螺纹轴的数控编程.
数控车床螺纹加工编程指令的应用
数控车床螺纹加工编程指令的应用济宁职业技术学院（山东）张玉香在目前的FANUC 和广州数控系统的车床上，加工螺纹一般可采用3 种方法：G32 直进式切削方法、G92直进式固定循环切削方法和G76 斜进式复合固定循环切削方法。
由于它们的切削方式和编程方法不同，造成的加工误差也不同，在操作使用时需仔细分析，以便加工出高精度的零件。
1.编程方法（1）G32 直进式螺纹切削方法指令格式：图1G32直进式螺纹切削方法指令格式：G32 X（U ）_ Z（W ）_ F_ ；该指令用于车削圆柱螺纹、圆锥螺纹、端面螺纹。
其编程方法与G01 相似，如图1所示。
使用说明：①式中（X ，Z ）和（U ，W ）为螺纹的终点坐标，即图1 中B 点的坐标值；F 后的数值为导程（单线时为螺距）。
②当α=0°时，作直螺纹加工，编程格式为G32 Z_F_或G32 W_F_ ；当α＜45°时加工锥螺纹，螺距以Z轴方向的值指定；当α＞45°时螺距以X 轴方向的值指定；当α=90°时，加工端面螺纹，编程格式为G32 X_ F_或G32 U_ F_ 。
③螺纹切削中进给速度倍率开关无效，进给速度被限制在100% ；螺纹切削中不能停止进给，一旦停止进给切深便急剧增加，非常危险。
因此，进给暂停在螺纹加工中无效。
④在螺纹切削程序段后的第一个非螺纹切削程序段期间，按进给暂停键时刀具在非螺纹切削程序段停止。
⑤主轴功能的确定。
在编写螺纹加工程序时，只能使用主轴恒转速控制功能（程序中编入G97 ），由于进给速度的最大值和最小值系统参数已设定，在加工螺纹时为了避免进给速度超出系统设定范围，所以主轴转速不宜太高，一般用如下公式计算：（取）且从粗加工到精加工，主轴转速必须保持恒定。
否则，螺距将发生变化，会出现乱牙。
⑥螺纹起点和终点轴向尺寸的确定。
螺纹加工时应注意在有效螺纹长度的两端留出足够的升速段和降速段，以剔除两端因进给伺服电动机变速而产生的不符合要求的螺纹段，通常：δ=（2~3 ）螺距δ=（1~2 ）螺距⑦螺纹起点和终点径向尺寸的确定。
数控编程螺纹计算公式
数控编程是数控机床加工中非常重要的一环，其中包括了螺纹加工。
螺纹加工是机械加工中常见的一种加工方式，用于制造螺纹连接的零件。
在数控编程中，我们需要使用一些相关的公式来计算并生成正确的螺纹编程指令。
下面是一些关于数控编程螺纹计算的参考内容。
1.螺距计算公式螺距是螺纹的一个重要参数，通常表示每个螺纹的轴向移动距离。
对于标准螺纹，螺距的计算公式为：P=1/N 其中，P表示螺距，N表示每英寸的螺纹数。
2.螺纹深度计算公式螺纹的深度也是一个重要的参数，通常表示螺纹的内螺纹深度或外螺纹的外径。
对于内螺纹，深度的计算公式为： D=d-(0.6495*P) 其中，D表示内螺纹的深度，d表示内螺纹的直径，P表示螺距。
对于外螺纹，深度的计算公式为： D=Dc+h 其中，D表示外螺纹的深度，Dc表示外螺纹的直径，h表示外螺纹的高度。
3.螺纹阶角计算公式螺纹的阶角是螺纹的一个重要参数，表示螺纹的斜率。
对于标准螺纹，阶角的计算公式为：α=arctan(1/P) 其中，α表示螺纹的阶角，P表示螺距。
4.钻孔大小计算公式在螺纹加工中，通常需要先进行钻孔，再进行攻丝。
钻孔大小的计算公式为： Dc=d-(0.6495*P) 其中，Dc表示钻孔的直径，d 表示内螺纹的直径，P表示螺距。
5.螺纹工具半径补偿计算公式在数控编程中，通常需要考虑到螺纹工具的半径补偿。
螺纹工具半径补偿的计算公式为： X=0.5tan(α)(P-(h/2)/tan(α)) 其中，X表示半径补偿的值，α表示阶角，P表示螺距，h表示半径补偿的深度。
