1、数控技术及应用 模块一 数控车床程序编制,山东英才学院,项目三,（一）知识目标了解与螺纹相关的基础知识了解车削螺纹的切削方式和方法掌握螺纹车削走刀路线的设计方法掌握螺纹车削的数值计算方法掌握螺纹车削切削用量的选择方法掌握螺纹车削指令G32、G92、G76的格式和使用方法,（二）能力目标能够对普通螺纹零件进行工艺分析，并制定合理的工艺路线能够正确运用螺纹指令G32、G92、G76进行螺纹加工程序的编制 能够在仿真平台上按图样要求完成工件的加工 能够在数控车床上独立完成零件的加工能够对加工出的螺纹进行测量,一、任务导入 加工如图所示零件，毛坯为 40mm100mm。要求合理设计数控车削加工工艺方案
2、；编制数控加工程序，进行仿真加工，优化走刀路线和程序；最终在实际机床完成工件的加工。,二、相关知识（一）螺纹概述1. 螺纹的基本要素,2. 螺纹的代号、画法和标注 （1）螺纹代号,（2）螺纹画法和标注,（二）数控车削螺纹加工工艺设计1. 车削螺纹的切削方式,2. 车削螺纹的方法,2. 车削螺纹的方法,3. 车削螺纹走刀路线的设计 在设计车削螺纹走刀路线时，除保证螺纹长度外，还应考虑刀具的引入距离1和超越距离2。,4. 螺纹车削相关数值计算（1）总背吃刀量普通螺纹的牙型理论高度H=0.866P（P为螺距）由于螺纹车刀刀尖半径影响和安装需要，螺纹实际牙型高度为：h = H 2 (H/8)=0.64
3、95P。为了计算简单可取0.65P。车削螺纹的总背吃刀量（切削深度）应为两倍的螺纹实际牙型高度，即1.3P。（2）实际大径、小径d大=d公-0.1P d小=d公-1.3P,5. 车削螺纹切削用量的选择（1）背吃刀量,（2）主轴转速车削螺纹时，应在保证生产效率和正常切削的情况下，选择较低的主轴转速。大多数经济型车床数控系统说明书中规定的主轴转速计算式如下： P指螺纹的螺距或导程（mm）； K为保险系数，一般为80。,（三）数控车床编程指令1. 基本螺纹切削指令G32格式：G32 X(U) Z(W) F； 说明：（1）G32指令可进行等螺距的直螺纹、圆锥螺纹以及端面螺纹的切削。（2）X、Z表示螺纹
4、加工终点的绝对坐标，U、W表示螺纹终点相对于起点的增量，F表示螺纹螺距（转进给）。,【例1-13】加工如图所示螺纹，试用G32指令编写其加工程序。螺纹切削深度：20.65P=3.25mm螺纹实际大径：d大=d公-0.1P=19.75mm螺纹小径：d小=d公-1.3P=16.75mm分六次进刀车削，每次背吃刀量为：1.0、0.7、0.6、0.4、0.4、0.15,2. 螺纹切削循环指令G92格式：G92 X(U) Z(W) F； （直螺纹） G92 X(U) Z(W) R F；（锥螺纹）说明：（1）G92指令控制刀具在一个程序段中完成如下循环：快速进刀切削加工切削退刀快速退刀。（2）X、Z为螺纹
5、切削终点的绝对坐标，U、W为切削终点相对于循环起点的增量，F为螺距。（3）锥螺纹车削循环格式中的R表示圆锥体大小端的半径差。（4）G92为模态指令，功能可以被同组的其他指令（G00、G01、G90、G94等）取消。,【例1-14】加工如图所示螺纹，试用G92指令编写其加工程序。,练习1,【例1-15】 加工如图所示锥螺纹（螺距1.5mm），试用G92指令编写其加工程序。G00 X45.0 Z2.0； G92 X42.2 Z-41.0 R-14.5F1.5； X41.6； X41.2； X41.05； ,3. 螺纹车削复合循环指令G76格式：G76 P(mr) Q(dmin) R(d)； G76
