【正文】 B設(shè)計(jì)題目： 螺紋軸的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì) 專題（論文）題目： 指導(dǎo)老師： 答辯委員會(huì)根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）材料，根據(jù)學(xué)生答辯情況，經(jīng)答辯委員會(huì)討論評(píng)定，給予學(xué)生 丘慧敏 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績?yōu)? 。根據(jù)設(shè)計(jì)思想總結(jié)了數(shù)控車削加工工藝的一些綜合性的工藝原則，結(jié)合螺紋軸的設(shè)計(jì)加工，提出設(shè)計(jì)方案，并對(duì)比分析。關(guān)鍵詞：數(shù)控車床 數(shù)控車削加工工藝 螺紋加工 零件圖的工藝分析8 螺紋的簡述在 圓 柱 或 圓 錐 母 體 表 面 上 制 出 的 螺 旋 線 形 的 、 具 有 特 定 截 面 的 連 續(xù) 凸 起 部 分 。 數(shù)控加工工藝分析與設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在能滿足使用要求的前提下，制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。而較差的零件零件工藝性，會(huì)使加工困難，浪費(fèi)工時(shí)和材料，有時(shí)甚至無法加工。分析零件，技術(shù)要求包括 5 個(gè)方面：（1）加工表面的尺寸精度，該零件圖的表面尺寸精度要求較高；（2）主要加工表面的形狀精度，該零件主要加工的形狀為外圓弧表面；（3）主要加工表面的相互位置精度；（4）加工表面的粗糙度和機(jī)械物理性能；（5）熱處理及其它要求。（1）確定工件的加工部位和具體內(nèi)容9確定被加工工件需在本機(jī)床上完成的工序內(nèi)容及其與前后工序聯(lián)系。例如鑄件、鍛件或棒料、形狀、尺寸、加工余量等。③本工序要加工的部位和具體內(nèi)容。數(shù)控車床多采用三爪自定心卡盤夾持工件；軸類工件還可以采用尾座頂尖支持工件。還可使用軟爪夾持工件，軟爪弧面由操作者隨機(jī)配制，可獲得理想的夾持精度。為減少細(xì)長軸加工時(shí)受力變形，提高加工精度，以及在加工帶孔軸類工件內(nèi)孔時(shí)，可采用液壓自動(dòng)定心中心架，定心精度可達(dá) mm。加工時(shí)以右端面為定位基準(zhǔn)，取工件的左端面中心為工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)。走刀路線是編寫程序的依據(jù)之一。螺紋常見的加工方法有：滾絲或螺紋成型、攻絲、銑削螺紋、車削螺紋等。車削螺紋加工是在車床上，控制進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與主軸旋轉(zhuǎn)同步，加工特殊形狀螺旋槽的過程。螺紋導(dǎo)程由刀具進(jìn)給量決定。圖 車削螺紋加工CNC 編程加工最多的是普通螺紋，螺紋牙形為三角形，牙型角為 60176。粗牙普通螺紋的螺距是標(biāo)準(zhǔn)螺距，其代號(hào)用字母“M”及公稱直徑表示，如 M1M12 等。普通螺紋加工刀具刀尖角通常為 60176。機(jī)夾式螺紋車刀如圖 所示，分為外螺紋車刀和內(nèi)螺紋車刀兩種。 11圖 車削螺紋加工 裝夾外螺紋車刀時(shí)，刀尖應(yīng)與主軸線等高 (可根據(jù)尾座頂尖高度檢查)。一個(gè)螺紋的車削需要多次切削加工而成，每次切削逐漸增加螺紋深度，否則，刀具壽命也比預(yù)期的短得多。圖 螺紋加工路線如圖 ，編程中，每次螺紋加工走刀至少有 4 次基本運(yùn)動(dòng)(直螺紋)。運(yùn)動(dòng)②：加工螺紋——軸向螺紋加工(進(jìn)給率等于螺距)。運(yùn)動(dòng)④：快速（G00 方式）返回至起始位置。X 軸方向每側(cè)比較合適的最小間隙大約為 ，粗牙螺紋的間隙更大一些。在螺紋刀接觸材料之前，其速度必須達(dá)到100％編程進(jìn)給率。如同汽車在達(dá)到正常行駛速度以前需要時(shí)間來加速一樣，螺紋刀在接觸材料前也必須達(dá)到指定的進(jìn)給率，確定前端安全間隙量時(shí)必須考慮加速的影響，故必須設(shè)置合理的導(dǎo)入距離。同理，螺紋切削結(jié)束前，存在減速問題，故必須合理設(shè)置的導(dǎo)出距離。