这些公式是数控编程螺纹计算中常用的一些基本公式，能够帮助编程人员计算和生成正确的编程指令。
当然，在实际应用中还需要考虑到机床的精度和加工要求等因素，以便生成更精确和符合要求的螺纹加工指令。
数控机床螺纹加工编程
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5．螺纹车削刀具切入与切出行程的确定
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二、螺纹加工指令
请思考螺纹加工指令有几个？
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G32、G92、 G76
1、单行程螺纹切削指令编程 （G32）
1) 基本螺纹切削指令（G32）
该指令用于车削等螺距直螺纹、锥螺纹。
编程格式。 G32 X（U）__Z（W）__F__
1) 螺纹加工循环（G92）
螺纹加工需要多次进刀，程序较长，编写过程中容易出 错。为解决这一问题，数控车床一般均在数控系统中设置 了螺纹加工循环指令G92。 螺纹切削循环指令把“切入-螺纹切削-退刀-返回”四
个动作作为一个循环，用一个程序段来指令。
G92指令用于简单螺纹循环加工，其循环路线与单一 形状固定循环基本相同。 格式：G92 X（U）__ Z（W）__ I__ F__
切削次数 及吃刀量 （直径值）
第三刀 第四刀 第五刀 第六刀 第七刀 第八刀 第九刀
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4.背吃刀量的合理分配
续表
英制螺纹
牙/in 牙深（半径值） 第一刀 第二刀 第三刀
切削次数 及吃刀量 （直径值）
24 0.678 0.8 0.4 0.16
18 0.904 0.8 0.6 0.3 0.11
（ 3 ）背吃刀量 如果螺纹牙型较深、螺距 较大，则可采用分次进给方式进行加工。每 次进给的背吃刀量用螺纹深度减去精加工背 吃刀量所得的差按递减规律分配。常用螺纹 加工切削次数与背吃刀量数值如表所示。
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4.背吃刀量的合理分配
表2-3 常用公、英制螺纹牙深及推荐切削次数
公 制 螺 纹 螺距（mm） 牙深（半径值） 第一刀 第二刀 1 0.649 0.7 0.4 0.2 1.5 0.974 0.8 0.6 0.4 0.16 2 1.299 0.9 0.6 0.6 0.4 0.1 2.5 1.624 1.0 0.7 0.6 0.4 0.4 0.15 3 1.949 1.2 0.7 0.6 0.4 0.4 0.4 0.2 3.5 2.273 1.5 0.7 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 0.15 4 2.598 1.5 0.8 0.6 0.6 0.4 0.4 0.4 0.3 0.2
螺纹车削指令
2、进刀方式 在G92螺纹切削循环中，螺纹刀以直进的方式进行 螺纹切削。总的螺纹切削深度（牙高）一般以常量值进 行分配，螺纹刀双刃参与切削。每次的切削深度按常用 的螺纹加工进给次数与背吃刀量表给出。
五、螺纹车削复合循环指令G76
1、格式 G76 P(m) (r) (a) Q(dmin) R (d) G76 X Z R (i) P (k) Q (d) F(f)
三、常用的螺纹加工进给次数与背吃刀量表
米制螺纹
