数控车削编程螺纹加工
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。
数控车床螺纹切削循环指令编程
M 20—5g 6g— S
旋合长度代号 顶径公差带代号
中径公差带代号
公称直径
普通螺纹代号
4.螺纹标记含义(2)
（2）内螺纹标记 内螺纹标记如图所示。
M20×1.5—6H—S— LH
螺纹旋向 螺纹短旋合长度 中径和顶径公差带代号 螺距（指细牙） 公称直径 普通螺纹代号
4.螺纹标记含义(3)
（3）关于螺纹标记的几点说明： 1）对于粗牙螺纹螺距，可以省略标注其螺距项， 而细牙螺纹则必须标注； 2）对于多线螺纹，采用“公称直径×Ph导程P螺距 ”方式标注，或者在后面增加括号用英文进行说明 ，如两线为“two starts”，三线为“three starts”；
4．螺纹车刀的安装与找正（2）
4．螺纹车刀的安装与找正（3）
为了保证装刀要求，在装夹外螺纹车刀时 常采用角度样板找正螺纹刀尖角度，如图 所示，将样板靠在工件直径最大的素线上， 以此为基准调整刀具角度。
4．螺纹车刀的安装与找正（4）
4．螺纹车刀的安装与找正（5）
5．螺纹车削刀具切入与 切出行程的确定（1）
4.螺纹标记含义(4)
（3）关于螺纹标记的几点说明： 3）对于左旋螺纹，应在旋合长度之后标注 “LH”代号，右旋螺纹不需要标注； 4）对于螺纹旋合长度，分为三组，即短旋合长 度（S）、中等旋合长度（N）和长旋合长度（ L），一般采用中等旋合长度。
二、螺纹加工工艺设计
1.螺纹加工走刀路线设计（1）
数控车床螺纹切削循环指令编程
单击此处输入你的副标题，请尽量言 简意赅的阐述观点。
项目11 数控车床螺纹切 削循环指令编程
一、螺纹基础知识
1.常见螺纹类型（1）
（1）按照用途分类 螺纹按用途不同可 分为联接螺纹和传动螺纹。
UG NX8.5数控车床车削加工编程教程 螺纹加工
车削加工某轴类零件的模型及二维图如图1所示，对其轮廓进行加工。
图1一、创建车削加工几何体1．进入车削加工环境打开零件模型，选择“开始”|“加工”命令或使用快捷键[Ctrl+Alt+M]进入加工模块。
系统弹出如图2所示的“加工环境”对话框，在“要创建的CAM设置”列表框中选择“turning”模板，单击按钮，完成加工环境的初始化。
图22、创建加工坐标系在资源栏中显示“工序导航器”，将光标置于“工序导航器”空白部分右键单击弹出级联菜单。
级联菜单中有“程序顺序视图”、“机床视图”、“几何视图”、“加工方法视图”等，如图3所示。
在级联菜单中可以切换视图，单击“几何视图”切换到几何视图。
依次单击前的“+”符号，将WORKPIECE及TURNING_WORKPIECE 展开。
如图4所示图3 图4双击“MCS_SPINDLE”结点，系统弹出如图5所示的“MCS主轴”对话框，选择左端面的圆心以指定MCS，如图6所示。
车床工作面指定ZM-XM平面，则ZM轴被定义为主轴中心，加工坐标原点被定义为编程零点。
单击按钮，完成设置。
图5 图63、定义工件在“工序导航器—几何”视图中双击“WORKPIECE”结点，弹出如图7所示的“工件”对话框，完成几何体的指定。
其中，图7单击“指定部件”按钮，弹出“部件几何体”对话框，选择零件轴，如图8所示。
单击按钮，完成设置。
图8单击“指定毛坯”按钮，弹出“毛坯几何体”对话框，选择“包容圆柱体”类型，轴方向选择“+ZM”，按如图9所示设置参数，则可以指定一个长110mm，直径102mm的圆柱体作为毛坯。
单击按钮，完成对零件轴毛坯的指定。
图94、创建部件边界在“工序导航器—几何”视图中双击“TURNING_WORKPIECE”结点，弹出如图10所示的“车削工件”对话框。
