65 攻絲工藝編程651 攻絲加工的內(nèi)容、要求圖6-5-1需要攻絲加工的工件圖樣用絲錐在工件孔中切削出內(nèi)螺紋的加工方法稱為攻螺紋； 攻絲加工的螺紋多為三角螺紋，為零件間連接結(jié)構(gòu)，常用的攻絲加工的螺紋有；牙型角為60的公制螺紋，也叫普通螺紋；牙型角為55的英制螺紋；用于管道連接的英制管螺紋和圓錐管螺紋。本節(jié)主要涉及的攻絲加工的是公制內(nèi)螺紋，熟悉有關(guān)螺紋結(jié)構(gòu)尺寸、技術(shù)要求的常識(shí)，是學(xué)習(xí)攻絲工藝的重要基礎(chǔ)。普通螺紋的基本尺寸如下：(1)螺紋大徑：dD (螺紋大徑的基本尺寸與公稱直徑相同)(2)中徑： d2D2d0.6495P(3)牙型高度：HO.5413P(4)螺紋小徑：d1D1d1.0825P如圖6-5-1中M10-7H的螺紋，為普通右旋內(nèi)螺紋。查表得螺距P1.5，其基本尺寸：螺紋大徑：D10；螺紋中徑： D2D0.6495P9.02圖6-5-2絲錐基本結(jié)構(gòu)螺紋小徑：D1D1.0825P8.36中徑公差帶代號(hào)7H小徑公差帶代號(hào)7H牙型高度：HO.5413P0.82螺紋有效長(zhǎng)度：L20.0螺紋孔口倒角：C1.5652 絲錐及選用絲錐加工內(nèi)螺紋的一種常用刀具，其基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)軸向開(kāi)槽的外螺紋，如圖6-5-2所示。螺紋部分可分為切削錐部分和校準(zhǔn)部分。切削錐磨出錐角，以便逐漸切去全部余量；校準(zhǔn)部分有完整齒形，起修光、校準(zhǔn)和導(dǎo)向作用。工具尾部通過(guò)夾頭和標(biāo)準(zhǔn)錐柄與機(jī)床主軸錐孔聯(lián)接。攻絲加工的實(shí)質(zhì)是用絲錐進(jìn)行成型加工, 絲錐的牙型、螺距、螺旋槽形狀、倒角類型、絲錐的材料、切削的材料和刀套等因素，影響內(nèi)螺紋孔加工質(zhì)量。 根據(jù)絲錐倒角長(zhǎng)度的不同，絲錐分為：平底絲錐；插絲絲錐；錐形絲錐。絲錐倒角長(zhǎng)度影響CNC加工中的編程深度數(shù)據(jù)。 圖6-5-3剛性絲錐 圖6-5-4浮動(dòng)絲錐絲錐的倒角長(zhǎng)度可以用螺紋線數(shù)表示，錐形絲錐的常見(jiàn)線數(shù)為810，插絲絲錐為35，平底絲錐為11.5。各種絲錐的倒角角度也不一樣，通常錐形絲錐為45，插絲絲錐為813，平底絲錐為2535。盲孔加工通常需要使用平底絲錐，通孔加工大多數(shù)情況下選用插絲絲錐，極少數(shù)情況下也使用錐形絲錐?？偟卣f(shuō)來(lái)，倒角越長(zhǎng)，鉆孔留下的深度間隙就越大。與不同的絲錐刀套連接，絲錐分兩種類型：剛性絲錐，見(jiàn)圖6-5-3；浮動(dòng)絲錐（張力補(bǔ)償型絲錐，見(jiàn)圖6-5-4。浮動(dòng)型絲錐刀套的設(shè)計(jì)給絲錐一個(gè)和手動(dòng)攻絲所需的類似的“感覺(jué)”，這種類型的刀套允許絲錐在一定的范圍縮進(jìn)或伸出，而且，浮動(dòng)刀套的可調(diào)扭矩，用以改變絲錐張緊力。使用剛性絲錐則要求CNC機(jī)床控制器具有同步運(yùn)行功能，攻絲時(shí)，必須保持絲錐導(dǎo)程和主軸轉(zhuǎn)速之間的同步關(guān)系：進(jìn)給速度導(dǎo)程轉(zhuǎn)速。除非CNC機(jī)床具有同步運(yùn)行功能，支持剛性攻絲，否則應(yīng)選用浮動(dòng)絲錐，但浮動(dòng)型絲錐較為昂貴。