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1、6．5 攻絲工藝編程 6．5．1 攻絲加工的內容、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，為零件間連接結構，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螺紋，熟悉有關螺紋結構尺寸、技術要求的常識，是學習攻絲工藝的重要基礎。 普通螺紋的基本尺寸如下： (1)螺紋大徑：d＝D (螺紋大徑的基本尺寸與公稱直徑相同) (2)中徑： d2＝D2＝d－0.6495P (3)牙型高度：H＝

2、O.5413P (4)螺紋小徑：d1＝D1＝d－1.0825P 如圖6-5-1中M10-7H的螺紋，為普通右旋內螺紋。查表得螺距P＝1.5，其基本尺寸： 螺紋大徑：D＝10； 螺紋中徑： D2＝D－0.6495P＝9.02 圖6-5-2絲錐基本結構 螺紋小徑：D1＝D－1.0825P＝8.36 中徑公差帶代號7H 小徑公差帶代號7H 牙型高度：H＝O.5413P＝0.82 螺紋有效長度：L＝20.0 螺紋孔口倒角：C1.5 6．5．2 絲錐及選用 絲錐加工內螺紋的一種常用刀具，其基本結構是一個軸向開槽的外螺紋，如圖6-5-2所示。螺紋部分可分為切削錐部分和校準部分。

3、切削錐磨出錐角，以便逐漸切去全部余量；校準部分有完整齒形，起修光、校準和導向作用。工具尾部通過夾頭和標準錐柄與機床主軸錐孔聯(lián)接。 攻絲加工的實質是用絲錐進行成型加工, 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，影響內螺紋孔加工質量。 根據(jù)絲錐倒角長度的不同，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浮動絲錐 絲錐的倒角長度可以用螺紋線數(shù)表示，錐形絲錐的常見線數(shù)為8～10，插絲絲錐為3～5，平底絲錐為1～

4、1.5。各種絲錐的倒角角度也不一樣，通常錐形絲錐為4～5，插絲絲錐為8～13，平底絲錐為25～35。 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來，倒角越長，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，見圖6-5-3；浮動絲錐（張力補償型絲錐，見圖6-5-4。 浮動型絲錐刀套的設計給絲錐一個和手動攻絲所需的類似的“感覺”，這種類型的刀套允許絲錐在一定的范圍縮進或伸出，而且，浮動刀套的可調扭矩，用以改變絲錐張緊力。 使用剛性絲錐則要求CNC機床控制器具有同步運行功能，攻絲時，必須保持絲錐導程和主軸轉速

5、之間的同步關系：進給速度＝導程轉速。 除非CNC機床具有同步運行功能，支持剛性攻絲，否則應選用浮動絲錐，但浮動型絲錐較為昂貴。 浮動絲錐攻絲時，可將進給率適當下調5％，將有更好的攻絲效果，當給定的Z向進給速度略小于螺旋運動的軸向速度時，錐絲切入孔中幾牙后，絲錐將被螺旋運動向下引拉到攻絲深度，有利于保護浮動絲錐，一般，攻絲刀套的拉伸要比刀套的壓縮更為靈活。 數(shù)控機床有時還使用一種叫成組絲錐的刀具，其工作部分相當于2～3把絲錐串聯(lián)起來，依次分別承擔著粗精加工。這種結構適用于高強度、高硬度材料或大尺寸、高精度的螺紋加工。 6．5．3 CNC機床攻絲工藝與編程的要點 圖6-5-5加工右

6、旋螺紋G84循環(huán)和加工左旋螺紋G 74循環(huán) 1．攻螺紋動作過程 攻絲是CNC銑床和CNC加工中心上常見的孔加工內容，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刀套。攻絲步驟如下： 第1步： X、Y定位。 第2步：選擇主軸轉速和旋轉方向。 第3步：快速移動至R點 第4步：進給運動至指定深度。 第5步：主軸停止。 第6步：主軸反向旋轉。 第7步：進給運動返回。 第8步：主軸停止。 第9步：快速返回初始位置。 第10步：重新開始主軸正常旋轉。 2．攻絲循環(huán)G84、 G74格式 ⑴ 指令格式： 攻左旋螺紋：