图10在“部件旋转轮廓”类型中选择“无”，单击“指定部件边界”的按钮，弹出如图11所示的“部件边界”对话框，过滤类型默认为“曲线边界”。
数控车床螺纹编程
1.外圆粗车循环主要采用哪个编程指令？
G7 U △d R e ;
G71 P ns Q nf U △u W △w ;
其中:
1
△d—粗加工切削深度，半径值
e—粗加工每次的退刀量
ns—精加工程序第一段的段号
nf—精加工程序最后一段的段号 △u—X方向的精加工余量，直径值 △w—Z方向的精加工余量
(3)用900偏刀精车 C1.5倒角 M22×20, C2倒角 M27×40, φ32×50外圆，
达到尺寸精度要求。
oz A
x
编程步骤
2、确定加工工艺
(3)用900偏刀精车 C1.5倒角 M22×20, C2倒角 M27×40, φ32×50外圆，
达到尺寸精度要求。
oz A
x
编程步骤
2、确定加工工艺
2.圆柱面简单固定循环主要采用哪个编 程指令？
G9 X(U) Z(W) F ;
其中:
0
X,Z—切削段终点C的绝对坐标
U,值W—切削段终点C的相对于循环
起点A的增量坐标值
F—进给速度(mm/min)
C
B
D
A
3.尖刀有何用途？
引入新课
螺纹加工的编程 指令
螺纹加工的编程指令
一、螺纹加工尺寸分析 二、螺纹加工切削用量选择 三、螺纹加工编程指令 四、螺纹加工编程实例
X26.8 Z-22.0； Z-40.0；
X32.0; N20 G01 G40 X35.0； G00 X100. Z100.；
oz A
x
编程步骤
2、确定加工工艺
(3)用900偏刀精车 C1.5倒角 M22×20, C2倒角 M27×40, φ32×50外圆，
《数控车削编程与加工项目教程》任务9 普通螺纹加工(1)
Байду номын сангаас
螺纹切削指令G32
(1)编程格式 绝对值编程：G32 X＿ Z＿ F＿； 增量值编程：G32 U＿ W＿ F＿； 式中，X＿ 、Z＿ 为螺纹切削终点绝对坐标值； U＿、 W＿为螺纹切削终点相对于起点的增量坐标
值； F＿为螺纹导程（导程=螺距×线数）。
《数控车削编程与加工》
G32指令
1次
2次
切削
3次
次数
4次
及吃
5次
刀量
6次
（直径值）
7次
8次
9次
牙/in
牙深（半径值）
1次
切削
2次
次数
3次
及吃
4次
刀量
5次
（直径值）
6次
7次
表 1 常用螺纹切削的进给次数与吃刀量
公制螺纹
1.0
1.5
2
2.5
3
3.5
4
0.649 0.974 1.299 1.624 1.949 2.273
2.598
0.7
（先车外圆，最后车螺纹）
《数控车削编程与加工》
2、数值处理 1）根据公式 d=D-0.13P
（其中，D为螺纹公称大径（mm）；d为实际螺纹大径；P为螺距）
计算螺纹实际加工大径=φ29.8 2）小径d1=d-1.227P
=30-1.227×2=27.55
《数控车削编程与加工》
五、制定加工工艺
1.加工步骤 （1）先用T0101外圆刀加工螺纹实际大径至
螺纹的检验： 螺纹精度不高即一般标准螺纹，可以用螺纹环规和螺纹塞规
检验，直径较大时用螺距规检验
螺纹环规
螺纹塞规
数控车床加工工艺编程-车削内三角螺纹
二、内螺纹车刀几何角度及安装
粗车刀
精车刀
内螺纹车刀的刃磨方法与外螺纹车刀基本相同，但是刃磨刀尖角时，要特别注意它的平分线必须与刀杆垂直，否则车内螺纹时会出现刀柄碰伤工件内孔的现象。
1．螺纹车刀的几何角度
二、内螺纹车刀几何角度及安装
外螺纹车刀的对刀方法
车刀
牙底
牙顶
四、车削内三角形螺纹注意事项
