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1、65攻丝工艺编程651攻丝加工的内容、要求Hr-.ls千丁图6-5-1需要攻丝加工的工件图样#1O1/?q30用丝锥在工件孔中切削出内螺纹的加工方法称为攻螺纹；攻丝加工的螺纹多为三角螺纹，为零件间连接结构，常用的攻丝加工的螺纹有；牙型 角为60的公制螺纹，也叫普通螺纹；牙型角为55的英制螺纹；用于管道连接的英制 管螺纹和圆锥管螺纹。本节主要涉及的攻丝加工的是公制内螺纹，熟悉有关螺纹结构尺 寸、技术要求的常识，是学习攻丝工艺的重要基础。普通螺纹的基本尺寸如下：(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 0.6495P(3) 牙型高度：H=0.5
2、413P(4) 螺纹小径：d1=D1 = d1.0825P如图6-5-1中M10-7H的螺纹，为普通右旋内螺纹。查表得螺距P=1.5,其基本尺 寸:螺纹大径：D=10；螺纹中径：D2=D 0.6495P=9.02螺纹小径：D1=D1.0825P=8. 36 中径公差带代号7H (+0.0.224)小径公差带代号7H (+0.375)牙型高度：H=O.5413P=0.82螺纹有效长度：L = 20.0螺纹孔口倒角：C1.5652丝锥及选用丝锥加工内螺纹的一种常用刀具，其基本结构是一个轴向开槽的外螺纹，如图6-5-2 所示。螺纹部分可分为切削锥部分和校准部分。切削锥磨出锥角，以便逐渐切去全部余 量
3、；校准部分有完整齿形，起修光、校准和导向作用。工具尾部通过夹头和标准锥柄与机 床主轴锥孔联接。攻丝加工的实质是用丝锥进行成型加工，丝锥的牙型、螺距、螺旋槽形状、倒角类 型、丝锥的材料、切削的材料和刀套等因素，影响内螺纹孔加工质量。根据丝锥倒角长度的不同，丝锥分为：平底丝锥；插丝丝锥；锥形丝锥。丝锥倒角长 度影响CNC加工中的编程深度数据。丝锥的倒角长度可以用螺纹线数表示，锥形丝锥的常见线数为810，插丝丝锥为 35,平底丝锥为11.5。各种丝锥的倒角角度也不一样，通常锥形丝锥为45，V.图6-5-3刚性丝锥锥形管螺纹型锥皮带轮丝锥图6-5-4浮动丝锥插丝丝锥为813，平底丝锥为2535。盲孔加
4、工通常需要使用平底丝锥，通孔加工大多数情况下选用插丝丝锥，极少数情况 下也使用锥形丝锥。总地说来，倒角越长，钻孔留下的深度间隙就越大。与不同的丝锥刀套连接，丝锥分两种类型：刚性丝锥，见图6-5-3 ；浮动丝锥（张力补 偿型丝锥，见图6-5-4。浮动型丝锥刀套的设计给丝锥一个和手动攻丝所需的类似的“感觉”这种类型的刀套 允许丝锥在一定的范围缩进或伸出，而且，浮动刀套的可调扭矩，用以改变丝锥张紧力。使用刚性丝锥则要求CNC机床控制器具有同步运行功能，攻丝时，必须保持丝锥导 程和主轴转速之间的同步关系：进给速度二导程X转速。除非CNC机床具有同步运行功能，支持刚性攻丝，否则应选用浮动丝锥，但浮动型丝
5、 锥较为昂贵。浮动丝锥攻丝时，可将进给率适当下调5%,将有更好的攻丝效果，当给定的Z向进给速度略小于螺旋运动的轴向速度时，锥丝切入孔中几牙后，丝锥将被螺旋运动向下引拉 到攻丝深度，有利于保护浮动丝锥，一般，攻丝刀套的拉伸要比刀套的压缩更为灵活。数控机床有时还使用一种叫成组丝锥的刀具，其工作部分相当于23把丝锥串联起 来，依次分别承担着粗精加工。这种结构适用于高强度、高硬度材料或大尺寸、高精度的 螺纹加工。653 CNC机床攻丝工艺与编程的要点1 攻螺纹动作过程主：.| L-:.：-汕(VT7斗冊环腐绥图6-5-5加工右旋螺纹G84循环和加工左旋螺纹G 74循环攻丝是CNC铳床和CNC加工中心上
