G76指令车削圆锥管螺纹的编程技巧分析

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2024年5月13日发(作者：)

G76指令车削圆锥管螺纹的编程技巧分析

摘要:G76指令是数控车床常用的一个螺纹切削复合循环指令,用

G76指令在加工没有退刀槽的圆锥管螺纹时,螺纹有效终点,切削起点

与终点的半径差等基点数值的计算往往是编程人员觉得比较麻烦的

事,本文针对这种情况,通过分析圆锥管螺纹的参数,利用其基准平面

与锥度比使计算得到简化。

关键词:圆锥管螺纹 数控编程 基准平面 G76

1 G76螺纹切削复合循环指令分析

在数控车床中,螺纹切削指令有几个,但相比其它指令来说,G76螺

纹切削复合循环指令简捷,可节省程序设计与计算时间,只需指定一次

有关参数,则螺纹加工过程自动进行,并且G76指令是单侧刃螺纹切削

(每次单边切削量如图1所示),吃刀量逐渐减少,有利于保护刀具,提高

螺纹切削精度。G76指令螺纹切削循环轨迹如图2所示,刀具以A点

为切削循环起点,以G00方式沿X方向进给到牙顶X坐标处,再以螺

纹切削方式到Z向终点,形成收尾后到达D点,最后快速返回到A点,

准备下一个循环,依此类推,直至循环结束,加工出完整的螺纹。

以华中世纪星HNC-21数控系统为例, G76指令格式如下:

G76 C(c) R(r) E(e) A(a) X(x) Z(z) I(i)

K(k) U(d) V(△dmin) Q(△d) P(p) F(L)

其中:c:精整次数(1～99),为模态值;

r:螺纹Z向退尾长度(1～99),为模态值;

e:螺纹X向退尾长度(1～99),为模态值;

a:刀尖角度(二位数字),为模态值;在80、60、55、30、29和0六

个角度中选一个;

x、z:绝对编程时,有效螺纹终点C在工件坐标系中的坐标;

i:螺纹切削起点与终点的半径差。当i为0时,为直螺纹切削;

k:螺纹高度,该值由X轴方向上的半径值指定;

△dmin:最小切削深度(半径值);

d:精加工余量(半径值);

△d:第一次切削深度(半径值);

p:单头螺纹切削时,为主轴基准脉冲处距离切削起始点的主轴转

角(缺省值为0);多头螺纹切削时,为相邻螺纹头的切削起点之间对应

的主轴转角。

L:螺纹导程。

2 圆锥外螺纹各主要尺寸的分布位置

如图3所示,圆锥管螺纹是在1:16的圆锥面上加工的特殊细牙螺

纹,相比圆柱管螺纹,圆锥管螺纹能够在没有“生料带”的情况下自行密

封,一般用在高温高压场合,如液压设备、气动设备等。正因如此,圆锥

管螺纹的加工往往是车削加工中比较复杂的一类工件,若在加工中出

现质量问题,就不起密封作用,达不到使用要求。用数控车床加工圆锥

管螺纹时,虽然能保证圆锥管螺纹的加工精度,符合要求,但在编程时,

圆锥管螺纹的锥度及各基点数值的计算往往成为编程人员的一大难

题。那么,如何才能把这个比较复杂的问题简单化呢？通过图3右图

所示,我们只要把圆锥管螺纹的基准平面的尺寸作为标准,就能够很容

易地计算出各编程基点的坐标。

3 基准平面计算法与G76的应用实例

通过对螺纹切削循环指令G76与圆锥管螺纹的分析得知,在进行

圆锥管螺纹编程与时,指令参数有很多,如螺纹的有效终点坐标值、其

次是螺纹退尾长度的确定,只要把这几个数值计算出来了,用G76进行

圆锥管螺纹的编程与加工时,就很简单了。下面通过一个例题来说明

如何利用圆锥管螺纹的基准平面与固有的锥度(1:16)来计算这些数

值。

加工如图4所示R3/4锥管螺纹:

通过查管螺纹标准手册,R3/4管螺纹的螺距P=1.814mm,牙高

h=1.162mm,基准距离为9.5mm,在基准平面内螺纹小径D1=24.117mm,

螺纹大径D=26.441mm。得出上述数据后,可以算出编程时需要的如图

5所示切削起点A、螺纹有效终点C在工件坐标系中的坐标值,根据编

程经验,螺纹收尾长度r取1.5～2倍螺距,约4mm,螺纹升程距离δ同样

取4mm,如图5所示。A点距基准平面的距离为

(9.5+4)=13.5mm,XA=24.117-13.5/16=23.273mm,即A(XA23.273,ZA4)。

C点距基准平面的距离为

即(25-4-9.5)=11.5mm,XC=24.117+11.5/16=24.836mm,

C(XC24.836,ZC21)。同理可计算出锥螺纹外表面大端直径为26.441

+15.5/16=27.41mm,小端直径为26.441-9.5/16=25.847mm。半径差为

0.782mm程序如下(只列出圆锥外表面精加工与G76螺纹加工程序):

O1118

T0101 (换1号刀,确定其坐标系)

G00 X80 Z80 (程序起点或换刀点)

M03 S600 F100

(主轴正转,转速600r/min,进给速度100mm/min)

G00 X45 Z4 (圆锥面加工循环起点)

G80 X27.41 Z-25 I-0.782

(加工圆锥面)

G00 X80 Z80

(返回程序起点或换刀点)

T0202

(换2号刀,加工螺纹,确实其坐标系)

M03 S300

(主轴转速降至300r/min)

G00 X45 Z4

(螺纹加工循环起点,注:起点的X值必须大于圆锥大端直径)

G76

C2R-4E1.162A55X24.836Z-21I-0.782K1.162U0.1V0.1Q0.4F1.814(循环

加工螺纹)

G00 X80 Z80 (返回程序起点)

M05 (主轴停)

M30 (程序结束)

通过对上述分析得知,合理地利用基准平面,可大大简化圆锥管螺

纹在数控编程时的数值计算,使螺纹切削复合循环指令G76在实际应

用中变得方便与简单。

参考文献

[1]GBT_7306[1][1].2-2000_55°密封管螺纹_第2部分:圆锥内螺纹

与圆锥外螺纹.

[2]世纪星车床数控系统HNC-2122T编程说明书.

本文标签： 螺纹圆锥切削