螺纹加工编程指令优化技巧

1.螺纹切削指令——G32

G32指令可以切削相等导程的圆柱螺纹、圆锥螺纹和端面螺纹。

1）指令格式

加工端面螺纹：

加工圆柱螺纹：

加工圆锥螺纹：

华中数控系统：

其中，“X”“Z”为采用绝对编程方式时有效螺纹终点在工件坐标系中的坐标；“U”“W”为采用增量编程方式时有效螺纹终点相对于螺纹切削起点的位移量；“F”为螺纹的导程，即主轴每转一圈，刀具相对于工件的进给值。

在华中数控系统的G32程序段中，“R”“E”为螺纹切削的退尾量，“R”表示Z向退尾量，“E”为X向退尾量，“R”“E”在绝对编程、增量编程时都以增量方式指定，为正表示沿Z、X正向回退，为负表示沿Z、X负向回退。使用“R”“E”可免去退刀槽。“R”“E”可以省略，表示不用回退功能；根据螺纹标准，“R”一般取2倍的螺距，“E”取螺纹的牙型高。“P”为主轴基准脉冲处距离螺纹切削起点的主轴转角。

2）指令说明

切削螺纹时主轴转速不应过高，尤其是大导程螺纹，过高的转速使进给速度太快而引起不正常，一些资料推荐的最高主轴转速（r/min）为≤1200/导程-80。

例3-11　车削图3-66所示的圆柱螺纹，螺纹的导程为1.0 mm，编写螺纹加工程序。

图3-66　圆柱螺纹车削

编写的程序如下。

2.螺纹车削简单循环指令——G92

由例3-11可见，用G32指令编写螺纹多次分层车削程序是比较烦琐的，每一层车削有多个程序段，多次分层车削程序中包含大量重复的信息。FANUC系统可用G92指令的一个程序段代替每一层螺纹车削的多个程序段，可避免重复信息的书写，方便编程。

在G92程序段里，需要给出每一层车削动作的相关参数，确定螺纹车刀的循环起点位置和螺纹车削的终点位置。

1）加工圆柱螺纹

指令格式为

华中数控系统：

其中，“X”“Z”取值为螺纹终点坐标值；“U”“W”取值为螺纹终点相对循环起点的坐标分量；“F”为螺纹的导程。

在华中数控系统的G92程序段中，“R”“E”“P”含义同G32指令；“C”为螺纹头数，为0或1时车削单头螺纹。

2）加工圆锥螺纹

指令格式为

华中数控系统：

其中，“X”“Z”表示螺纹终点坐标值；“U”“W”表示螺纹终点相对循环起点的坐标分量；“R”为螺纹车削起点和车削终点的半径差。

圆柱螺纹加工循环如图3-67所示，圆锥螺纹加工循环如图3-68所示。图3-67和图3-68中刀具从循环起点开始，按1→2→3→4进行自动循环，最后又回到循环起点，虚线表示快速移动，实现表示按F指令指定的进给速度移动。

图3-67　圆柱螺纹加工循环

(www.xing528.com)

图3-68　圆锥螺纹加工循环

例3-1　2加工图3-66所示的螺纹，用G92编写螺纹加工指令。

编写的程序如下。

3.螺纹车削复合循环指令——G76

在CNC发展的早期，螺纹车削简单循环指令G92方便了螺纹编程。随着计算机技术的迅速发展，CNC系统提供了更多重要的新功能，这些新功能进一步简化了程序编写。螺纹车削复合循环指令G76是螺纹车削循环的新功能，它具有很多功能强大的内部特征。

使用G32指令的程序中，每刀螺纹加工需要4个甚至5个程序段；使用G92指令，每刀螺纹加工需要1个程序段；而G76指令能在1个程序段或2个程序段中加工任何单头螺纹，在机床上修改程序也变得更快、更容易。使用G76指令，螺纹车刀以斜进的方式进行螺纹切削，如图3-69所示。总的螺纹切削深度（牙高）一般以递减的方式进行分配，螺纹车刀单刃进入切削，每次的切削深度由数控系统计算给出。

