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课题十一 螺纹加工
课题十一 螺纹加工
一、实习教学要求
1、了解螺纹加工工艺
2、熟悉G32、G34与G92指令用法
3、掌握G76指令用法
二、相关知识
1、螺纹常用公式
⑴螺纹的导入和导出距离δ1、δ2
δ1=2~3P δ2=1~2P
⑵车削螺纹前螺纹轴、孔直径的确定
车削螺纹前轴外径=D-0.13P
车削螺纹前塑性金属孔径=D-P
车削螺纹前脆性金属孔径=D-1.05P
其中，D为螺纹公称直径，P为螺距。
⑶螺纹底径的确定
车削外螺纹底径=D-1.3P
车削内螺纹底径=D
⑷常用普通螺纹切削的进给次数与背吃力量（单位：mm）
螺距
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
总切深
1.3
1.95
2.6
3.25
3.9
4.55
5.2
每次
切削
的背
吃刀
量
1
0.7
0.8
0.9
1.0
1.5
1.5
1.5
2
0.4
0.6
0.6
0.7
0.7
0.7
0.8
3
0.2
0.4
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
4

0.15
0.4
0.4
0.4
0.6
0.6
5

0.1
0.4
0.4
0.4
0.4
6

0.15
0.4
0.4
0.4
7

0.2
0.2
0.4
8

0.15
0.3
9

0.2

2、单行程螺纹切削指令
⑴指令格式 G32 X(U)__Z(W)__F__Q__(等螺距)
G34 X(U)__Z(W)__F__K__(变螺距)
⑵参数含义
X(U)__Z(W)__为螺纹终点坐标。
F 为导程，其值为螺距与螺纹线数的乘积，单线螺纹的导程等于螺距。
Q 为螺纹起始角，单位为0.001度，单线时该值不用指定，该值为零；多线时，按线数等分圆周。每刀间隔为等分的角度数。
K 为主轴每转螺距的增量（正值）或减量（负值）。
3、单固定循环切削螺纹指令（模态）
⑴指令格式 G92 X(U)__ Z(W)__F__R__
⑵参数含义
X(U)__Z(W)__为螺纹切削终点坐标。
F 为螺纹导程。
R 为加工圆锥时，切削起点与切削终点的半径差。计算方法同G90指令中的R值。
⑶运行轨迹
如图，刀具从循环起点A沿X向快速移至切削起点B，然后按F给定的导程值切削螺纹至切削终点C，X向快速退刀至D点，最后快速返回循环起点A。

图11-1 G92指令运行轨迹图
4、复合固定循环切削螺纹指令
⑴指令格式 G76 P(m)(r)(a) Q(Δdmin) R(d)
G76 X(U)__Z(W)__R(i) P(k) Q(Δd) F__
⑵参数含义
m 为精加工循环次数01-99。
r 为螺纹退尾的Z向距离，单位为0.1S（S为导程），范围00~99。
a 为刀尖角度，可选择80°、60°、55°、30°、29°、0°中的一种。
m、r和α用地址P同时指定。
例：当m=2，r=1.2L，α=60°，指定如下(L是螺距)：P021260
Δdmin 为最小切深，用不带小数点的半径值表示。
d 为精加工余量，用带小数点的半径值表示。
X(U)__Z(W)__ 为螺纹切削终点处坐标。
I 为螺纹切削起点与切削终点半径差。I=0，则可进行圆柱螺纹切削。
K 为牙型编程高度，用不带小数点的半径值表示。
Δd为第一刀切削深度，用不带小数点的半径值表示。
F__为导程。
(3)说明：
1)由地址P、Q和R指定的数值的意义取决于 X(或U )和Z (或W )的存在。
2)有X（或U）和Z（或W）的G76指令执行循环加工。该循环用一个刀刃切削，使刀尖的负荷减小。第一刀的切深Δd，第n刀的切深Δdn，每次切削循环的切除量均为常数。共有四种对称的进刀图形，不同的进刀方式中各地址的符号不同，在图11-2中，C和D之间的进给速度由地址F指定，而其他轨迹则是快速移动。图中增量尺寸的符号如下：
U、W：由刀具轨迹AC和CD的方向决定。
R：由刀具轨迹AC的方向决定。
P：+(总是)。
Q：+(总是)。
3)螺纹切削的注释与G32螺纹切削和G92螺纹切削循环的注释相同。
4)倒角值对于G92螺纹切削循环也有效。
5)在螺纹切削复合循环(G76)加工中，按下进给暂停按钮时，就跟螺纹切削循环终点的倒角一样，刀具立即快速退回，刀具返回到循环的起始点(切深为Δdn处的)。当按下循环启动按钮时，螺纹切削恢复。
6)对于多头螺纹的加工，可将螺纹加工起点2坐标按螺距偏移。
（4）运行轨迹
如图所示，刀具从循环起点A处快速沿X向进给至切削点B处，然后沿与基本牙型一侧平等的方向进给X向切深 Δd 再以螺纹切削方式切削至离Z向终点 r 时，倒角退刀至D点，再X向快退至E点，返回A点，如此循环，直至完成整个螺纹切削过程，其进刀方式为斜进刀，减小了切削阻力，提高刀具寿命，利于保证加工精度。