（2） 從螺紋退刀為了避免損壞螺紋，刀具沿 Z 軸運(yùn)動(dòng)到螺紋末端時(shí)，必須立即離開工件，退刀運(yùn)動(dòng)有兩種形式——沿一根軸方向直線離開(通常沿 X 軸)，或沿兩根軸方向斜線離開(沿XZ 軸同時(shí)運(yùn)動(dòng))，如圖 所示。斜線退出時(shí)，螺紋加工 G 代碼和進(jìn)給率必須有效。退出程序如 13下： ……N63 G32 Z20 F2；（螺紋加工程序）N64 U4 W2； (斜線退出，螺紋加工狀態(tài))N65 G00 X50； (快速退出)（3）螺紋加工直徑和深度由于螺紋不能一次切削加工出所需深度，所以總深度必須分成一系列可操控的深度，每次的深度取值，不僅要考慮螺紋直徑，還要考慮加工條件：刀具類型、材料以及安裝的總體剛度。對(duì)螺紋、刀具或兩者的損壞可以通過保持刀片上的恒定切削載荷來避免。每次切削深度的計(jì)算并不需要復(fù)雜的公式,但需要一些常識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。有關(guān)螺紋加工的一些數(shù)值可由下面列出經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法得到：外螺紋小徑=外圓直徑－2牙高；螺紋牙高=≈走刀次數(shù)=+4； 走 刀 次 數(shù)牙 高最 大 切 深 ?刀刀式中：P 為螺紋導(dǎo)程，單線螺紋導(dǎo)程與螺距相同 車三角形外螺紋時(shí)，由于受車刀擠壓會(huì)使螺紋大徑尺寸脹大，所以車螺紋前大徑一般應(yīng)車得比基本尺寸小約 。螺紋加工是典型高進(jìn)給率加工，比如加工導(dǎo)程為 3 mm 的螺紋，進(jìn)給量則是 3mm／r。那么如果加工導(dǎo)程為 3mm 的螺紋，其進(jìn)給速度計(jì)算如下：F＝700r／min3mm／r＝2100mm／min為保證正確加工螺紋,在螺紋切削過程中，主軸速度倍率功能失效,進(jìn)給速度倍率無效。 G32 螺紋切削指令指令格式：G32 X(U)～Z(W) ～ F～ Q～；(等螺距螺紋切削指令)X(U) Z(W) ——為直線螺紋的終點(diǎn)坐標(biāo)；F——為直線螺紋的導(dǎo)程，如果是單線螺紋，則為直線螺紋的螺距；Q——為螺紋起始角，該值為不帶小數(shù)點(diǎn)的非模態(tài)值，其單位為 176。 15圖 螺紋加工工件（1）相關(guān)工藝設(shè)計(jì)螺紋切削導(dǎo)入距離 6mm；刀具退出的方式為 45176。如圖 （a）所示。分層切削染余量分配如圖 （b）所示。（2） 螺紋加工程序編寫螺紋加工程序 O2022 如下：O2022 G21 G99……… 16T0404 (調(diào)用第 4 號(hào)外螺紋刀具)G97S500 M03 N20 G00 X30 Z6 M08 ；(起始點(diǎn), 導(dǎo)人距離 5 mm)N21 G00 ； （刀具從起始位置 X 向快速移動(dòng)至螺紋計(jì)劃切削深度處）N22 G32 Z21 ； （軸向螺紋加工，進(jìn)給率等于螺距)。斜線，保持螺紋切削狀態(tài)）N24 G00 X30 ； （刀具 X 向快速退刀至螺紋加工區(qū)域外的 X30 位置）N25 Z6 ； (快速 G00 方式返回至起始位置)。FANUC 系統(tǒng)可用 G92 指令的一個(gè)程序段代替每一層螺紋切削的五個(gè)程序段，可避免重復(fù)信息的書寫，方便編程。倒角螺紋（斜線切出） ；第四步：刀具沿 X 軸退刀至 X 初始坐標(biāo)；第四步沿 Z 軸退刀至 Z 初始坐標(biāo)。（2） 單一循環(huán)螺紋加工指令 G92 格式指令格式：G92 X(U)～Z(W) ～F～R～；格式說明：①X(u)、Z(w)為螺紋切削終點(diǎn)處的坐標(biāo)；②F 為螺紋導(dǎo)程的大小，如果是單線螺紋，則為螺距的大??； ③45176。 （L 為導(dǎo)程）④R 為圓錐螺紋切削參數(shù)。（3） G92 編程示例螺紋加工程序 O2022 用 G92 編程可改寫成程序 O2022O2022 G21 G99T0404 (調(diào)用第 4 號(hào)外螺紋刀具) 18G97 S500 M03 N20 G00 X30 Z6 M08 ； (外螺紋刀具到達(dá)切削起始點(diǎn), 導(dǎo)入距離 6 mm)G92 Z23 (完成第一層螺紋切削)；(完成第二層螺紋切削)；(完成第三層螺紋切削)；(完成第四層螺紋切削)；(完成螺紋的最后切削)G00 X100 Z100 M09M05N41 M30 (程序結(jié)束)顯然用 G92 編程的程序 O2022 比 O20