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1、第七章 螺纹编程及应用n7.1 普通三角形螺纹基本知识n7.2 普通螺纹加工工艺n7.3 螺纹切削指令n7.4 多线螺纹的加工n7.5 编程实例7.1.1 螺纹是机械零件上最常用的连接结构之一，它具有结构简单、拆 装方便及连接可靠等优点，在机械制造业中广泛应用。 （1）螺纹分类螺纹按断面形状一般可分为三角形、矩形、梯形、锯齿形和 圆形螺纹。 （2）表示代号普通螺纹分为粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹，即当公称直径 相同时，细牙螺纹的螺距较小，用字母“M”及公称直径螺距 表示，如M201.5等。粗牙螺纹用字母“M”及公称直径表示， 如M20等。7.1 普通三角形螺纹基本知识n（3）英制螺纹和管螺纹n牙
2、型角为550，公称直径是指内螺纹的大径，用英寸（in）来 表示,螺距用(1in = 25.4 mm)中的牙数n表示。n 管螺纹主要应用于流通气体或液体的管接头、旋塞、阀门 的连接。根据螺纹副的密封状态与牙型角可分为非螺纹密封 的圆柱管螺纹与螺纹密封的圆锥管螺纹（550圆锥管螺纹）和 （600圆锥管螺纹）等三种。n（4）螺纹车削进刀法：7.1 普通三角形螺纹基本知识1）直进法易获得较准确的牙型，但切削力较大，常用于螺 距小于3 mm的三角螺纹。 2）左右切削法在每次往复行程后，除了做横向进刀外，还 需要向左或向右微量进给。 3）斜进法在每次往复行程后，除了做横向进刀以外，只在 纵向的一个方向微量
3、进给。 （5）车多线螺纹沿两条或两条以上，在轴向等距分布的螺旋线所形成的螺 纹。7.1 普通三角形螺纹基本知识（6）螺纹车削控制过程各种螺纹上的螺旋线是按车床主轴每转一转时，纵向进 刀为一个螺距（或导程）的规律进行车削的， 在数控车床上用车削法可以加工螺纹，工具和刀具方面与普 通机床一样，由于车螺纹起始时有一个加速过程，停刀 时有一个减速过程，在这段距离中螺距不可能准确，所 以应注意在两端要设置足够的升速进刀段和降速退刀段 ,以消除伺服滞后造成的螺距误差。升速进刀段和降速 退刀段的尺寸计算如下：升速进刀段：1 = 0.0015 n P 降速退刀段：2 = 0.00042 n P （n为主轴转速
4、r / min P为螺纹导程mm） （7）车螺纹的安排 在数控设备上车螺纹一般安排在精车以后车削。7.1 普通三角形螺纹基本知识7.2 普通螺纹加工工艺n 普通螺纹是机械零件中应用最为广泛的一种三角形螺纹，牙型角为60。普通螺纹数控车削的加工工艺内容主要包括：n 螺纹大径、中径、小径以及牙型高度等尺寸的确定；n 螺纹轴向起点、终点尺寸的确定；n 螺纹加工的进刀方式及进刀量的确定。n 确定合理的数控加工工艺，对编制高效实用的数控加工程序，车削加工出合格的螺纹工件起着至关重要的作用，是数控编程中的重点之一。n1. 普通螺纹基本尺寸确定n 普通螺纹的基本尺寸主要包括螺纹大径、螺纹中径、螺纹小径和螺纹
5、牙型高度，它们是编制螺纹数控加工程序和螺纹检验的依据。n1）螺纹大径（D、d）n 螺纹大径是指与外螺纹牙顶或内螺纹牙底的直径，其基本尺寸与螺纹公称直径相等。对于内螺纹，螺纹大径是编制螺纹加工程序的依据，而对于外螺纹是确定螺纹毛坯直径的依据，在螺纹加工前，由车削加工的外圆直径决定。7.2 普通螺纹加工工艺n 经验法n 高速车削三角螺纹时，由于受车刀挤压后螺纹大径尺 寸膨胀，因此车螺纹前的外圆直径应比螺纹大径小。当螺距 为1.53.5mm时，外径一般小0.20.4mm。.n 车削三角内螺纹时，因车刀挤压作用，内孔直径会缩 小（车塑性材料时较为明显），所以车削内螺纹前的孔径应 比内螺纹小径略大，而且