图11-2 G76 指令运行轨迹图

图10 螺纹加工零件任务图
三、编程加工练习
1、图样分析
如图10，该工件有锥螺纹、双头螺纹、单位头螺纹，加上三个退刀槽，形状简单，主要是练习螺纹加工指令的用法。
2、编程示例
O0090
N10 T0101 选择外圆车刀
N20 G00 X44 Z1 M03 S600
N30 G90 X37 Z-48 F180
N40 X31 粗车外圆
N50 G01 X25.87 Z0 S1000 F100
N60 X29.87 Z-48
N70 X35 精车外圆到尺寸
N80 G00 X100 Z100
N90 T0202 S600 F40 换切槽刀（刀宽5mm）
N100 G00 X32 Z-15
N110 G01 X26
N120 X32
N130 G00 Z-30
N140 G01 X26 车3个退刀槽到尺寸
N150 G00 Z-45
N160 G01 X26
N170 X32
N180 G00 X100Z100
N190 T0303 换螺纹车刀
N200 G00 X32 Z5.
N210 G76 P021060 Q100 R0.1
N220 G76 X32.87 Z-15 P650 Q300 F1.0 R-4 用G76指令循环车削锥螺纹
N230 G00 Z-12.5
N240 G92 X29.2 Z-27.5 F1
N250 X28.8
N260 X28.7 用G92指令车单线螺纹
N270 G00 Z-27.5
N280 X29.2
N290 G32 Z-42.5 F2 Q0
N300 G00 X32
N310 Z-27.5
N320 X28.8
N330 G32 Z-42.5 F2 Q0 车双线螺纹的第一条螺旋线
N340 G00 X32
N350 Z-27.5
N360 X28.7
N370 G32 Z-42.5 F2 Q0
N380 G00 X32
N390 Z-27.5
N400 X29.2
N410 G32 Z-42.5 F2 Q180000
N420 G00 X32
N430 Z-27.5
N440 X28.8 周向转180度，车第二条螺旋线
N450 G32 Z-42.5 F2 Q180000
N460 G00 X32
N470 Z-27.5
N480 X28.7
N490 G32 Z-42.5 F2 Q180000
N500 G00 X32
N510 G00 X100 Z100
N520 M30 程序结束

3、检验程序，自动加工，分析零件加工质量及成因。
表11-1 螺纹加工误差分析
问 题 现 象
产 生 原 因
预 防 和 消 除
切削过程出现振动
1、 工件装夹不正确
2、 刀具安装不正确
3、 切削参数不正确
1、 检查工件安装，增加安装刚性
2、 调整刀具安装位置
3、 提高或降低切削速度
螺纹牙顶呈刀口状
1、 刀具角度选择错误
2、 螺纹外径尺寸过大
3、 螺纹切削过深
1、 选择正确的刀具
2、 检查并选择合适的工件外径尺寸
3、 减小螺纹切削深度
螺纹牙型过平
1、 刀具中心错误
2、 螺纹切削深度不够
3、 刀具牙型角度过小
4、 螺纹外径尺寸过小
1、 选择合适刀具角度并调整刀具中心高
2、 计算并增加切削深度
3、 适当增大牙型角
4、 检查并选择合适的工件外径尺寸
螺纹牙型底部圆弧
过大
1、 刀具选择错误
2、 刀具磨损严重
1、 选择正确的刀具
2、 重新刃磨或更换刀片
螺纹牙型底部过宽
1、 刀具选择错误
2、 刀具磨损严重
3、 螺纹有乱牙现象
1、 选择正确的刀具
2、 重新刃磨或更换刀片
3、 检查程序中有无导致乱牙的原因
4、 检查编码器是否松动或损坏
5、 检查Z轴丝杠是否窜动
螺纹牙型半角不对
刀具安装角度不正确
调整刀具安装角度
螺纹表面质量差
1、 切削速度过低或刀尖产生积屑瘤
2、 刀具中心过高
3、 切屑控制较差
4、 切削液选用不合理
1、 调高主轴转速，避免中速切削
2、 调整刀具中心高度
3、 选择合理的进刀方式及切深
4、 选择合理的切削液并充分喷注
螺距误差
1、 伺服系统滞后效应
2、 加工程序不正确
1、 增加螺纹切削升降速段的长度
2、 检查、修改加工程序

四、课后练习
1、写出G32、G34、G92指令的格式及各参数含义。
2、请写出G76指令的格式及各参数含义。
3、图示说明G76指令的运行轨迹。
4、加工螺纹时，第一刀的切削深度是如何选定的？
5、谈谈螺纹车刀的刀尖圆弧半径对加工质量的影响。
6、编制下图零件的加工程序。

图11-3 螺纹件编程加工练习图（上节练习件掉头）

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