1、车内螺纹时，应将小滑板适当调紧些，以防车削过程中小滑板产生位移造成螺纹乱牙现象。 2、车内螺纹时，退刀要及时、准确。退刀过早螺纹未车完，在加工盲孔时退刀过迟车刀容易碰撞孔底。 3、精车时必须保持车刀锋利，否则容易产生‘让刀’，致使螺纹产生锥形误差，一旦产生锥形误差，不能盲目增加背吃刀量，而是应让螺纹车刀在原切削深度上反复进行无进给切削来消除误差。 4、工件在回转中不能用棉纱去擦内孔，更不允许用手指去摸内螺纹表面，以免发生人身事故。 5、在加工过程中，中途换刀必须重新对刀，以防造成乱牙。
车削内三角形螺纹
一、内、外三角形螺纹加工方法对比
车外螺纹
车内螺纹
工件
卡盘
车刀Βιβλιοθήκη 车三角形内螺纹的方法与车三角形外螺纹的方法基本相同，但进刀与退刀的方向正好相反。车内三角形螺纹时，尤其是直径较小的内螺纹，由于刀柄细长、刚度低、切屑不易排出、切削液不易注入及车削时不便于观察等原因，造成车内三角形螺纹比车外三角形螺纹要有难度。内三角形螺纹车刀的尺寸大小受到螺纹孔径尺寸限制，一般内螺纹车刀的刀头径向长度应比孔径小3～5mm，刀柄太细车削时容易产生振动，刀柄太粗退刀时会碰伤内螺纹牙顶，甚至不能车削。
内螺纹车刀的对刀方法
1．螺纹车刀的安装
二、内螺纹车刀几何角度及安装
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
数控机床车削螺纹的原理
数控机床车削螺纹的原理数控机床是一种高精度、高效率的机床，广泛应用于各个制造行业中。
其中，数控机床的车削螺纹技术是其最为重要的应用之一。
本文将从数控机床车削螺纹的原理、机床结构、刀具选择和切削参数等方面进行详细阐述。
一、数控机床车削螺纹的原理数控机床车削螺纹通过控制工件和刀具在机床上的相对运动来实现。
机床通过数控系统控制刀具对工件进行切削，完成螺纹加工。
其工作原理如下：1. 设置螺纹参数：在数控系统中，需要设置螺纹的参数，包括螺纹的直径、螺距、螺纹类型等。
这些参数的设置将直接影响到刀具的运动轨迹和加工结果。
2. 运动轨迹计算：根据螺纹参数，数控系统会计算出刀具在车削过程中的运动轨迹。
这些轨迹会与工件表面上的螺纹轮廓相匹配，实现精确的螺纹加工。
3. 控制切削路径：数控系统会发送指令控制刀具的运动路径。
这些指令可以实现刀具的进给、回程和切削等动作。
通过合理的路径规划，可以确保刀具在车削过程中的尺寸和形状精度。
4. 刀具运动控制：根据数控系统发送的指令，伺服系统会控制主轴和刀架的运动，实现刀具的加工动作。
通过合理的速度和加减速控制，可以保证刀具的切削效果和加工质量。
5. 实时监控和修正：在整个车削过程中，数控系统会实时监控刀具和工件的位置、速度和加工状态。
一旦出现偏差，系统会自动进行修正，以保证加工的准确性和稳定性。
二、数控机床车削螺纹的机床结构数控机床车削螺纹通常采用的是数控车床或数控铣床。
这些机床具有不同的结构和功能，但都可以用于车削螺纹加工。
1. 数控车床：数控车床是一种专门用于车削零件的机床。
它由工件夹持装置、主轴、进给系统、切削工具和数控系统等组成。
通过控制数控系统，可以实现刀具的运动轨迹和加工参数的精确控制。
2. 数控铣床：数控铣床是一种专门用于铣削零件的机床。
它由工作台、主轴、进给系统、刀具和数控系统等组成。
通过控制数控系统，可以实现刀具在工作台上的运动轨迹和加工参数的精确控制。
三、刀具选择和切削参数在数控机床车削螺纹时，刀具的选择和切削参数的设置对加工效果和加工质量具有重要影响。
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相关知识