螺距 牙深 1次 背 吃 刀 量 及 切 削 次 数 2次 3次 4次 5次 1.0 0.649 0.7 0.4 0.2 1.5 0.947 0.8 0.6 0.4 0.2 2.0 1.299 0.9 0.6 0.6 0.4 0.1 2.5 1.624 1.0 0.7 0.6 0.4 0.4 3.0 1.949 1.2 0.7 0.6 0.4 0.4 3.5 2.273 1.5 0.7 0.6 0.6 0.4 4.0 2.598 1.5 0.8 0.6 0.6 0.4
0.678 0.904
2次
3次 4次
0.4
0.16
0.6
0.3 0.11
0.6
0.5 0.14
0.6
0.5 0.3
0.6
0.6 0.4
0.7
0.6 0.4
0.7
0.6 0.5
5次
6次 7次
0.13
0.21
0.4
0.16
0.5
0.4 0.17
G32 编 程 举 例 1
例1、如下图所示圆柱螺纹，螺纹导程为1.0 mm。δ1=2 mm , δ2=1mm。 试编写螺纹加工程序。
1
G76 编 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 举 例 2
数控车床螺纹编程实例
数控车床螺纹编程实例数控车床螺纹编程是一种常见的加工技术，它可以实现高精度、高效率的螺纹加工。
在编程时，我们需要设置一些参数来控制切削工具的运动，以达到所需的螺纹加工结果。
以下是一个数控车床螺纹编程实例及相关参考内容，以供参考。
实例：编程加工一个外螺纹 M10 × 1.5，材料为碳钢。
参考内容：1. 螺纹参数：螺纹的参数包括螺距、螺纹公差、螺纹切削深度等。
在本例中，螺距为1.5mm，螺纹公差为ISO 6H，螺纹切削深度为螺距的0.6倍。
2. X、Z 轴坐标设置：在数控车床编程中，X 轴代表横向运动，Z 轴代表纵向运动。
对于外螺纹加工，我们需要设置初始位置，即切削工具与工件的初始距离，这个位置在 X、Z 轴坐标上都要进行设置。
3. 切削工具选择：螺纹加工需要使用切削工具，一般为螺纹刀具。
在编程中，我们需要设置刀具的刀尖半径。
对于外螺纹加工，刀尖半径与工件半径相等。
4. 切削速度和进给速度设置：切削速度和进给速度对加工质量和效率有重要影响。
在编程中，我们需要根据材料和切削工具选择合适的切削速度和进给速度。
5. 切削路径设置：在螺纹加工中，切削路径一般采用螺旋线形式，即切削工具沿着螺纹螺旋线进行运动。
在编程中，我们需要设置螺旋线的起点、终点和半径等参数。
6. 刀具补偿：由于材料的弹性变形等因素，切削过程中会产生一些误差。
为了减小误差，我们可以通过刀具补偿来调整切削路径。
在编程中，我们需要设置刀具补偿的参数和方式。
7. 循环方式设置：在编程中，我们可以选择不同的循环方式来实现螺纹加工。
常见的循环方式包括G32 循环（螺纹循环），G92 循环（线性插补循环）等。
总结：数控车床螺纹编程是一项复杂的任务，需要合理设置各种参数来实现精密的加工。
通过以上实例及相关参考内容，希望能帮助读者理解数控车床螺纹编程的基本原理和步骤，从而能够进行螺纹加工的编程设计。
数控机床编程与操作任务2.7螺纹轴的编程与加工
a）车圆柱螺纹加工循环
b）车圆锥螺纹加工循环
图2-95 G92指令加工路线图
知识准备：三、螺纹车削指令
任务2.7 螺纹轴的编程与加工
3.应用实例
利用G32和G92指令分别编制如图2-96所示的普通三角形圆柱螺纹轴的加工程序。
分析:（1）螺纹导程F为1mm，背吃刀量aP查表2-29可知分3次切削：每次切削深度依次为0.7、 0.4、0.2，从而可得X的坐标依次为29.3、28.9、28.7。
（2）切入切出段δ1、δ2计算。δ1取3mm，δ2=δ1/2=1.5，切削起点Z坐标为3mm，终点Z坐
