核心概念
在编程之前,我们必须理解几个关键点:
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螺纹尺寸:M24通常指公称直径为24mm的螺纹,但它没有标明螺距,M24有粗牙和细牙之分。
- M24 粗牙:螺距 3mm (最常用)
- M24 细牙:螺距可能是 2mm, 1.5mm, 1mm 等。
- 编程关键:你必须知道图纸上要求的螺距,本例我们以最常用的M24x3为例进行讲解。
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螺纹加工指令:数控车床加工螺纹主要使用 G32 (单行程螺纹切削) 和 G92 (简单螺纹循环) 指令,对于绝大多数情况,我们使用 G92,因为它更简单、效率更高,G32需要手动编写切入和退出的程序段,比较繁琐。
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切削深度:螺纹不能一刀车成,必须分层切削,每次切削一个较小的深度,直到达到最终的尺寸,通常采用斜进法或直进法,G92指令通常采用斜进法,切削过程更平稳,刀具寿命更长。
编程步骤详解
第1步:确定关键参数
- 螺纹大径:对于外螺纹,通常比公称直径稍小一点,Φ23.85mm,这样可以保证螺纹配合时有间隙,不会卡死。
- 螺纹小径:这是编程的最终深度,对于M24x3螺纹,小径可以通过经验公式计算:
小径 ≈ 公称直径 - 1.0825 × 螺距
。24 - 1.0825 × 3 = 24 - 3.2475 = 20.7525 mm
,我们可以取 Φ20.75mm 作为编程目标。
- 升速段/导入段:车螺纹时,主轴转速和刀具移动必须有同步过程,在螺纹的起点和终点,需要一段距离让主轴转速稳定下来,这段距离称为升速段,通常取 2-3个螺距,对于M24x3,我们取 8mm。
- 降速段/导出段:在螺纹终点后,同样需要一段距离让刀具安全退出,通常也取 2-3个螺距,我们也取 8mm。
- 总切入长度:
工件螺纹长度 + 升速段 + 降速段
,假设我们要加工一个长度为 30mm 的螺纹,那么总行程就是30 + 8 + 8 = 46mm
。 - 切削次数与背吃刀量:将总切削深度(从大径到小径)分配到几次切削中。
- 总切削深度 =
(23.85 - 20.75) / 2 = 1.55 mm
(直径值)。 - 我们可以分5-6刀完成,每次背吃刀量(直径值)取 3mm。
55 / 0.3 ≈ 5.17
,所以需要6刀。
- 总切削深度 =
第2步:设置G92指令格式
G92指令的格式是:G92 X(U) Z(W) F
- X(U):螺纹终点的X坐标(直径值),对于外螺纹,是每次切削的小径。
- Z(W):螺纹终点的Z坐标(绝对坐标G90或相对坐标G91)。
- F:螺距,对于M24x3,这里就是 0。注意:F值是螺距,不是导程。
第3步:编写完整程序(以FANUC系统为例)
假设我们的工件坐标系已经设定好,工件右端面中心为Z0,X轴中心为X0。
工件信息:
- 工件外圆已预车至Φ24mm。
- 要加工M24x3外螺纹,长度30mm。
- 起点在Z-8处(考虑升速段),终点在Z-38处(30mm螺纹长度+8mm降速段)。
程序:
O0001 (PROGRAM FOR M24X3 THREAD) N10 G21 G97 G99 G40; (程序初始化: 公制, 恒线速取消, 每进给量, 取消刀补) N20 T0101; (调用1号螺纹刀, 建立1号刀补) N30 M03 S500; (主轴正转, 转速500rpm - 螺纹加工转速不宜过高) N40 G00 X30.0 Z5.0; (快速定位到螺纹加工起点, X30为安全距离, Z5为循环起点) N50 G92 X23.25 Z-38.0 F3.0; (第1刀: X从24切入到23.25, 背吃刀量0.3mm) N60 X22.95; (第2刀: X从23.25切入到22.95, 背吃刀量0.3mm) N70 X22.65; (第3刀: X从22.95切入到22.65, 背吃刀量0.3mm) N80 X22.40; (第4刀: X从22.65切入到22.40, 背吃刀量0.25mm) N90 X22.15; (第5刀: X从22.40切入到22.15, 背吃刀量0.25mm) N100 X20.75; (第6刀: 精加工, X切入到最终小径20.75mm) N110 G00 X100.0 Z100.0; (快速退刀到安全位置) N120 M05; (主轴停止) N130 M30; (程序结束并复位)
程序详解
- N10 - N40: 程序准备和启动,这部分是标准开头,确保机床处于安全状态,并调用正确的刀具和主轴转速。
- N50 - N100: 核心螺纹加工部分。
G92
: 激活简单螺纹循环。F3.0
: 非常重要! 这里指定的是螺距,如果是英制螺纹,G76指令用I值,但G92在公制系统下F就是螺距。- X值的变化: 每一行只改变X的坐标值,Z值保持不变,CNC系统会自动根据上一刀的终点和本刀的终点,执行一个包含“切入-切削-退刀-返回”的完整循环,我们只需要告诉它每次要切到哪个X位置即可。
- 背吃刀量分配: 切削深度是逐渐减小的,这样可以使最后一刀获得更好的表面质量。
- N110 - N130: 程序结束,将刀具退回安全位置并停止主轴。
其他重要注意事项
- 螺纹刀安装:螺纹刀的刀尖角必须与螺纹的牙型角一致(如60°),安装时,刀尖必须对准工件中心,否则会“扎刀”或“乱牙”。
- 主轴转速:螺纹加工的主轴转速不宜过高,否则会导致伺服电机响应跟不上,造成“乱牙”,可以参考公式:
n ≤ (1200 / P) - (P/4)
,其中P是螺距,对于M24x3,n ≤ (1200/3) - (3/4) = 400 - 0.75 ≈ 400 rpm
,我们设置的500rpm是一个比较安全的值。 - 刀具选择:使用专用的螺纹刀,并确保刀尖锋利、磨损在允许范围内,磨损的刀具是螺纹尺寸不合格的主要原因之一。
- 首件试切:在批量生产前,一定要进行首件试切,用螺纹环规或塞规进行检测,确认螺纹合格后再继续加工。
- G92 vs G76:
- G92 (简单循环):编程简单,但切削方式为直进法,对刀具和机床刚性要求较高,容易产生扎刀,适合小螺距或精度要求不高的螺纹。
- G76 (复合螺纹循环):功能强大,采用斜进法切削,切削过程更平稳,刀具受力好,表面质量高,适合大螺距、高精度螺纹,编程稍复杂,但推荐在重要场合使用。
G76示例(M24x3):
G76 P0200关于“数控车床M24螺纹编程怎么编?”这个话题的介绍,今天小编就给大家分享完了,如果对你有所帮助请保持对本站的关注!