數控加工工藝與編程技術基礎模塊二數控車削工藝及編程技術訓練黃冬英江蘇省江陰中等專業學校項目一：壓緊軸套的數控車削加工【項目目標】1.學會分析零件圖，能根據零件圖合理選擇刀具、設置工藝參數、編制加工工藝路線；2.掌握G代碼、M代碼的功能；3.掌握工件坐標系的設定方法及對刀操作方法；4.正確使用測量工具控制工件尺寸；

通過對企業產品的分析、編程、加工及檢測，培養學生規范細致的做事態度和安全意識，提高分析和解決問題的能力，樹立嚴謹認真的工作作風及創新精神。【素養目標】任務4：螺紋的數控車削加工【任務描述】【任務目標】1.掌握螺紋的加工方法，選擇合理的刀具與工藝參數編制加工工藝；2.會用G92、G76指令編寫螺紋的加工程序，完成模擬驗證；3.掌握螺紋車刀的裝夾與對刀操作；4.會用螺紋環規進行檢測；5.掌握數控車床的操作方法，按圖紙要求加工出合格產品。一、螺紋相關知識1.螺紋的種類及參數（1）螺紋的種類（2）螺紋的要素【知識鏈接】五個要素：牙型、公稱直徑、線數、螺距（或導程）、旋向。1）牙型2）直徑

螺紋有大徑（d、D）、中徑（d2、D2）、小徑（d1、D1）外螺紋（左）

內螺紋（右）3）線數單線螺紋（左）

雙線螺紋（右）導程和螺距4）螺距和導程單線：導程=螺距；多線：導程=螺距×線數5）旋向順時針旋轉時旋入的螺紋稱為右旋螺紋；

逆時針旋轉時旋入的螺紋稱為左旋螺紋。左旋螺紋

右旋螺紋

P：螺紋螺距；

H：螺紋原紿三角形高度，H=0.866P；

D、d：螺紋大徑；

D2、d2：螺紋中徑；

D1、d1：螺紋小徑。2.螺紋尺寸的確定。（1）螺紋的大徑（D、d）螺紋大徑的基本尺寸與螺紋的公稱直徑相同。外螺紋大徑在螺紋加工前，由外圓的車削得到，該外圓的實際直徑通過其大徑公差帶或借用其中徑公差帶進行控制。

（2）螺紋的中徑（D2、d2）

D2（d2）=D（d）－（3H/8）×2=D（d）－0.6495P在數控車床上，螺紋的中徑是通過控制螺紋的削平高度（由螺紋車刀的刀尖體現）、牙型高度、牙型角和底徑來綜合控制的。（3）螺紋的小徑（D1、d1）與螺紋的牙型高度（h）D1（d1）=D（d）－（5H/8）×2=D（d）－1.08P

h=5H/8=0.54125P，取h=0.54P（4）螺紋編程直徑與總切深量的確定采用以下經驗公式進行調整或確定其編程小徑（d'1、D'1）：d'1=d－（1.1~1.3）PD'1=D－P（車削塑性金屬）D'1=D－1.05P（車削脆性金屬）編程或車削過程中的外螺紋大徑應比其公稱直徑小0.1~0.3mm。例在數控車床上加工M24×2–7h的外螺紋。采用經驗公式取：螺紋編程大徑d'=23.8mm；半徑方向總切深量h'=(1.1～1.3)P/2=0.65×2=1.3mm；編程小徑d1'=d－2h'=24－2.6=21.4mm；3．螺紋軸向起點和終點尺寸的確定為了避免在進給機構加速或減速過程中切削，在安排其工藝時要盡可能考慮合理的導入距離δ1和導出距離δ2，如圖所示。一般δ1取2～3P，對大螺距和高精度的螺紋則取較大值；δ2一般取1～2P。若螺紋退尾處沒有退刀槽時，其δ2=0。4.螺紋加工問題（1）螺紋的切削方法直進法斜進法公制螺紋螺距mm1.01.522.533.54牙深（半徑值）0.6490.9741.2991.6241.9492.2732.598切削次數及吃刀量（直徑值）1次0.70.80.91.01.21.51.52次0.40.60.60.70.70.70.83次0.20.40.60.60.60.60.64次

0.160.40.40.40.60.65次

0.10.40.40.40.46次

0.150.40.40.47次

0.20.20.48次

0.150.39次

0.2英制螺紋牙/in2418161412108牙深（半徑值）0.6980.9041.0161.1621.3551.6262.033切削次數及吃刀量（直徑值）1次0.80.80.80.80.91.01.22次0.40.60.60.60.60.70.73次0.160.30.50.50.60.60.64次

0.110.140.30.40.40.55次

0.130.210.40.56次

0.160.47次

0.17二、編程指令1.螺紋加工指令G92（1）圓柱螺紋G92X(U)__Z(W)__F__；X、Z為目標點坐標；F為導程。圓柱螺紋切削路徑（3）編程實例

例1

在后置刀架式數控車床上，試用G92指令編寫圖所示工件的螺紋加工程序。在螺紋加工前，其外圓已加工好，直徑為23.75mm。操作視頻程序

例2

在前置刀架式數控車床上，試用G92指令編寫如圖所示雙線左旋螺紋的加工程序。在螺紋加工前，其螺紋外圓直徑已加工至29.8mm。雙線螺紋操作視頻程序（2）圓錐螺紋加工指令G92G92X(U)__Z(W)__R__F__；X、Z為目標點坐標；R為錐螺紋始端與終端的半徑差值；F為導程。圓錐螺紋切削路徑對于圓錐螺紋中的R值，在編程時除要注意有正、負值之分外，還要根據不同長度來確定R值的大小。