6、常见的孔加工内容，首先把选定的丝锥安装在专 用攻丝刀套上，最好是具有拉伸和压缩特征的浮动刀套。攻丝步骤如下：第1步：X、Y定位。第2步：选择主轴转速和旋转方向。第3步：快速移动至R点第4步：进给运动至指定深度。第5步：主轴停止。第6步：主轴反向旋转。第7步：进给运动返回。第8步：主轴停止。第9步：快速返回初始位置。第10步：重新开始主轴正常旋转。2攻丝循环G84、G74格式指令格式:攻右旋螺纹:G84 XYZRPF;孔加工动作:如图6-5-5所示，G 74循环用于加工左旋螺纹，执行该循环时，主轴反转，在XY平 面快速定位后快速移动到R点，执行攻螺纹到达孔底后，主轴正转退回到R点，主轴恢复 反转
7、，完成攻螺纹动作。G84动作与G74基本类似，只是G84用于加工右旋螺纹。执行该循环时，主轴正转， 在G17平面快速定位后快速移动到R点，执行攻螺纹到达孔底后，主轴反转退回到R点， 主轴恢复正转，完成攻螺纹动作。攻螺纹时进给率根据不同的进给模式指定。当采用G94模式时，进给速度=导程X转 速。当采用G95模式时，进给量=导程。在G74与G84攻螺纹期间，进给倍率、进给保 持均被忽略。攻内螺纹程序例试用攻螺纹循环编写如图6-5-6中两螺纹孔的加工程序。图6-5-6工件中两螺纹孔O6500；N050 G95 G90 G00 X0 Y0；（加工右旋螺纹M12）M03 S100G99 G84 X-25
8、.0 Y0 Z-24 R10.0 F1.75；（换左旋螺纹丝锥，加工左旋螺纹M12LH）M04 S100；G98 G74 X25.0 Y0 Z-24.0 R10.0 F1.75；G80 G94 G91 G28 Z0；3 攻丝工艺数据的确定底孔直径大小丝锥攻内螺纹前，先要有螺纹底孔，理论上，底孔直径就是螺纹的小径，底孔直径大小确定，要考虑到工件材料塑性大小及钻孔扩张量等因素。丝锥攻螺纹时，伴随较强的挤压作用。因此，金属产生塑性变形形成凸起并挤向牙 尖，攻出螺纹的小径小于底孔直径，因此，攻螺纹前的底孔直径应稍大于螺纹小径，否 则攻螺纹时因挤压作用，使螺纹牙顶与丝锥牙底之间没有足够的容屑空间，将丝锥
9、箍住，甚至折断丝锥。此种现象在攻塑性较大的材料时将更为严重。但是底孔不宜过大，否则 会使螺纹牙型高度不够，降低连接强度。底孔直径大小，要根据工件材料塑性大小及钻孔扩张量考虑，按经验公式计算得出： 在加工钢和塑性较大的材料及扩张量中等的条件下：D =DP钻式中：D钻一攻螺纹钻螺纹底孔用钻头直径，mm；钻D一螺纹大径，mm；P一螺距，mm。 在加工铸铁和塑性较小的材料及扩张量较小的条件下：D =D(1.05 1.1)P钻攻螺纹底孔深度的确定丝锥攻丝的编程深度与丝锥的切削锥角形状有关，为了正确地加工一个螺纹孔，必须 根据所加工孔的结构特征和规格来选择丝锥，丝锥的切削锥角形状或锥角的长度不仅影响 丝锥
10、攻丝的编程深度，而且影响预加工孔的编程深度。攻不通孔螺纹时，由于丝锥切削部分有锥角，端部不能切出完整的牙型，所以钻孔深 度要大于螺纹的有效深度。一般取：H =h +0. 7D钻 有效式中：H钻一底孔深度，mm；钻h有效一螺纹有效深度，mm；有效D一螺纹大径，mm。工艺计算例：分别计算在钢件和铸铁件上攻M10螺纹时的底孔直径各为多少?若攻不通孔螺纹，其 螺纹有效深度为30mm,求底孔深度为多少？解：M10 ， P= 1.5mm。钢件攻螺纹底孔直径：D =D P=101.5一8.5(mm)钻铸铁件攻螺纹底孔直径：D =D(1.05 1.1)P钻= 10(1.05 1.1)1.5= 10(1.575