6、内螺纹加工后的实际顶径允许大于 内螺纹小径的基本尺寸，所以实际生产中，普通螺纹车内螺 纹前的孔径可以用下式近似计算。n 车削塑性金属内螺纹：D孔DPn 车削脆性金属内螺纹：D孔D1.05P7.2 普通螺纹加工工艺n 计算法n 例：在数控车床上加工M302-6g外螺纹，试计算螺纹大 径。n 查普通螺纹偏差值，螺纹大径偏差分别为es0.038 mm，ei0.208 mm。则螺纹大径尺寸为 ，则螺纹 大径应在此范围选取，可取为29.8 mm，并在螺纹加工前，由 外圆车削保证。n2）螺纹中径（D2、d2）n 中径是螺纹尺寸检测的标准和调试螺纹程序的依据。在 数控车床上，螺纹的中径是通过控制螺纹削的平高
7、度（由螺 纹车刀的刀尖体现）、牙型高度、牙型角和底径来综合控制 的。7.2 普通螺纹加工工艺n3）螺纹小径（D1、d1）n 螺纹小径是指外螺纹牙底或内螺纹牙顶的直径。对于外 螺纹，小径是编制螺纹加工程序的依据。对于内螺纹，在螺 纹加工前，由车削加工的内孔直径来保证。 n4）螺纹牙型高（h）n 在编制螺纹加工程序以及车削加工螺纹时，其牙型高度 是控制螺纹中径以及确定螺纹实际径向终点（指螺纹底径， 即内螺纹大径和外螺纹小径）尺寸的重要参数。n 由于受螺纹车刀刀尖形状及其尺寸的影响，为保证螺纹 中径达到要求，在编程和车削过程中应根据实际情况对螺纹 牙型高度(h)调整，计算后得到螺纹底径尺寸。7.2
8、普通螺纹加工工艺n2. 螺纹加工进刀方式及进刀量n1）进刀方式n 数控车床螺纹加工进刀方式有直进式和斜进式两种。n 直进法。直进法加工螺纹时，刀具两侧刃同时切削工 件，切削力较大，排屑困难，因此两切削刃容易磨损。在切 削螺距较大的螺纹时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快， 从而易造成螺纹中径误差。但由于其加工的牙形精度较高， 因此一般多用于小螺距高精度螺纹的加工。n 斜进法。斜进法加工螺纹时，单侧刀刃切削工件，刀 刃易损伤和磨损，使加工的螺纹面不直，刀尖角易发生变化 ，从而造成螺纹牙形精度较差。但由于其为单侧刃工作，刀 具负载较小，排屑容易，因此，此加工方法一般适用于大螺 距低精度螺纹的加工。7
9、.2 普通螺纹加工工艺n 对于高精度、大螺距的螺纹，可采用两种进刀方式混用的办法，即先斜进切削进行螺纹粗加工，再用直进切削进行精加工。但粗、精加工时的起刀点要相同，以防止螺纹乱扣。n2）进刀量n 螺纹加工属于成型加工，为保证螺纹导程，加工时主轴每旋转一周，车刀进给量必须等于螺纹的导程。由于螺纹加工时进给量较大，而螺纹车刀的强度一般较差，因此当螺纹牙深较大，一般分数次进给，每次进给的背吃刀量按递减规律分配。n 对高性能高等级螺纹加工时通常分粗车、精车，有时还可适当增加光整加工次数，以提高螺纹的表面质量。7.2 普通螺纹加工工艺n3 螺纹加工尺寸计算实例n 以数控车床加工M302-6h的外螺纹为例
10、计算螺纹中径和编程小径。n 螺纹中径 d2d0.6459P300.6459228.708（mm）。n 中径偏差es0,ei-0.2，其中径公差T中径0.2 mm；n 螺纹牙型高度h0.54P0.5421.08 mm；n 则编程小径d1d2 h302(1.080.1) 27.64 mm。7.2 普通螺纹加工工艺n4 螺纹轴向尺寸的确定n 在数控车床加工螺纹时，由位置编码器检测出主轴旋转一圈的信号，刀具跟随主轴同步旋转进刀，切削加工出所需导程的螺纹。然而，由于伺服系统存在一定滞后，车刀升降速会使螺纹开始与结束段的导程与加工要求存在一定偏差。因此，在加工螺纹时两端必须设置足够的升速进刀段长度和减速退
11、刀段长度。7.2 普通螺纹加工工艺n7.2.1 单行程螺纹切削指令（G32）n1 指令格式n G32 X(U)_ Z(W)_ F_；n X、Z螺纹终点的绝对坐标；n U、W螺纹终点相对起点的增量坐标；n F螺纹导程，如果是单线螺纹，则为螺纹的螺距。7.3 螺纹切削指令n2 指令功能n 单行程螺纹切削G32指令可以进行等螺距圆柱或圆锥螺纹的加工。n1）等螺距圆柱螺纹n 对于圆柱螺纹进行螺纹加工时，G32指令走刀路线如图7-4所示，刀具从起点以每转进给一个导程/螺距的进给速度切削到终点，螺纹加工前及螺纹加工后的程序段，可用G00或G01来实现。n2）等螺距圆锥螺纹n 对于圆锥螺纹进行螺纹加工时，G