图3-69　螺纹车削复合循环进刀方式

图3-70表明了G76指令的加工动作。使用G76指令进行螺纹加工循环需要输入初始数据。

图3-70　螺纹车削复合循环路线

1）指令格式

华中数控系统：

其中：“m”为精加工重复次数（1至99）（用两位数表示，如“02”）；“r”为螺纹尾端倒角值（以“0.1F”为一单位，用0～99两位数字指定，如“1.2F”为12（“F”为导程））；“a”为螺纹牙型角，可选择80°、60°、55°、30°、29°、0°，用两位数指定；“Δdmin”为最小一次吃刀量（最小切削深度），单位是微米，数字后不准加小数点；“d”为最后一次吃刀量，单位是微米，数字后不准加小数点；“X”“Z”在采用绝对编程方式时为有效螺纹终点的坐标，在采用增量编程方式时为有效螺纹终点相对于循环起点的有向距离；“i”为螺纹部分的半径差，如果i=0，可做一般直线螺纹车削；“k”为螺纹牙型角的高度，等于0.5413 F，单位是微米；这个值在X轴方向用半径值指定。“Δd”为第一次的切削深度或叫吃刀量，单位是微米；“F”为螺距。

m、r和a用地址P同时指定。

例如，当m=2，r=1.2F，a=60°时，指定如下。

在华中数控系统的G76程序段中，“c”为精加工重复次数（1至99）；“r”为螺纹Z向退尾长度；“e”为螺纹X向退尾长度；“a”为刀尖角度，取值大于10°且小于80°；“x”“z”在采用绝对编程方式时为有效螺纹终点的坐标，在采用增量编程方式时为有效螺纹终点相对于循环起点的有向距离；“i”为螺纹两端的半径差；“k”为螺纹高度，该值由X方向上的半径值指定；“Δdmin”为最小一次吃刀量（最小车削深度），单位是微米；“d”为最后一次吃刀量，单位是微米；“F”为螺距。

2）指令说明

（1）G76指令为非模态指令。

（2）使用G76指令之前应用G00指令定位。

（3）有别于G92指令采用直进式进刀方式，G76指令采用斜进式进刀方式。

螺纹车削复合循环路线如图3-70所示。以锥螺纹为例，刀具从循环起点A点处，以G00方式沿X向进给至螺纹牙顶X坐标处B点，该点的坐标值=牙底直径+2k，然后沿牙型角方向进给，X向切深为Δd，再以螺纹车削方式车削至离Z向终点距离为r处，倒角退刀至Z向终点，再X向退刀至E点，并返回A点，准备第二刀车削循环。如此分层车削循环，直至循环结束。

执行G76指令的背吃刀量是逐步递减的。切削深度递减公式为

每次粗切深为

在螺纹深度方向是沿牙型角方向进刀的，从而保证了螺纹车削过程中始终用一个刀刃进行车削，提高了螺纹车削过程中机床、刀具、工件的安全性。

例3-13　加工图3-71中的M24×1.5螺纹。

图3-71　螺纹加工工件

编写的程序如下。

显然，用G76指令编写的程序比用G32指令和G92指令编写的程序简洁。

对G76指令程序段中N30和N40的说明如下。

（1）程序段“N30 G76 P011060 Q100 R0.1；”中：“P011060”表示精加工次数是一次，倒角量为一个导程，刀尖角度为60°；“Q100”表示最小切深控制为半径值100μm；“R0.1”表示精加工余量为0.1 mm。

（2）程序段“N40 G76 X22.01 Z-23.0 P920 Q320 F1.5；”中：“X22.01 Z-23.0”表示牙底深度X值为22.01mm，螺纹切削Z值终点为-23.0 mm；“P920”表示牙高为半径值920μm；“Q320”表示第一刀切深为半径值320μm；“F1.5”表示螺距为1.5 mm。