模具设计与数控加工情境三螺纹(面)数控加工程序的编制
57页1、情境三 螺纹(面)数控加工程序的编制,情境描述 在数控车床上加工螺纹,编程指令有单行程螺纹切削指令G32、非整数导程螺纹切削指令G33、变导程螺纹且学指令G34、螺纹切削循环指令G92、螺纹切削符合循环指令G76. 本章主要介绍以下几方面的内容: 1.三角形螺纹加工的尺寸计算和切削用量的选择; 2.数控车床加工螺纹指令G32、G92和G76; 3.数控车床加工螺纹的程序编制。,任务十七 外圆柱螺纹面数控加工程序的编制,一、外圆柱螺纹面数控加工程序的编制项目任务书,见表17-1,表17-1项目任务书,二、学习导读 1.螺纹的牙型和螺纹的参数 牙型:沿螺纹轴线剖切的截面内,螺纹牙两侧边的夹角称为螺纹的牙型。常见螺纹的牙型有三角形、梯形、锯齿形、矩形等。 牙型角:在螺纹牙型上相邻两牙侧间的夹角。普通螺纹的牙型角为60,英制螺纹牙型角为55,梯形螺纹牙型角为30。 公称直径(D/ d):指螺纹大径的基本尺寸。螺纹大径(d或D)亦称外螺纹顶径或内螺纹底径。 螺纹小径(D1/ d1)亦称外螺纹底径或内螺纹顶径。 螺纹中径(D2/ d2)是一个假想圆柱的直径,该圆柱剖切面牙型的沟槽和凸起宽度相等。同
2、规格的外螺纹中径和内螺纹中径尺寸相等。 螺距(P)是螺纹上相邻两牙在中径上对应点间的轴向距离。 导程( L)是一条螺旋线上相邻两牙在中径上对应点间的轴向距离。 理论牙型高度(h)是在螺纹牙型上牙顶到牙底之间,垂直于螺纹轴线的距离。,2.螺纹加工尺寸分析 车削外螺纹时,零件材料因受车刀挤压而使外径胀大,因此实际切削时螺纹部分的零件外径应比螺纹的公称直径小0.2-0.4 mm。一般取d实=d-0.1P。在实际生产中,为计算方便,不考虑螺纹车刀的刀尖半径r的影响,一般取螺纹牙型高度h=0.65P,故螺纹实际小径dl实= d-2h = d-1.3P 。 由于车削螺纹时起始需要一个加速过程,结束前有一个减速过程,因此螺纹两端必须设置足够的升速进刀段1和减速退刀段2,如图17-1所示。实际生产中,一般取1=2-5mm,大螺距和高精度的螺纹取值大一些;2一般为退刀槽宽度值的一半左右,一般取2= 1-3mm。若螺纹收尾处没有退刀槽时,收尾处的形状与 数控系统有关,一般按45退刀收尾。,图17-1,3.螺纹车削时进刀方法的选择 在数控车床上加工螺纹时的进刀方法通常有直进法、斜进法。当螺距P3 mm时,一
3、般采用直进法(如图17-2a);螺距P3 mm时,一般采用斜进法(如图17-2b)。,图17-2,4.切削用量的选用 1)主轴转速n 在数控车床上加工螺纹,主轴转速受数控系统、螺纹导程、刀具、零件尺寸和材料等多种因素的影响。不同的数控系统,有不同的推荐主轴转速范围。大多数经济型数控车床车削螺纹时,推荐主轴转速为 n1200/P-K,式中P一一零件的螺距,mm; K一一保险系数,一般取80; n一一主轴转速,rpm 例如:加工M30 x2普通外螺纹时,主轴转速n=1 200/ P - K = (1 200/2 - 80)r/min=520 r/min。根据零件材料、刀具等因素可选取n=400500 r/min。 2)背吃刀量ap 车削螺纹时时应遵循背吃刀量递减的分配方式,即后一刀的背吃刀量不能超过前一刀背吃刀量,否则会因切削面积的增加、切削力过大而损坏刀具。但为了提高螺纹的表面粗糙度,用硬质合金螺纹车刀时,最后一刀的背吃刀量不能小于0.1 mm。常用螺纹加工走刀次数与分层切削余量可参阅表17-2。,表17-2 常用螺纹加工走刀次数与分层切削余量,3)进给量f 单线螺纹的进给量等于螺距,即
4、f=P; 多线螺纹的进给量等于导程,即f=L。 5.指令学习 (1)单行程螺纹切削指令G32 指令格式G32 X (U) Z(W) F ; 式中:X、Z螺纹编程终点的X、Z向坐标,mm,X为直径值。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; U、W螺纹编程终点相对编程起点的X、Z向坐标,mm,U为直径值; F螺纹导程,mm。 指令使用要点:G32进刀方式为直进式;螺纹切削时不能用主轴线速度恒定指令G96;切削斜角a在45以下的圆锥螺纹时,螺纹导程以Z方向指定。 使用G32指令可以加工固定导程的圆柱螺纹或圆锥螺纹,在进行螺纹切削应注意在两端设置足够的升速进刀段1和降速退刀段2。,学习示例:试编写图17-3所示螺纹的加工程序。(螺纹导程4mm,升速进刀段1=3mm,降速退刀段2=1.5mm,假设只切一刀)。A点是螺纹加工的起点,B点是单行程螺纹切削指令G32的起点,c点是单行程螺纹切削指令G32的终点,D点是X向退刀的终点。AB采用G00进刀;BC采用G32车螺纹;CD采用G00 沿X方向退刀;DA采用G00沿 Z方向退刀。,图17-3 单行程圆柱螺纹切
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