······
aP=0.2mm 快速退至换刀点
知识准备：三、螺纹车削指令
任务2.7 螺纹轴的编程与加工
4. 螺纹车削复合循环指令G76 1）指令作用 G76指令用于多次自动循环切削螺纹。经常用于加工不带退刀槽的圆柱螺纹和圆锥螺纹。
2）指令格式
G76 P(m)(r)( ) Q(dmin) R(d ) ;
任务2.7 螺纹轴的编程与加工
—机械工业出版社
目录
任务2.7 螺纹轴的编程与加工
过渡页
Transition Page
1
任务导入
2
学习目标
3
知识准备
4
任务实施
5
问题归纳
6
技能强化
2
任务导入
任务2.7 螺纹轴的编程与加工
图2-88 螺纹轴零件图
如图2-88所示螺纹轴零件图，毛坯为φ50mm×200mm的棒料，材料 为45钢，完成螺纹轴零件的编程与加工。
螺纹轴的数控加工工艺设计
螺纹轴的数控加工工艺设计摘要数控车削加工方案的拟订是制订车削工艺规程的重要内容之一，本设计是根据数控车削加工的工艺方法，安排工序的先后顺序，确定刀具的选择和切削用量的选择等设计的。
根据设计思想总结了数控车削加工工艺的一些综合性的工艺原则，结合螺纹轴的设计加工，提出设计方案，并对比分析。
数控加工中经常遇到螺纹轴的加工，在对某螺纹轴零件进行加工工艺分析的基础上，编写了数控加工程序，检验数控编程及各种工艺的正确性，为该类零件的数控加工提供了很有意义的参考。
关键词数控车床数控车削加工工艺螺纹加工零件图的工艺分析目录引言 ................................................. 错误!未定义书签。
第一章螺纹简述和工艺分析与设计 (3)1.1螺纹的简述 (3)1.2数控加工工艺分析与设计 (4)第二章螺纹轴车削加工工艺及编程 (4)2.1螺纹加工概念及加工工艺 (4)2.2G32螺纹切削指令应用 (8)2.3螺纹切削单一固定循环G92 (11)2.4螺纹切削复合循环G76 (12)2.5内螺纹切削编程示例 (14)第三章典型轴类零件（螺纹轴）的数控加工工艺分析 (16)3.1零件图工艺分析 (16)3.2选择设备 (17)3.3确定零件的定位基准和装夹方式 (17)3.4刀具选择 (17)3.5确定加工顺序及进给路线 (17)3.6切削用量选择 (18)第四章轴类零件（螺纹轴）加工过程中几点说明 (20)结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)引言科学技术日新月异，工业生产不断进步，市场对产品的质量和生产效率提出了越来越高的要求。
根据数控车削加工的工艺方法，安排工序的先后顺序，确定刀具的选择和切削用量的选择等设计。
一般生产加工中，螺纹的加工方式多采用攻丝这种传统工艺，随着数控技术的发展、软件的创新、控制精度的提高、三轴联动或多轴联动数控系统的产生及其在生产领域的广泛应用，相应的先进加工工艺——螺纹铣削逐渐得以实现，其加工精度、光洁度以及柔性是攻丝无法比拟的，另外其经济性在某种情况下也更优于传统工艺。
数控编程螺纹的加工
具体加工过程
• 编程时 控制螺纹两个方向（轴向和径向） 参数
• 轴向 • 需有开始的加速段和结束的减速段，否则
将乱牙 • 径向 • 根据牙深值确定每次切削的量（可查表）
趋势是先大后小
• 根据以上说明即可加工螺纹。
螺纹加工的调整
• 适配以能匹配相应内螺纹
螺纹的检测
螺纹加工
• 如何加工外螺纹 • 如何加工内、外螺纹 • 如何检测螺纹
螺纹的概述
• 螺纹的功能和分类 • 紧固，传动，密封 • 按形状分类：三角形，矩形，梯形，锯齿
形，特型等。
螺纹的形成
• 能否结合接触过的螺纹联接它的运动方式 得出螺旋运动是怎么形成的