浮動(dòng)絲錐攻絲時(shí)，可將進(jìn)給率適當(dāng)下調(diào)5，將有更好的攻絲效果，當(dāng)給定的Z向進(jìn)給速度略小于螺旋運(yùn)動(dòng)的軸向速度時(shí)，錐絲切入孔中幾牙后，絲錐將被螺旋運(yùn)動(dòng)向下引拉到攻絲深度，有利于保護(hù)浮動(dòng)絲錐，一般，攻絲刀套的拉伸要比刀套的壓縮更為靈活。數(shù)控機(jī)床有時(shí)還使用一種叫成組絲錐的刀具，其工作部分相當(dāng)于23把絲錐串聯(lián)起來(lái)，依次分別承擔(dān)著粗精加工。這種結(jié)構(gòu)適用于高強(qiáng)度、高硬度材料或大尺寸、高精度的螺紋加工。653 CNC機(jī)床攻絲工藝與編程的要點(diǎn)圖6-5-5加工右旋螺紋G84循環(huán)和加工左旋螺紋G 74循環(huán)1攻螺紋動(dòng)作過(guò)程攻絲是CNC銑床和CNC加工中心上常見(jiàn)的孔加工內(nèi)容，首先把選定的絲錐安裝在專用攻絲刀套上，最好是具有拉伸和壓縮特征的浮動(dòng)刀套。攻絲步驟如下： 第1步： X、Y定位。 第2步：選擇主軸轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向。 第3步：快速移動(dòng)至R點(diǎn) 第4步：進(jìn)給運(yùn)動(dòng)至指定深度。 第5步：主軸停止。 第6步：主軸反向旋轉(zhuǎn)。 第7步：進(jìn)給運(yùn)動(dòng)返回。 第8步：主軸停止。 第9步：快速返回初始位置。 第10步：重新開(kāi)始主軸正常旋轉(zhuǎn)。2攻絲循環(huán)G84、 G74格式 指令格式：攻左旋螺紋：G74 XYZRPF；攻右旋螺紋：G84 XYZRPF； 孔加工動(dòng)作：如圖6-5-5所示，G 74循環(huán)用于加工左旋螺紋，執(zhí)行該循環(huán)時(shí)，主軸反轉(zhuǎn)，在XY平面快速定位后快速移動(dòng)到R點(diǎn)，執(zhí)行攻螺紋到達(dá)孔底后，主軸正轉(zhuǎn)退回到R點(diǎn)，主軸恢復(fù)反轉(zhuǎn)，完成攻螺紋動(dòng)作。 G84動(dòng)作與G74基本類似，只是G84用于加工右旋螺紋。執(zhí)行該循環(huán)時(shí)，主軸正轉(zhuǎn)，在G17平面快速定位后快速移動(dòng)到R點(diǎn)，執(zhí)行攻螺紋到達(dá)孔底后，主軸反轉(zhuǎn)退回到R點(diǎn)，主軸恢復(fù)正轉(zhuǎn)，完成攻螺紋動(dòng)作。 攻螺紋時(shí)進(jìn)給率根據(jù)不同的進(jìn)給模式指定。當(dāng)采用G94模式時(shí)，進(jìn)給速度導(dǎo)程轉(zhuǎn)速。當(dāng)采用G95模式時(shí)，進(jìn)給量 導(dǎo)程。在G74與G84攻螺紋期間，進(jìn)給倍率、進(jìn)給保持均被忽略。 攻內(nèi)螺紋程序例圖6-5-6工件中兩螺紋孔試用攻螺紋循環(huán)編寫(xiě)如圖6-5-6中兩螺紋孔的加工程序。O6500； N050 G95 G90 G00 X0 Y0；（加工右旋螺紋M12）M03 S100G99 G84 X-25.0 Y0 Z-24 R10.0 F1.75；(換左旋螺紋絲錐，加工左旋螺紋M12LH)M04 S100；G98 G74 X25.0 Y0 Z-24.0 R10.0 F1.75；G80 G94 G91 G28 Z0；3攻絲工藝數(shù)據(jù)的確定 底孔直徑大小絲錐攻內(nèi)螺紋前，先要有螺紋底孔，理論上，底孔直徑就是螺紋的小徑，底孔直徑大小確定，要考慮到工件材料塑性大小及鉆孔擴(kuò)張量等因素。