6、 X(U) Z(W) R(i) P(k) Q(d) F( f)； 说明：,（2）G76指令格式中各地址符含义：m精加工重复次数，从0199；r螺纹末端倒角量或斜向退刀量，在0.0f9.9f之间选取（f为螺距），用0099两位整数指定；刀尖角度（螺纹牙型角），可以从80、60、55、30、29和0中选择，用两位整数指定；注：m、r、都是模态量，用地址符P一次指定。dmin最小切削深度，半径值，单位m。d精加工留量，半径值，单位mm；,X、 Z为螺纹切削终点的绝对坐标值； U、W螺纹切削终点相对于循环起点的增量；i螺纹切削起点和切削终点在X方向的半径差，当螺纹切削起点的X向坐标大于切削终点时i为正
7、值，反之i为负值，当切削直螺纹时i0；k螺纹牙型高度，半径值，单位m； d第一次切削的切削深度，半径值，单位m； f 螺距。,【例1-16】加工如图所示螺纹，试用G76指令编写其加工程序。G00 X45.0 Z2.0； G76 P011060 Q100 R0.2； G76 X16.75 Z-31.0 P1625 Q1000 F2.5； ,螺纹编程练习2,螺纹编程练习3,三、项目实施（一）零件工艺性分析1. 尺寸分析该零件图尺寸标注完整，轮廓描述清楚。经查表可知加工精度等级最高为IT7。2. 结构分析该零件属于轴类零件，加工内容：圆柱面、圆锥面、圆弧面、沟槽、端面、螺纹和倒角。3. 表面粗糙度分
8、析表面粗糙度为1.6 通过工艺性分析，该阶梯轴零件的所有表面均可在数控车床上加工，且经济性能良好。,（二）制定工艺方案1. 选择机床选用云南机床厂生产的CY-K6136型数控车床，系统为GSK980TD，配置前置刀架。2. 加工方法的选择和加工方案的拟定采用粗车精车的加工方案。3. 选择夹具和装夹方式采用三爪自动定心卡盘夹紧毛坯的外圆表面。,4. 刀具的选择1#刀具：机夹式可转位外圆车刀，刀片材料为硬质合金，形状为35菱形，主偏角90。用于粗车、精车各外圆表面、端面及倒角。2#刀具：切断刀，刀片材料为硬质合金，刀宽4mm，用于切槽和切断。3#刀具：硬质合金机夹螺纹刀，用于加工螺纹。5. 量具的
9、选择量程为150mm，分度为0.02的游标卡尺。M202的环规。,6. 确定加工顺序加工顺序按先粗后精、先主后次的原则，即粗车外圆精车外圆和端面切槽切螺纹切断。7. 设计走刀路线（1）粗车外圆表面走刀路线,（2）精车走刀路线从右到左沿零件的轮廓表面进给,8. 确定切削用量背吃刀量：粗车时，每次切削的背吃刀量为2mm（半径值）。主轴转速：粗车时，主轴转速为600r/min；精车时主轴转速为900r/min；切槽、切断时，主轴转速为400r/min；切螺纹时主轴转速为500r/min。 进给量：粗车时，进给量为0.3mm/r；精车时，进给量为0.1mm/r；切槽、切断时，进给量为0.05mm/r。
10、,（三）制定数控加工工艺文件1. 数控加工工序卡,2. 数控加工刀具卡,（四）编制数控程序（五）仿真加工利用数控仿真软件在计算机上进行工件加工过程的模拟，对编写的程序进行校验和优化。（六）实训加工独立操作数控车床完成工件的加工，并测量加工后工件的各个表面，检查是否达到尺寸要求。,小结本项目首先提出了对螺纹零件进行数控车削加工工艺设计和编程的任务，然后详细介绍了为了完成该任务所必须掌握的相关知识。主要包括螺纹基础知识，车削螺纹的切削方式和方法，螺纹车削走刀路线的设计方法、数值计算方法以及切削用量的选择方法，螺纹车削指令G32、G92、G76的格式和使用方法。最后，设计目标零件的加工工艺并编写数控程序，利用仿真软件对程序进行校验和优化，在实际机床上加工出合格的零件。,