（2）斜进法 车削时，车刀沿牙型角方向斜向间歇进给至牙深处（图5.3 (b)），每
个行程中车刀除横向进给外，纵向也要作少量进给，这种方法加工螺纹时 可避免车刀三面切削，切削力减少，不容易产生扎刀现象，一采用G76编程。 （3）左右分层切削法
车削时，车刀沿牙型角方向交错间歇进给至牙深处（图5.3(c)），左右 分层切削法实际上是直进法和左右切削法的综合应用。在车削较大螺距的 螺纹时，左右分层切削法通常不是一次性就把牙槽切削出来，而是把牙槽 分成若干层，转化成若干个较浅的牙槽来进行切削，从而降低了车削难度。 每一层的切削都采用先直进后左右的车削方法，由于左右切削时槽深不变， 刀具只须向左或向右的纵向进给即可。
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3.主轴转速和进给速度 数控车床进行螺纹切削时是根据主轴上的位置编码器发出的脉冲信号，
控制刀具进给运动形成螺旋线，主轴每转一转，刀具进给一个螺距， 例如，切削螺距为2mm的螺纹，即主轴每转的刀具进给量为2mm，则刀 具的进给速度f就是2mm/r，而车削工件时，我们常选择的刀具进给速 度为0.2mm/r左右。由此可以看出，螺纹切削时的刀具进给速度非常快， 因此，螺纹切削时要选择较低的主轴转速，来降低刀具的进给速度。 另外，螺纹切削速度很快，加工前一定要确认加工程序和加工过程正 确后，方可加工，防止出现意外事故。
数控车削编程与加工
项目五 螺纹的加工
项目任务
粗精加工如图5.1所示螺纹套零件，零件材料为45钢。
图5.1螺纹套
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一、螺纹的基本要素和加工工艺
1.普通螺纹的基本要素 （1）牙型
沿螺纹轴线剖切时，螺纹牙齿轮廓的剖面形状称为牙型。螺纹的牙型 有三角形、梯型、锯齿形等。不同的螺纹牙型，有不同的用途。 （2）螺纹的直径（大径、小径、中径）
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二、单行程螺ห้องสมุดไป่ตู้切削指令
指令格式：G32 X(U)-Z(W)- F说明： （1）X(U)、 Z(W) ——螺纹切削的终点坐标值。X省略时为圆柱螺纹切削， Z省略时为端面螺纹切削；X、Z均不省略时为锥螺纹切削。 （2）F —— 螺纹导程（单位：mm） 。
图5.4直螺纹、锥形螺纹和涡形螺纹
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车削塑性金属的内螺纹时：D孔≈d-P 车削脆性金属的内螺纹时：D孔≈d-1.05P
6．螺纹的加工方法 （1）直进法 车削时，车刀沿横向间歇进给至牙深处（图5.3(a)），这种方法加工螺纹 时车刀三面切削，切削余量大，刀尖磨损严重，排屑困难，容易产生扎刀 现象。直进法适合于小导程的三角形螺纹的加工，一般采用G32或G92编程。
4.螺纹切入切出量的确定 为保证螺纹加工质量，螺纹切削时在两端设置足够的切入切出量。因此，
实际螺纹的加工长度为：W=L(螺纹理论长度)+δ1+δ2
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式中：δ1——切入量，一般取2-5； δ2——切出量，一般取0.5δ1左右；
图5.2螺纹的切入切出量
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5.螺纹的预制 （1）车削三角形外螺纹时，受车刀挤压使螺纹大经尺寸胀大，因此车 螺纹前的外圆直径应预制成比螺纹大经小。一般螺距为1.5-3.5mm时， 可以小0.2-0.4mm.。 （2）车削三角形内螺纹时，受车刀挤压使螺纹内孔尺寸缩小，因此车 螺纹前的内孔直径应预制成稍大些，可以按下列公式：