11、 1.65)=8. 4258. 35(mm)。取D钻=8. 4(mm)(按钻头直径标准系列取一位小数)底孔深度：H = h +0.7D = 20+0.7 X 10 = 27(mm)钻有效孔口倒角用锪钻或钻头在孔口倒角，其直径应大于螺纹大径尺寸。这样，可使丝锥开始时容易 切入，并可防止孔口的螺纹牙崩裂。R平面的值观察如下的攻丝程序：G90 G54 G00 X100.0 Y 150.0 S500 M03 T06G 43 Z50.0 H05 M08G99 Q84 R10.0 Z-20.0 F750.0G80例中的螺纹螺距1.5 mm。通常R平面是攻螺纹的起点位置，Z向深度是螺纹绝对值深 度。例中攻丝
12、加工时，R平面的高度值为R10 mm, 般要比钻孔、铰孔、单点镗以及其它 孔加工循环中使用的R值要高一些，而且其进给率通常也很大。但这些值的选择都是有原 因的，因为设计的攻丝加工运动要符合CNC同步运行控制特点。当主轴处于特定转速时， 进给运动的速度必须达到相应的定值才能正确加工螺纹。女口，当主轴500r/min时，加工螺距为1.5mm的螺纹，进给速度必须达到1.5X500 = 750（mm/min）的速度时加工的螺纹才是正确的。因此，数控机床的螺纹加工时，无论是车削螺纹还是攻内螺纹，在拟定螺纹加工路线 时，须设置足够长的进给运动的升速段和降速段。654攻内螺纹工艺编程实例如图6-5-1零件，
13、毛坯是钢件，材料为（45钢），上表面及槽已加工，本课题加工4XM10-7H的四个螺纹孔，4-M107H为普通右旋内螺纹，螺距P=1. 5,其大径10；中径7H、小径公差带代号7H；螺纹有效长度：L=15.0；螺纹孔口倒角：C1.5。1实例工艺分析螺纹孔加工过程分析:加工4XM10螺纹的方法是，先用Q 18 mm点钻（钻头角900）加工4XM10的引正孔 并同时完成C1.5孔口倒角，再钻4XM10底孔，最后攻丝4XM10。孔加工循环的选择：Q 18 mm点钻加工引正孔、孔倒角应用G82孔加工循环，4XM10底孔加工用G81孔 加工循环，4XM10是右旋螺纹，攻丝理应用G84孔加工循环。 坐标系及
14、螺纹孔XY位置值:坐标系设定如图6-5-1, 4XM10的XY坐标分别是1# (33, 30)； 2#- (-33, 30)； 3#(-33, -30)； 4# (33, -30)。孔加工循环的高度平面选择Z向R面高度：对G81、G82为螺纹孔上表面上方3 mm,对G84应大一点，为螺纹孔上 表面上方10 mm比较保险。初始平面高度：为螺纹孔上表面上方20 mm。孔底面咼度： 钻Q &5底孔孔底面咼度：考虑到钻头角以及通孔的因素，取下表面下方3mmo Q 18 mm点钻加工孔倒角钻头角为900,倒角C1,则深度位置在上表面下方：1 mm+0.5 D=l+0.5X10=6 mm。 对丝锥深度位置
15、：取：Z-27。攻螺纹底孔直径的确定攻螺纹底孔直径：D钻=DP=10 1.5 = 8.5 (mm)钻削用量的计算设零件材料为灰口铸铁(HT200)，攻4-M10螺纹丝锥刀具材料为高速钢。f=1.5 mm/r,取 v=12m/min主轴转速，S = 1 000 V/n D318X12宁 10380r/min则 F=1.5xS = 1.5x380 = 570 m/min浮动刀套可下调5%,则修改F=570X0.95540 m/min2 孔加工编程加工程序编制如下：O6501(T0118mm直径的点钻)G21 G17 G40 G80 T01T01 M06G90 G54 G00 X33Y30 S350 M03 T02G43 Z50.0 H01 M08G99 G82 R5.0 Z-6.5 P100