12、32指令走刀路线如图7-5所示，与G32圆柱螺纹的轨迹相似。7.3 螺纹切削指令图7-4 G32等螺距圆柱螺纹图7-5 G32等螺距圆锥螺纹n3 注意事项n 加工螺纹时，数控车床操作面板上的进给速度倍率、 主轴速度倍率无效。n 加工螺纹时，进给方式是以每转进给。n 加工螺纹时，为了可避免因车刀升降速对螺距的影响 ，必须选择合理的1、2。n 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。n 加工螺纹时，走刀次数和背吃刀量会直接影响螺纹的 加工质量。n 车削螺纹时，主轴的转向（正反转）与螺纹的旋向有 关。 7.3 螺纹切削指令n4 应用举例n 例1：用G32指令编制如图7-6所示
13、零件的M302圆柱螺纹 数控加工编程。n 工艺分析n 该螺纹为公称直径30 mm，螺距2 mm的中等精度的螺纹。 以零件右端面中心为工件坐标系原点，建立工件坐标系。采用 三爪自定心卡盘装夹，以40外圆作为定位基准面。n 相关数据确定 n 螺纹编程大径 d29.8 mm，加工螺纹前外圆到该尺寸 车削；n 查表7-2，牙深为1.3mm，进刀次数为5，进刀量分别为 0.9 mm、0.6 mm、0.6 mm、0.4 mm、0.1 mm；7.3 螺纹切削指令图7-6 G32加工实例表7-2 常用螺纹切削进刀次数 和吃刀量普通公制螺纹 螺距（mm）11.522.533.54 牙深(半径值)0.6490.9
14、741.2991.6241.9492.2732.598 走 刀 次 数 和 背 吃 刀 量1次0.70.80.91.01.21.51.5 2次0.40.60.60.70.70.70.8 3次0.20.40.60.60.60.60.6 4次0.160.40.40.40.60.6 5次0.10.40.40.40.4 6次0.150.40.40.4 7次0.20.20.4 8次0.150.3 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。n 螺纹编程小径 d1302.627.4mm；n 其设定1为5 mm，2为2 mm。n 圆柱螺纹加工程序及说明见表7
15、-3。7.3 螺纹切削指令表7-3 G32圆柱螺纹参考程序程序名O0701程序号程 序备备 注N5G97 S500 T0202 M08 M03；N10G00 X32.0 Z5.0；N15X29.1；第一次进进刀：切深0.9 mmN20G32 Z-16.0 F2；切削螺纹纹N25 G00 X32；N30Z5.0；N35X28.5；第二次进进刀：切深0.6 mmN40G32 Z-16.0 F2；切削螺纹纹表7-3 G32圆柱螺纹参考程序N45 G00 X32；N50Z5；N55 X27.9；第三次进进刀：切深0.6 mmN60G32 Z-16.0 F2；切削螺纹纹N65G00 X32.0；N70Z
16、5.0；N75 X27.5；第四次进进刀：切深0.4 mmN80G32 Z-16.0. F2；切削螺纹纹N85G00 X32.0；表7-3 G32圆柱螺纹参考程序N90Z5.0；N95 G00 X27.4；第五次进进刀：切深0.1 mmN100G32 Z-16.0 F2；切削螺纹纹N105G00 X32.0；X向退刀N110X200.0Z200.0M09；回到换换刀点，切削液停N115 M05；主轴轴停N120M30；程序结结束n 例2：用G32指令编制如图7-7所示零件的圆锥螺纹数控加工 编程。螺纹的Z向螺距FZ=2.5 mm。n 工艺分析 n 该零件上的螺纹为圆锥螺纹，由于Z向螺距大于X向螺距，所 以程序中的导程F的值以Z方向导程（FZ）指定。n 相关数
