任务5-1 圆柱螺纹类零件的数控车削加工 任务5-2 圆锥螺纹类零件的数控车削加工 项目五 套类零件的数控车削加工 全国高职高
专规划教材 技能型紧缺人才培养及“双证制”教改教材国家示范性高职院校建设项目成果 中国电子教育学会推荐教材 任务5
-1 圆柱螺纹类零件的数控车削加工任务目标：
（1）掌握三角形螺纹尺寸的计算方法和工艺安排 。 （2）掌握数控车床螺纹车刀的对刀方
法 。 （3）掌握数控车床螺纹类零件的编程方法。任务引领：
制定如图5-1所示车削零件的数控加工刀具及加工工序卡，并编写加工程序。图5-1圆柱螺
纹类零件加工实例 5.1.1 基本螺纹切削G32 编程格式： G32 X(U) __Z(W) __ F __ ；
其中：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； F——螺纹导程。 任务5-1 圆柱螺纹类零件的数控车削加工上一页下一页对于锥螺纹，如图5-2所示，角α在45°以下时
，螺纹导程以Z轴方向指定；角α在45°以上至90°时，螺纹导程以X轴方向指定； 螺纹切削应注意在两端设置足够
的升速进刀段δ1和降速退刀段δ2。图5-2 螺纹切削G32 任务5-1 圆柱螺纹类零件的数控车削加工 5.1.2 螺纹切削循
环G92 螺纹切削循环G92把“切入→螺纹切削→退刀→返回”四个动作作为一个循环，用一个程序段来指定。其中只有一段主要用于车螺纹
的工进路线段，其余都是快速空程路线。采用简单固定循环编程虽然可简化程序，但要车出一个完整的螺纹还需要人工连续安排几个这样的循环。
任务5-1 圆柱螺纹类零件的数控车削加工螺纹切削循环指令（G92） 格式：圆柱螺纹：G92 X（U）__ Z（W）__F_
_； 锥螺纹： G92 X（U）__ Z（W）__I__ F__； 其中X，Z（U，W）为
螺纹切削终点坐标； I为螺纹的锥度，起点与终点的半径差（有正负之分）。加工圆柱螺纹时，I＝0。加工圆锥螺纹时，当X向切
削起始点坐标小于切削终点坐标时，I为负；反之为正。 例：如图所示的程序 ……； G00 X40.0 Z5.0； G92 X29.3
Z-42.0 F2.0； X28.42； X27.82； X27.62； G00
X150.0 Z200.0；上一页下一页 任务5-1 圆柱螺纹类零件的数控车削加工 5.1.3 螺纹牙型高度 螺纹牙型高
度(螺纹总切深)是指螺纹牙型上牙顶到牙底之间垂直于螺纹轴线的距离， 图中的H是车削时车刀的总切入深度。 根据GB 192～19
7－81规定， 普通螺纹的牙型理论高度H＝0.866P， 实际加工时，由于螺纹车刀刀尖半径的影响，螺纹的实际切深有变化。 根据GB
197－81规定，螺纹车刀可在牙底最小削平高度H/8处削平或倒圆，则螺纹实际牙型高度可按下式计算：h＝H－2 ＝0.6495P
式中：H——螺纹原始三角形高度，H＝0.866P mm； P——螺距(单位为mm)。 任务5-1 圆柱螺纹类零件的数控车
削加工螺纹牙型的高度 任务5-1 圆柱螺纹类零件的数控车削加工（2）螺纹起点与螺纹终点径向尺寸的确定 螺纹加工中，
径向起点（即编程大径）的确定取决于螺纹大径。例如欲加工M30×2-6g的外螺纹，由GB197—81可得：螺纹大径 基本偏差为ES
=－0.038mm；公差为Td=0.28mm；则螺纹大径尺寸为φ30mm，所以，编程大径应在此范围内选取。 径向终点