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（2）工件装夹不牢。工件装夹时伸出过长或本身的刚性不能承受车削时 的切削力，因而产生过大的挠度，改变了车刀与工件的中心高度（工件被 抬高了），形成切削深度增加，出现啃刀。此时应把工件装夹牢固，可使 用尾座顶尖等，以增加工件刚性。 （3）牙形不正确，车刀安装不正确，没有采用螺纹样板对刀，刀尖产生 倾斜，造成螺纹的半角误差；车刀刃磨时刀尖测量有误差，产生不正确牙 形；车刀磨损，引起切削力增大，顶弯工件，出现啃刀。 （4）刀片与螺距不符。当采用定螺距刀片加工螺纹时，刀片加工范围与 工件实际螺距不符，会造成牙型不正确甚至发生撞刀事故。 （5）切削速度过高。进给伺服系统无法快速地响应，造成乱牙现象发生。 因此，一定要了解机床的加工性能，而不能盲目地追求高速、高效加工。 （6）螺纹表面粗糙。主要原因是车刀刃磨得不光滑，切削液使用不适当， 切削参数和工作材料不匹配，以及系统刚性不足切削过程产生振动等。
与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径称为大径（内、外 螺纹分别用D、d表示），也称为螺纹的公称直径。 与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径为小径（内、外螺 纹分别用D1、d1表示）。其表达式为D1（d1）=D（d）-1.3P 。 在大径与小径之间，其母线通过牙形构槽宽度和凸起宽度相等的假想圆柱 面的直径称为中径，（内、外螺纹分别用D2、d2表示）。其表达式为 D2（d2）=D（d）-0.6495P 。 （3）线数（n）
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图5..3螺纹的几种切削方法 7.车削螺纹时常见的问题
（1）车刀安装得过高或过低。车刀安装过高时，则吃刀到一定深度时， 车刀的后刀面顶住工件，增大摩擦力，甚至把工件顶弯；车刀安装过低， 则切屑不易排出，车刀径向力的方向是工件中心，致使吃刀深度不断自 动趋向加深，从而把工件抬起，出现啃刀。此时，应及时调整车刀高度， 使其刀尖与工件的轴线等高。在粗车和半精车时，刀尖位置比工件的中 心高出1%D左右（D表示被加工工件直径）。
螺纹有右旋和左旋之分。按顺时针方向旋转时旋进的螺纹称为右旋螺纹， 按逆时针方向旋转时旋进的螺纹称为左旋螺纹。 2. 螺纹切削加工的走刀次数和背吃刀量
螺纹加工处于多刃切削，切削力大，需进行多次切削。常用螺纹加工 走刀次数与分层切削用量参考表5.2所示，加工时为防止切削力过大， 可适当增加切削加工次数。
螺纹有单线和多线之分，沿一条螺旋线形成的螺纹为单线螺纹； 沿轴向等距分布的两条或两条以上的螺旋线所形成的螺纹为多线螺纹。
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（4）螺距（P）和导程（L） 相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离称为螺距。同一螺旋线上相
邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离称为导程。导程与螺距的关系 为L=nP （5）旋向
例：用单行程螺纹切削指令G32编程指令编制图5.5所示的普通三角形 圆柱螺纹的加工程序。