• 螺旋运动由两个运动组成，可以看作是一 个点在圆柱面上，沿着轴线方向的移动和 绕着轴线方向的转到两个运纹矩形形 成矩形螺纹，其它形状就成了对应的螺纹。
• 左旋和右旋螺纹的形成
• 以上为定性描述，要得到准确的螺纹还需 对螺纹定量描述。
• 螺纹参数： 公称直径 : d 螺距：P
螺纹参数
• 牙型角：60° • 牙深：0.65P • 螺纹旋向：左 ，右（一般右旋）
• 线数：n（一般为单线）
• 简单方法能否和对应参数内螺纹旋合。
p
p
h
M10X1
牙深：0.65P
M10X1 牙深：0.65 直径值1.3
直径值1.3 1 0.2 0.1
Z 起始： 终点：
螺纹的加工
• 让机床实现螺旋运动即可加工螺纹 • 即工件旋转同时刀具沿轴向运动，此时刀
具相对工件在转动又沿着工件轴线移动形 成了螺旋运动，工件上面就可形成螺纹
• 把这个运动用指令表示出来就是加工螺纹 的指令G32和G92
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计划
6.数值计算
计算锥面小端直径，根据公式C=D- d/L, 即C=1/5=25-d/20，得d=21。 公差的处理，尺寸公差不对称取中值。 ￠280-0.033 的中值 为￠ 27.983；￠250-0.033的中值为￠24.983 ； 计算M20的外圆直径，由经验公式，得d=20-0.25=19.75 其余各基点坐标的计算量。
陕西工业职业技术学院
任务四 螺纹轴的数控编程
数控机床编程
网络课
陕西工业职业技术学院
任务的实施过程：
任务的资讯阶段——我们小组要做什么？ 任务的计划阶段——考虑如何完成？ 任务的实施阶段——加工工艺规程编制。 任务的评价阶段——分析工作过程，提出改进措施。
资讯订数控工艺方案 确定毛坯 确定装夹方案 制订加工方案及加工路线 选择刀具 确定切削用量 数值计算
计划
1.确定毛坯
根据工艺条件，零件材料45号钢，毛坯选择￠30的棒料，长度选择130 mm。
2.确定装夹方案
由于毛坯为棒料，所以采用三爪自定心卡盘夹紧定位。零件装夹好后用百分表 校正。保证有足够的夹持长度和加工余量，工件伸出卡盘，能保证车削长
0.4mm B=5mm 0.2mm
1 1 1
外表面；端面 切槽；切断 外螺纹
计划
5.确定切削用量
主轴转速：高速钢刀具材料切削中碳钢件时，切削速度V取45~60m/min, 根据公式n=1000V/π D及加工经验，并根据实际情况，本课题粗加工时主 轴转速取600r/min，精加工时的主轴转速取800r/min，切槽时主轴转速取 300r/min，车螺纹时主轴转速选取300r/min。
实施
编制数控加工工艺卡
切削用量 工步号 Ⅰ 1 2 3 4 Ⅱ 1 工步内容 G功能 T刀具 转速 r/min 进给速度 mm/r 背吃刀量 mm
夹住棒料一头，夹持长度大约 20mm （手动操作），齐端面，调用主程序 O2001加工工件左半部分： 车端面 粗车外圆 精车外圆 切槽 车端面 G01 G01 G01 G01 G01 T0101 T0101 T0101 T0202 T0101 800 800 1000 800 800 0.2 0.2 0.1 0.2 0.2 2 0.2
度。
计划
3.制定加工方案和加工路线
加工方案： 根据工件的形状及加工要求，选用数控车床进行本例工件的加工，数 控系统选用FANUC-0I。 加工路线：
1）先平端面：在端面余量不大的情况下，一般采用自外向内的切削路 线，注意刀尖中心与轴线等高，避免崩刀尖，要过轴线以免留下尖角。 端 面加工完成后刀具移动到粗车外圆的第一刀的起点。 2）从右至左粗车球面、外圆表面 3）从右至左精车球面、外圆表面 4）切槽并倒左端C2的倒角 5）车外螺纹 6）切断