（编程小径）的确定取决于螺纹小径。因为螺纹大径确定后，螺纹的总切深在加工中是由螺纹小径来控制的。可按下列公式计算：d’ = d －
2 ( 7/8 – R – es/2 +1/2×Td2/2 ) = d－7/4H+2R－es－Td2/2 式中：d — 螺纹公称
直径（mm）； H — 螺纹原始三角形高度（mm）； R — 牙底圆弧半径（mm），一般取R=（1/8—1/6）H；
Es — 螺纹中径基本偏差(mm)； Td2 — 螺纹中径公差(mm)。 任务5-1 圆柱螺纹类零件的数控车削加工
（3) 螺纹起点与螺纹终点轴向尺寸 由于车螺纹起始时有一个加速过程，结束前有一个减速过程，在这段距离中螺距不可能保持均匀，因
而车螺纹时，两端必须设置足够的升速进刀段和减速退刀段δ，以剔除两端因变速而出现的非标准螺距的螺纹段。同理，在螺纹切削过程中，进给速
度修调功能和进给暂停功能无效；若此时按进给暂停键，刀具将在螺纹段加工完后才停止运动。有的机床具有主轴恒线速控制(G96)和恒转速控
制(G97)的指令功能，那么，对于端面螺纹和锥面螺纹的加工来说，若恒线速控制有效，则主轴转速将是变化的，这样加工出的螺纹螺距也将是
变化的。所以，在螺纹加工过程中，不应该使用恒线速控制功能。从粗加工到精加工，主轴转速必须保持为一常数，否则，螺距将发生变化。 任务
5-1 圆柱螺纹类零件的数控车削加工 （4) 分层切削深度 如果螺纹牙型较深、螺距较大，可分几次进给，每次进给的背吃刀量用螺
纹深度减精加工背吃刀量所得的差按递减规律分配。常用米制螺纹切削的进给次数与背吃刀量见表5-1，常用英制螺纹切削的进给次数与背吃刀量
见表5-1。 任务5-1 圆柱螺纹类零件的数控车削加工 常用米制螺纹切削的进给次数与背吃刀量(双边) (mm)
任务5-1 圆柱螺纹类零件的数控车削加工5.1.4 螺纹车刀对刀 1．Z方向对刀 手动模式下移动螺纹车
刀，使刀尖与工件右端面平齐如图5-6，为保证对刀精度，可借助直尺确定，然后点击OFSET SETTING，进入刀补界面，选择【补正
】，把刀具的Z方向的偏移值输入到相应刀具长度补偿中，用【测量】的方法自动测出并反映到系统中。 任务5-1 圆柱螺纹类零件的数控车
削加工图5-6 螺纹车刀Z方向对刀示意图5.1.4 螺纹车刀对刀 2、X方向对刀手动模式下按主轴正转按钮，使主轴转
动。选择相应的倍率，移动螺纹车刀，沿着外圆-Z方向（长约3～5mm）试切外圆，后保持刀具X方向位置不变，再沿+Z方向退出刀具如图5
-7所示，使主轴停转。此时使用千分尺测量出外圆直径，点击OFSET SETTING，进入刀补界面，选择【补正】，把刀具的X方向的偏
移值输入到相应刀具长度补偿中，用【测量】的方法自动测出并反映到系统中。 任务5-1 圆柱螺纹类零件的数控车削加工图5-7 螺纹
车刀X方向对刀示意图 思考题
（1）螺纹加工为什么要设置引入长度和超越长度？（2）如何设置螺纹车刀的刀补?（3）车削加工图5-8所示的零件
，材料为45钢，毛坯为外圆直径Φ75。编制该零件的数控加工刀具、加工工序卡和加工程序，并在数控车床上模拟加工路线轨迹。任务目标：
（1）掌握
三角形圆锥螺纹尺寸的计算方法和工艺安排 。 （2）掌握螺纹的检测方法。 （3）掌握数控车床螺纹切削复合循环指令的编
程及应用 。 任务引领：
