螺纹循环功能的应用

4.4.4　螺纹循环功能的应用

螺纹切削循环指令与其他加工的循环指令基本一样，只要预先设定好相应的参数，程序在执行中，则能按照要求自动完成加工。车削过程中，除指定第一次车削深度外，其余各次车削深度自动计算并执行。

在NC车床上加工螺纹，可以分为单一螺纹切削循环和复合螺纹切削循环。普通螺纹、锥螺纹和端面螺纹均可用G32、G92单一螺纹切削循环指令进行加工。而对于螺距较大的螺纹加工（如梯形螺纹），则应采用复合螺纹切削循环指令进行加工。

1.单一螺纹切削循环

（1）单一螺纹切削循环G32指令　切削过程中，车刀进给运动是严格地按照指令中规定的螺纹导程进行的。G32指令可以加工圆柱螺纹，也可以加工圆锥螺纹。其走刀线路分别如图4-29、图4-30所示。

图4-29　G32直螺纹走刀路线示意图

图4-30　G32锥螺纹走刀路线示意图

G32指令格式为：

G32X（U）_______Z（W）_______F_______；

式中，F——螺纹导程。

在程序设计时，应将车刀的切入、切出、返回均编入程序中。对于锥螺纹，其斜角α在45°以下时，螺纹导程以z轴方向指定，45°以上至90°时，以x方向指定。

（2）非整数导程螺纹加工G33　如图4-31所示。

图4-31　非整数导程螺纹加工

当英制螺纹转换为公制螺纹时，就会出现非整数导程，加工类似这样的螺纹时可用G33指令。如车5/8——11英制螺纹，其导程为1/1lin。换算为公制螺纹导程：L=25.4×（1/11）=2.309mm，为避免车削时产生累计误差，可用G33指令。U值与导程的关系可参见有关要求。α是进给倍率，按0%、10%、20%……200%表示。一旦α值设定之后，在切削时，一定要将机床进给倍率开关旋钮转至所设定的进给倍率位置上。

（3）变导程螺纹切削指令G34　变导程螺纹如图4-32所示。

G34指令格式如下：

G34X（U）_______Z（W）_______F_______K_______；

式中；X、Z、F——含义与G32相同。

K——螺纹每导程的增或减量，K值的使用范围公制为+0.000 1～100.000 0mm/r，英制为+0.000 001～1.000 000in/r。

图4-32　变导程螺纹

（4）单一螺纹切削循环指令G92　该指令可以切削锥螺纹和圆柱螺纹，其循环路线与前述的单一形状固定循环有所不同，因为其结构简单、使用方便被广泛采用。图4-33中R代表快速移动，F指定工作速度。X、Z为螺纹终点的坐标值；U、W为起点坐标到终点坐标的增量值；R为锥螺纹终点半径与起点半径的差值；R值正负判断方法与G90相同。圆柱螺纹R=0时，可以省略，如图4-33所示。

①指令格式：G92X（u）_______Z（w）_______R_______F_______；

G92加工圆柱螺纹的情况：

G00　X_______Z_______；其中X、Z的数值为加工螺纹前定位点坐标；

G92　X（u）_______Z（w）_______F_______；

其中X、Z的数值为加工螺纹的终点坐标；F为螺距或导程；u、w为螺纹切削终点相对于起点的增量坐标值。

在G92指令前必须用G00定位循环起点，一般设在远离待加工面2～5mm，远离端面（2～3）×螺距（导程）。（如图4-33所示）刀具从循环起点（当前刀具所在位置）开始按矩形路线循环，最后又回到循环起点，图中1（R）、4（R）表示刀具以G00速度快速运动，2（F）、3（F）表示刀具以F指定的进给速度切削加工，其加工顺序按1→2→3→4进行。

G92加工圆锥螺纹的情况：

G00　X_______Z_______；其中X、Z的数值为加工螺纹前定位点坐标；

G92X（u）_______Z（w）_______R_______F_______；

其中X、Z的数值为加工螺纹的终点坐标；F为螺距或导程；u、w为螺纹切削终点相对于起点的增量坐标值；R为圆锥螺纹大小端直径之差的一半，R有正负之分。

图4-33　G92螺纹切削循环方式

②用G92指令加工圆柱螺纹，如图4-34所示。

用G92指令加工M30X2-6g普通圆柱螺纹，由GB197-81中查出M30X2-6g的螺纹外径为，取编程外（大）径为φ29.7mm，设其牙底由单一的圆弧R构成，取R=0.2mm，据计算螺纹低径为27.246mm，取编程底（小）径为φ27.3mm。

图4-34　用G92指令加工圆柱螺纹

其程序设计如下：

2.复合螺纹切削循环指令G76

G76指令的走刀路线和进刀方式如图4-35所示。

螺纹切削复合循环指令G76的加工过程与G32、G92不同，采用斜进法和分层切削法进刀，可以避免扎刀现象的出现。因此，对于梯形螺纹切削一般采用螺纹切削复合循环指令G76来完成。

图4-35　螺纹切削复合循环G76

①G76指令格式为：

②程序段中各字母含义为：

m：精加工重复次数，可以是1～99。

r：螺纹尾端倒角量（斜向退刀），该值大小可设置在0.01～9.9L之间，系数应为0.1的整数倍，用00～99之间的两位整数来表示，其中L为螺距。

a：螺纹刀尖角度（螺纹牙型角），可从80°、60°、55°、30°、29°、0°六个角度中选择，用两位整数表示。

例如：m=2，r=1.2L，α=60°，则P mra表示为P021260。

Δdmin：最小车削深度，半径值，单位为μm。

d：精车余量，半径值，单位为mm。

Δi：螺纹半径差，i=0时是普通直螺纹切削。

Δk：螺纹的牙高，半径值，单位为μm。

Δd：第一次车削深度，半径值，单位为μm。

f：螺纹导程，单位为mm。

斜进法进刀方式适用于中、小螺距的三角形或梯形螺纹加工，不适合加工截面过大的螺纹。应选择与螺纹截面形状相同、角度一致的螺纹刀具。该指令较为复杂，一般情况下不推荐使用。

③用G76复合固定循环指令加工圆柱螺纹，如图4-36所示。

由于该梯形螺纹螺距为6mm，故应精加工2次。其他编程数据取值如下：斜向退刀量取10（实际退刀量为一个导程），刀尖角为30°，最小切削深度0.02mm（即20μm），精加工余量0.1mm，螺纹半径差为0，牙型高度计算为3.5mm（即3500μm），第一次切深为0.7mm（即700μm），导程（即螺距）为6mm，螺纹小径为29.0mm，螺纹终点坐标（29.0，−81.0）；4号刀为螺纹刀。

图4-36　G76指令编程实例

加工程序如下：

3.编制螺纹加工程序应注意的几个问题

①螺纹加工切入与切出距离的确定　在数控车床上加工螺纹时，沿螺距方向（z向）进给速度与主轴转速有严格的匹配关系，为避免在进给机构加减速过程中切削，因此要求加工螺纹时，应留有一定的切入与切出距离。当螺纹收尾处没有退刀槽时，按45°退刀收尾。

②螺纹加工走刀次数与切削余量的确定　G32与G92采用直进法进刀，切削时容易出现扎刀现象。而螺纹切削复合循环指令G76，采用斜进法和分层切削法进刀，可以避免扎刀现象的出现。因此，对于梯形螺纹切削，由于梯形螺纹的截面尺寸较大，一般采用螺纹切削复合循环指令G76来完成。