及刀具样本，数控机床编程说明书，数控车仿真软件，通用计算机等。 教学工具：课件、视频文件、黑板、多媒体设备。
3.提供信息资讯途径及方法指导
图书资料、网络资料、企业资料等。
资讯 我们小组要做什么？
4.重点指导
协调学生自愿分组。 分析零件的加工工艺性：分析45#钢的加工性；分析轴类零件的结构特 点；分析轴类零件的加工技术要求；重点分析主要加工部位的技术要求等。 现有生产工具的功能、主参数、使用范围等。 重点观察学生的分析、理解能力、以及信息处理能力。
确定工 步和进 给路线
选择数 控机床
的类型
数控加 工工艺 技术文 件定型 与归档
首件试 加工与 现场问 题处理
编写、 校验和 修改加 工程序
确定切 削参数
选择和 设计刀 具、 夹具与 量具
资讯
零件分析
零件分析：零件包括圆柱面、圆锥面、球面、外沟槽、外螺纹、切断等加工。 精度分析： 零件径向尺寸精度： 外圆：￠280-0.033 ；￠250-0.033 ； ￠24±0.02
零件轴向尺寸精度： 长度：20±0.01； 77±0.01
零件几何精度：
同轴度：￠280-0.033 与￠24±0.02
Ra1.6：￠280-0.033 ；￠24±0.02； ￠280-0.033； 锥度 1：5 零件表面粗糙度： Ra3.2：切槽与其他表面
计划 考虑如何完成
1.工作计划主要内容
进给速度：粗加工时，为提高生产效率，在保证工件质量的前提下，可 选择较高的进给速度，粗车时一般取0.3~0.8mm/r,精车常0.1~0.3mm/r， 切断时宜取0.05~0.2mm/r。本课题粗加工时进给速度选0.3mm/r，精加工 时进给速度选0.1mm/r，切断及切槽时取0.1mm/r。
背吃刀量：本课题粗加工背吃刀量取2mm，精加工背吃刀量取0.2mm。
任务要求：制定带螺纹的轴类零件的加工工工艺，编写数控加工程序，通过模
拟仿真检验加工程序。 基本工作思路：分析零件图样，了解现有工作条件，加工工艺性分析，拟定加 工工艺，编写数控加工程序并模拟仿真，修改、优化程序及工艺。
2.提供学习情境所需要的工具条件
生产工具：机床设备及设备一览表，机械加工工艺人员手册等工艺文件，刀具
5完成任务
形成以下书面材料： 零件分析：结构和技术要求。
资讯 加工任务
带螺纹的轴类零件
工艺条件：工件材料 45号钢 毛坯直径￠30mm的棒 料
资讯
数控加工工艺设计的主要内容
选择并 确定进 行数控 加工的 内容 零件图 形的数 学处理 及编程 尺寸设 定值的 确定
数控加 工的工 艺分析
制订数 控加工 工艺 方案
制订数控工艺方案：工序合理划分，走刀路线设计，刀具的选用，切削用量的
选择，夹具的选用，检测计划。
2.重点指导
加工方法的选择，工序划分的方法，材料热处理方法，定位基准的选择，走刀 路线的设计，刀具的选择。教师重点观察学生的工艺基础知识、使用工具的能力和 分析能力。
3.完成任务
形成以下书面材料：1）确定毛坯；2）工艺规程设计：选择定位基准、确定主 要面加工方法和加工方案、划分加工阶段、确定工序集中和分散程度，确定加工顺 序；3）选择加工设备、夹具、工具等；4）选择刀具及切削用量；
计划
4.刀具的选择
根据加工内容，可选择93°外圆车刀；60°外螺纹车刀；B=4mm的切 断 刀，3种刀具的刀片材料均选择高速钢。
计划
刀具卡 实训课题
序号 刀具号
带螺纹的轴类零件
刀具名称及规格 刀尖半径 数量 加工表面
1 2 3
T0101 T0303 T0404
93°粗精外圆车 刀 切断刀 60°外螺纹车刀