具起点

N010 Z150；

N011 T0202；调用2号切槽刀

N012 M03 S300；转速300r/min

N013 G00 X32 Z-34；

N014 G01 X20 F0.05；切槽

N015 G00 X150；回刀具起点

N016 Z150；

N017 T0303；调用3号螺纹刀

N018 M03 S600；转速600r/min

N019 G00 X32 Z3；（刀具定位到循环起点）

N020 G92 X29.1 Z-32 F2；（第一次车螺纹）

N021 X28.5；（第二次车螺纹）

N022 X27.9；（第三次车螺纹）

N023 X27.5；（第四次车螺纹）

N024 X27.4；（最后一次车螺纹）

N025 G00 X150 Z150；（刀具回换刀点）

N026 M05；主轴停转

N027 M30；程序结束

程序2：用G76指令编程

O6008程序名

N001 T0101；调用1号外圆刀

N002 M03 S500；主轴正转，转速500r/min

N003 G00 X150 Z150；刀具快速定位

N004 G00 X32 Z0；快速定位，准备车端面

N005 G01 X0 F0.15；车平端面

N06 G01 X26 ；准备倒角

N07 X29.8 Z-2；倒角

N08 Z-34；车螺纹大径

N09 G00 X150；回刀具起点

N010 Z150；

N011 T0202；调用2号切槽刀

N012 M03 S300；转速300r/min

N013 G00 X32 Z-34；

N014 G01 X20 F0.05；切槽

N015 G00 X150；回刀具起点

N016 Z150；

N017 T0303；调用3号螺纹刀

N018 M03 S600；转速600r/min

N019 G00 X32 Z3；（刀具定位到循环起点）

N020 G76 P010060；车螺纹

N021 G76 X27.4 Z-32 P1200 Q400 F2；

N022 G00 X150 Z150 ；回刀具起点

N023 M05；主轴停转

N024 M30；程序结束

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