4.1外螺纹加工（课件）-《数控车床编程与操作》同步教学（苏教版）

项目4 螺纹加工 1. 了解螺纹加工的基础知识 2. 掌握外螺纹车刀的刃磨 3. 掌握三角形外螺纹的车削工艺 4. 掌握 HNC-21T 数控系统螺纹加工指令的格式和应用方法 知识目标 技能目标 1. 学会螺纹车削的编程方法 2. 独立进行螺纹车削加工与检测 任务一 外螺纹加工 本任务加工如图 7-1 所示工件，毛坯尺寸为φ50mm×65 mm ，材料为 45 钢。要求学生能够熟练地确定外螺纹的加工工艺，正确地编制螺纹的加工程序，并完成零件的加工。 一、螺纹加工基础 1. 数控机床加工螺纹的原理 数控车床车削螺纹的基本原理是：数控系统接受主轴编码器的信号，在主轴编码器中有一主轴零位信号，当机床主轴达到主轴转速要求的同时机床主轴转到零位或规定的角度位置的瞬间，数控系统控制 Z 轴以每转行走一个螺纹导程的速度开始进给。这样既保证了螺纹加工的正确性，又保证了加工出来的螺纹不乱牙。 二、普通螺纹的尺寸计算 1 螺纹大径 d = D（螺纹大径的基本尺寸与公称直径相同） 2 中径 d2 = D2 = d － 0.6494P 3 牙型高度 h1 = 0.5413P 4 螺纹小径 d1 = D1 = d－1.0825P 示例：计算 M16 内、外螺纹各直径的基本尺寸。 解：M16 螺纹，d＝D＝16 mm 螺距 P＝2 mm D2＝ d2 ＝d－0.6495×P＝14.701 mm D1＝d1＝d－1.0825×P＝13.835 mm 三、普通外螺纹车削前的工艺准备 1 螺纹车削前的外圆直径应车至比螺纹公称直径小约 0.13 P ，以保证车削后的螺纹牙顶处有 0.125 P 的宽度。 2 外圆端面处倒角至略小于螺纹小径。 3 有退刀槽的螺纹，螺纹车削前应先切退刀槽，槽底直径应小于螺纹小径，槽宽约等于（2～3）P 。 4 车削脆性材料时，螺纹车削前的外圆表面粗糙度值要小些，以免在车削螺纹时牙顶发生崩裂。 四、外三角形螺纹车刀的刃磨 1. 三角形螺纹车刀的几何角度 1 ）刀尖角应该等于牙型角。车普通螺纹时为 60°，英制螺纹为 55°。 2 ）前角一般为 0°～10°。因为螺纹车刀的纵向前角对牙型角有很大影响，精车螺纹时或车削精度要求高的螺纹时，径向前角取得小一些，约 0°～5°。 3 ）后角一般为 5°～10°。因受螺纹升角的影响，进刀方向一面的后角应磨得稍大一些。但大直径、小螺距的三角形螺纹，这种影响可忽略不计。 2. 三角形螺纹车刀的刃磨 五、外螺纹的车削工艺 1. 低速车削螺纹 数控车床加工细长轴螺纹或高精度螺纹时，采用低速车削。使用高速钢螺纹车刀，并分别用粗车刀和精车刀对螺纹进行粗车和精车。低速车削螺纹时，注意根据车床和工件的刚度、螺距大小，选择不同的进刀方法。 2. 高速切削螺纹 一般采用硬质合金磨制螺纹切削刀具。在车削较大螺距的螺纹时（P > 2 mm），车刀的两个主切削刃需要磨制倒棱，且牙型角略微减小 30°，切削时切削速度取 50～100 mm/min。只能使用直进法，否则容易拉毛螺纹表面。 3. 螺纹轴向起点和终点尺寸的确定 安排螺纹工艺时要尽可能考虑合理的升速进刀段距离δ1 和降速退刀段距离δ2 。 4. 螺纹加工的吃刀深度 5. 螺纹车刀的装夹 六、螺纹车削指令 1. 单行程等距螺纹切削指令 G32 1 ）指令功能 刀具从当前点按指令参数规定的切削参数进行螺纹切削。 2 ）指令格式 G32 X（U）__ Z（W）__ R __ E __ P __ F / I __ F：螺纹导程，即主轴每转一圈，刀具相对于工件的进给值。 I：英制螺纹的导程，单位：牙/英寸。 R、E： 螺纹切削的退尾量 3 指令说明： ① 从螺纹粗加工到精加工，主轴的转速必须保持一常数；使用 G32 指令时机床的主轴倍率功能自动为 100%，且不能被调整。 ② 在没有停止主轴的情况下，停止螺纹的切削将非常危险；因此螺纹切削时进给保持功能无效，若按下进给保持按键，刀具在加工完螺纹后停止运动。 ③ 在螺纹加工中不使用恒定线速度控制功能。 ④ 在螺纹加工轨迹中应设置足够的升速进刀段 δ 和降速退刀段 δ′，以消除伺服滞后造成的螺距误差。 2 螺纹切削循环 G82 1 ）指令功能 以当前点与目标点为矩形循环的对角顶点，按规定的循环方式，进行螺纹切削加工。 2 ）指令格式 G82 X（U）__ Z（W）__ I __ R__ E __ C __ P __ F（J）__； I：为螺纹起点 B 与螺纹终点 C 的半径差。 R，E：螺纹切削的退尾量， C：螺纹头数，为 0 或 1 时切削单头螺纹。 F：螺纹导程。 J：英制螺纹导程。 一、外螺纹车削前的工艺准备 车削三角形外螺纹前对工件的主要工