零件材料为45钢，制定如图4-7所示车削零件内外槽的数控加工刀具及加工工序卡，并编写加工程序。 任务5-2 圆锥螺纹类零件
的数控车削加工 图5-9 圆锥螺纹类零件加工实例 上一页下一页5．2．1 螺纹切削复合循环 （G76） 其指令格式：G76 P(m
) (r) (a) Q(Δdmin) R(d)；G76 X(u)__ Z(w) R(i) P(k) Q(Δd) F ；其中
：m—精加工重复次数(01～99)；r—倒角量，即螺纹切削退尾处（45°）的Z向退刀距离。当螺距由L表示时，可以从0.1L到9.9
L设定，单位为0.1L(两位数从00 到99)；a—刀尖角度可以选择80°， 60° ，55° ，30° ，29°和0°六种中的一
种，由2 位数规定； 如：当m=2，r=1.2L，a=60°，（L是螺距）指令应写为：PΔdmin—最小切深(该值不带小数点的半径
值表示)，当一次循环运行(Δd—Δd-1)的切深小于此值时，切深箝在此值处；d—精加工余量(该值不带小数点的半径值表示)；X(u)
__ Z(w) — 螺纹终点坐标值；i — 锥螺纹起点与终点的半径差，i为零时可加工圆柱螺纹；k — 螺纹牙型高度（该值不带小
数点的半径值表示），为正；Δd —第一刀切削深度(半径值), 为正；L— 螺纹导程； 任务5-2 圆锥螺纹类零件的数控车削加工
上一页下一页(a)图5-10 G76螺纹切削复循环的刀具运动轨迹及进刀轨迹 任务5-2 圆锥螺纹类零件的数控车削加工 上一页
下一页5．2．2 螺纹检测 1．螺距与牙型角检验螺距是由车床的运动关系来保证的，螺距的检验方法主要有钢尺测量和螺纹牙规检测
两种方法。 (1）直尺测量 用钢尺测量若干个螺距的长度，然后除以螺距数，就可以得到测量零件的螺距。一般测量长度以取
10个螺距为宜。这种测量螺距的方法，测量误差较大，常用于测绘、粗略检查时采用。 （2）螺纹牙规检测 螺纹牙规是一种通用的
检测螺纹螺距的工件，每把螺纹牙规一般是由若干个螺距的样板组成的，如图5-12所示。测量时，用被测量螺纹相近的螺距样板，压在螺纹沟槽
中，通过观察样板与螺纹的贴合程度判断螺纹的螺距和牙型角的误差值。 任务5-2 圆锥螺纹类零件的数控车削加工 （a）上一页下一页
2．螺纹中径测量 (1）螺纹千分尺测量法 螺纹中径常用螺纹千分尺(如图5-13所示)测量，其使用方法与一般的外径千分
尺相似。螺纹千分尺配套有各种牙型和螺距的测头，在测量前先选择测头并安装好，测量时，测头的触头正好与螺纹的牙型面接触，所得的读数就是
被测量螺纹的中径实际尺寸。 任务5-2 圆锥螺纹类零件的数控车削加工 图5-13 螺纹千分尺上一页下一页 （ 2）三针测量法
三针测量法是一种间接简易测量外螺纹中径的比较精密的的方法。此方法不受牙型的限制，主要适用于测量一些精度要求较高、螺旋角
小4°的螺纹和蜗杆。测量时将直径相同的三根量针放在被测螺纹的沟槽里，其中两根放在同侧相邻的沟槽里，另一根放在对面与之相对应的中间沟槽内。如图5-14所示，为三针法测量螺纹中径的测量方法为： 任务5-2 圆锥螺纹类零件的数控车削加工 图5-13 螺纹千分尺思考题 （1）螺纹车刀的安装有何要求？（2）螺纹切削过程中能否使用恒表面切削速度控制指令G96?（3）车削加工图5-17所示的零件，材料为45钢，毛坯为外圆直径Φ30。编制该零件的数控加工刀具、加工工序卡和加工程序，并在数控车床上模拟加工路线轨迹。 |
|