2．螺紋復合循環指令

（1）指令格式G76PmraQ△dminR(d)；G76X(U)

Z(W)

Ri

Pk

Q△d

F

；

m：精加工重復次數01～99；

r：倒角量，即螺紋切削退尾處（45°）的Z向退刀距離；

a：刀尖角度（螺紋牙型角）。△dmin：最小切深，該值用不帶小數點的半徑量表示；

d：精加工余量，該值用帶小數點的半徑量表示；X(U)

Z(W)

：螺紋切削終點處的坐標；

i：螺紋半徑差。如果i=0，則進行圓柱螺紋切削；

k：牙型編程高度，該值用不帶小數點的半徑量表示；△d：第一刀切削深度，該值用不帶小數點的半徑量表示；F：導程，如果是單線螺紋，則該值為螺距。（2）本指令的運動軌跡及工藝說明圖b所示為：螺紋車刀向深度方向并沿基本牙型一側的平行方向進刀，從而保證了螺紋粗車過程中始終用一個刀刃進行切削，減小了切削阻力，提高了刀具壽命，為螺紋的精車質量提供了保證。在G76循環指令中，m、r、a用地址符P及后面各兩位數字指定，每個兩位數中的前置0不能省略。這些數字的具體含義及指定方法如下：

例

P001560該例的具體含義為：精加工次數“00”即m=0倒角量“15”即r=15×0.1S=1.5S（S是導程）螺紋牙型角“60”即α=60°

例

G76P011030Q50R0.05；

G76X27.6Z-30.0R0P1200Q400F2.0；（3）編程示例例1

在前置刀架式數控車床上，試用G76指令編寫如圖所示外螺紋的加工程序（未考慮各直徑的尺寸公差）。外螺紋加工視頻程序

例2

在前置刀架式數控車床上，試用G76指令編寫如圖所示內螺紋的加工程序（未考慮各直徑的尺寸公差）。內螺紋加工視頻程序【任務實施】一、工藝分析1.工件裝夾方案的確定三爪卡盤裝夾工件，找正夾持

50的毛坯，伸出長度60mm。2.

工、量、刀具的確定根據零件圖樣的加工內容和技術要求，確定量具清單見表。類別序號名稱規格或型號精度數量/臺備注量具1游標卡尺0～1500.021

2外徑千分尺25～500.011

3螺紋千分尺25～500.011

4M40×1.5螺紋環規

1付

刀具5外三角形螺紋車刀（T0404）螺距1.5

1刀桿和機床匹配輔具6常用工具、輔具銅棒等

1

7函數計算器

1

3.加工工藝方案的制定外圓圓錐圓弧、孔、螺紋退刀槽在前面的任務中均已完成，本任務只需要車螺紋。二、程序編制1.確定工件坐標系選取工件右端面與軸線的交點為工件坐標系原點。=40-0.6495×1.5=39.02575經驗值：=40-1.2×1.5=38.2（建議取中間值1.2)理論值：螺紋小徑：d12.尺寸計算螺紋規格：M40×1.5-6g螺紋大徑：d=40-0.2=39.8螺紋中徑：3.參考程序00005;N10G99M03S800T0404;N20G00X42Z-16;N30G92X39.4Z-36F1.5;N40X39.0;N45X39.7N50X38.5;N55X38.4N60X38.3;N70X38.2;N80G00X100Z100;N90M05;N100M30;%三、圖形仿真（模擬軟件技能訓練）1.開機及回參考點2.程序輸入3.裝夾工件及刀具（60°螺紋車刀，螺距1.5）4.手動對刀及參數設置X、Z方向用試切法對刀，在刀具補正G04的形狀頁面中設置參數值。5.圖形模擬仿真加工自動運行，顯示刀具運動軌跡和圖形仿真加工，正確校驗加工程序。四、自動加工（機床實操技能訓練）1.加工準備1）檢查毛坯尺寸。2）開機、回參考點。3）程序輸人：把編寫好的程序通過數控系統面板輸人數控機床。4）工件裝夾：三爪卡盤裝夾工件，找正夾持

50的外圓，伸出卡盤長度為60mm，夾緊工件。5）刀具裝夾：把60°螺紋車刀正確安裝到刀架上。2.對刀操作X、Z方向用試切法對刀，在刀具補正G04的形狀頁面中設置參數值。3.程序校驗利用空運行(一般為避免撞刀，常把基礎坐標系中Z值增加100mm后運行程序)；或將機床鎖住、輔助功能鎖住等功能進行圖形模擬校驗程序。空運行結束后必須返回參考點。

圖形模擬后必須操作，解除機床鎖住和空運行，然后進入手動功能或手搖功能。按“P0S”---“絕對”---“操作”---“W預置”---“所有軸”。4.自動加工

當程序校驗無誤后，解除機床鎖住、空運行，返回參考點，將坐標系中Z值還原，然后調用相應程序開始自動加工。

選擇MEM(自動加工)工作模式，按單段運行開關，調好進給倍率，打開程序，按下循環啟動按鈕進行程序加工，刀具在執行完程序中的一段程序后停止，繼續按循環啟動按鈕,即可一段一段執行程序加工。通過單段加工模式可以一段段地執行程序，便于仔細檢查和調試數控程序。5.螺紋尺寸精度控制在螺紋加工中可以采用螺紋環規通止規來控制螺紋的尺寸，通過修改磨耗來控制螺紋的尺寸，保證通規能夠通過，止規不能通過，需要多次修改磨耗值；使用螺紋千分尺測量螺紋的中徑值相對比較簡單，將測量值和計算好