絲錐攻螺紋時(shí)，伴隨較強(qiáng)的擠壓作用。因此，金屬產(chǎn)生塑性變形形成凸起并擠向牙尖，攻出螺紋的小徑小于底孔直徑，因此，攻螺紋前的底孔直徑應(yīng)稍大于螺紋小徑，否則攻螺紋時(shí)因擠壓作用，使螺紋牙頂與絲錐牙底之間沒(méi)有足夠的容屑空間，將絲錐箍住，甚至折斷絲錐。此種現(xiàn)象在攻塑性較大的材料時(shí)將更為嚴(yán)重。但是底孔不宜過(guò)大，否則會(huì)使螺紋牙型高度不夠，降低連接強(qiáng)度。 底孔直徑大小，要根據(jù)工件材料塑性大小及鉆孔擴(kuò)張量考慮，按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出： 在加工鋼和塑性較大的材料及擴(kuò)張量中等的條件下： D鉆DP式中：D鉆攻螺紋鉆螺紋底孔用鉆頭直徑，mm；D螺紋大徑，mm；P螺距，mm。在加工鑄鐵和塑性較小的材料及擴(kuò)張量較小的條件下： D鉆D(1.051.1)P 攻螺紋底孔深度的確定絲錐攻絲的編程深度與絲錐的切削錐角形狀有關(guān)，為了正確地加工一個(gè)螺紋孔，必須根據(jù)所加工孔的結(jié)構(gòu)特征和規(guī)格來(lái)選擇絲錐，絲錐的切削錐角形狀或錐角的長(zhǎng)度不僅影響絲錐攻絲的編程深度，而且影響預(yù)加工孔的編程深度。攻不通孔螺紋時(shí)，由于絲錐切削部分有錐角，端部不能切出完整的牙型，所以鉆孔深度要大于螺紋的有效深度。一般?。篐鉆h有效+07D式中：H鉆底孔深度，mm；h有效螺紋有效深度，mm；D螺紋大徑，mm。 工藝計(jì)算例：分別計(jì)算在鋼件和鑄鐵件上攻M10螺紋時(shí)的底孔直徑各為多少?若攻不通孔螺紋，其螺紋有效深度為30mm，求底孔深度為多少? 解： M10 ，P1.5mm。鋼件攻螺紋底孔直徑：D鉆DP101.58.5(mm)鑄鐵件攻螺紋底孔直徑：D鉆D(1.051.1)P10(1.051.1)1.510(1.5751.65)8.4258.35(mm)。取D鉆84(mm)(按鉆頭直徑標(biāo)準(zhǔn)系列取一位小數(shù))底孔深度：H鉆 h有效+0.7D20+0.7 1027(mm) 孔口倒角用锪鉆或鉆頭在孔口倒角，其直徑應(yīng)大于螺紋大徑尺寸。這樣，可使絲錐開(kāi)始時(shí)容易切入，并可防止孔口的螺紋牙崩裂。 R平面的值觀察如下的攻絲程序： G90 G54 G00 X100.0 Y 150.0 S500 M03 T06 G 43 Z50.0 H05 M08 G99 Q84 R10.0 Z-20.0 F750.0 G80例中的螺紋螺距1.5。通常R平面是攻螺紋的起點(diǎn)位置，Z向深度是螺紋絕對(duì)值深度。例中攻絲加工時(shí)，R平面的高度值為R10，一般要比鉆孔、鉸孔、單點(diǎn)鏜以及其它孔加工循環(huán)中使用的R值要高一些，而且其進(jìn)給率通常也很大。但這些值的選擇都是有原因的，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的攻絲加工運(yùn)動(dòng)要符合CNC同步運(yùn)行控制特點(diǎn)。當(dāng)主軸處于特定轉(zhuǎn)速時(shí)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度必須達(dá)到相應(yīng)的定值才能正確加工螺紋。如，當(dāng)主軸500r/min時(shí)，加工螺距為1.5mm的螺紋，進(jìn)給速度必須達(dá)到1.5500750(mm/min)的速度時(shí)加工的螺紋才是正確的。因此，數(shù)控機(jī)床的螺紋加工時(shí)，無(wú)論是車削螺紋還是攻內(nèi)螺紋，在擬定螺紋加工路線時(shí)，須設(shè)置足夠長(zhǎng)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的升速段和降速段。654 攻內(nèi)螺紋工藝編程實(shí)例如圖6-5-1零件，毛坯是鋼件，材料為 (45鋼)，上表面及槽已加工，本課題加工4M10-7H的四個(gè)螺紋孔，4-M107H為普通右旋內(nèi)螺紋，螺距P15，其大徑10；中徑7H、小徑公差帶代號(hào)7H；螺紋有效長(zhǎng)度：L15.0；螺紋孔口倒角：C1.5。1實(shí)例工藝分析 螺紋孔加工過(guò)程分析：加工4M10螺紋的方法是，先用18 mm點(diǎn)鉆（鉆頭角900）加工4M10的引正孔并同時(shí)完成C1.5孔口倒角，再鉆4M10底孔，最后攻絲4M10。 孔加工循環(huán)的選擇：18 mm點(diǎn)鉆加工引正孔、孔倒角應(yīng)用G82孔加工循環(huán)，4M10底孔加工用G81孔加工循環(huán)， 4M10是右旋螺紋，攻絲理應(yīng)用G84孔加工循環(huán)。 坐標(biāo)系及螺紋孔XY位置值：坐標(biāo)系設(shè)定如圖6-5-1，4M10的XY坐標(biāo)分別是1#（33，30）；2#-（-33，30）；3#（-33，-30）；4#（33，-30）。 孔加工循環(huán)的高度平面選擇Z向R面高度：對(duì)G81、G82為螺紋孔上表面上方3，對(duì)G84應(yīng)大一點(diǎn)，為螺紋孔上表面上方10比較保險(xiǎn)。初始平面高度：為螺紋孔上表面上方20。孔底面高度：鉆8.5底孔孔底面高度：考慮到鉆頭角以及通孔的因素，取下表面下方3mm。18 mm點(diǎn)鉆加工孔倒角鉆頭角為900，倒角C1，則深度位置在上表面下方：1+0.5 D1+0.5106。對(duì)絲錐深度位置：?。篫-27。 攻螺紋底孔直徑的確定攻螺紋底孔直徑：D鉆DP101.58.5 (mm) 鉆削用量的計(jì)算設(shè)零件材料為灰口鑄鐵(HT200)，攻4-M10螺紋絲錐刀具材料為高速鋼。f1.5/r，取v12mmin主軸轉(zhuǎn)速，S1 000 V/D3181210380r/min則F1.5S1.5380570/min浮動(dòng)刀套可下調(diào)5%，則修改F5700.95540/min2孔加工編程加工程序編制如下：O6501 (T0118mm直徑的點(diǎn)鉆)G21 G17 G40 G80 T01T01 M06G90 G54 G00 X33Y30 S350 M03 T02G43 Z50.0 H01 M08G99 G82 R5.0 Z-6.5 P100 F35M98 P6502G80 Z50.0 M09G49 G28 Z10.0 M05M01(T028.5mm直徑鉆頭加工底孔) T02M06G90 G54 G00 X33 Y30 S600 M03 G43 Z50.0 H02 M08G99 G81R5.0 Z-35.0 F50M98 P6502G80 Z50.0 M09G28 Z50.0 M05M01(T03攻螺紋)T03M06G90 G54 G00 X33 Y30 S380 M03 T03 G43 Z50.0 H03 M08G99 G84 R10.0 Z-27.0 P100 F540M98 P6502G80 Z50.0 M09G49 G28 M05M302#3#4#孔定位子程序：O6502X-33 Y30X-33 Y-30X33 Y-30 M99；