7、G74 X～Y～Z～R～P～F～； 攻右旋螺紋：G84 X～Y～Z～R～P～F～； ⑵ 孔加工動作： 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，主軸反轉，在XY平面快速定位后快速移動到R點，執(zhí)行攻螺紋到達孔底后，主軸正轉退回到R點，主軸恢復反轉，完成攻螺紋動作。 G84動作與G74基本類似，只是G84用于加工右旋螺紋。執(zhí)行該循環(huán)時，主軸正轉，在G17平面快速定位后快速移動到R點，執(zhí)行攻螺紋到達孔底后，主軸反轉退回到R點，主軸恢復正轉，完成攻螺紋動作。 攻螺紋時進給率根據(jù)不同的進給模式指定。當采用G94模式時，進給速度＝導程轉速。當采用G95模式時

8、，進給量 ＝導程。在G74與G84攻螺紋期間，進給倍率、進給保持均被忽略。 ⑶ 攻內螺紋程序例 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 S100 G99 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

9、藝數(shù)據(jù)的確定 ⑴ 底孔直徑大小 絲錐攻內螺紋前，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張量等因素。 絲錐攻螺紋時，伴隨較強的擠壓作用。因此，金屬產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稍大于螺紋小徑，否則攻螺紋時因擠壓作用，使螺紋牙頂與絲錐牙底之間沒有足夠的容屑空間，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將更為嚴重。但是底孔不宜過大，否則會使螺紋牙型高度不夠，降低連接強度。 底孔直徑大小，要根據(jù)工件材料塑性大小及鉆孔擴張量考慮，按經驗公式計算得出： ①在

10、加工鋼和塑性較大的材料及擴張量中等的條件下： D鉆＝D－P 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。 ②在加工鑄鐵和塑性較小的材料及擴張量較小的條件下： D鉆＝D－(1.05～1.1)P ⑵ 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，為了正確地加工一個螺紋孔，必須根據(jù)所加工孔的結構特征和規(guī)格來選擇絲錐，絲錐的切削錐角形狀或錐角的長度不僅影響絲錐攻絲的編程深度，而且影響預加工孔的編程深度。 攻不通孔螺

11、紋時，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?。? H鉆＝h有效+0．7D 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。 ⑶ 工藝計算例： 分別計算在鋼件和鑄鐵件上攻M10螺紋時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 ，P＝1.5mm。 鋼件攻螺紋底孔直徑： D鉆＝D－P＝10—1.5—8.5(mm) 鑄鐵件攻螺紋底孔直徑： D鉆＝D－(1.05～1.1)P ＝10－(1.05～1.1)1.5 ＝10－(1.575～1.65)

12、＝8.425～8.35(mm)。 取D鉆＝8．4(mm)(按鉆頭直徑標準系列取一位小數(shù)) 底孔深度：H鉆＝ h有效+0.7D＝20+0.7 10＝27(mm) ⑷ 孔口倒角 用锪鉆或鉆頭在孔口倒角，其直徑應大于螺紋大徑尺寸。這樣，可使絲錐開始時容易切入，并可防止孔口的螺紋牙崩裂。 ⑸ 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

13、的起點位置，Z向深度是螺紋絕對值深度。例中攻絲加工時，R平面的高度值為R10㎜，一般要比鉆孔、鉸孔、單點鏜以及其它孔加工循環(huán)中使用的R值要高一些，而且其進給率通常也很大。但這些值的選擇都是有原因的，因為設計的攻絲加工運動要符合CNC同步運行控制特點。當主軸處于特定轉速時，進給運動的速度必須達到相應的定值才能正確加工螺紋。 如，當主軸500r/min時，加工螺距為1.5mm的螺紋，進給速度必須達到1.5500＝750(mm/min)的速度時加工的螺紋才是正確的。 因此，數(shù)控機床的螺紋加工時，無論是車削螺紋還是攻內螺紋，在擬定螺紋加工路線時，須設置足夠長的進給運動的升速段和降速段。 6．5．

14、4 攻內螺紋工藝編程實例 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的四個螺紋孔，4-M10—7H為普通右旋內螺紋，螺距P＝1．5，其大徑10；中徑7H、小徑公差帶代號7H；螺紋有效長度：L＝15.0；螺紋孔口倒角：C1.5。 1．實例工藝分析 ⑴ 螺紋孔加工過程分析： 加工4M10螺紋的方法是，先用φ18 mm點鉆（鉆頭角900）加工4M10的引正孔并同時完成C1.5孔口倒角，再鉆4M10底孔，最后攻絲4M10。 ⑵ 孔加工循環(huán)的選擇： φ18 mm點鉆加工引正孔、孔倒角應用G82孔加工循環(huán)，4M10底孔加工用G81孔加工循環(huán)

15、， 4M10是右旋螺紋，攻絲理應用G84孔加工循環(huán)。 ⑶ 坐標系及螺紋孔XY位置值： 坐標系設定如圖6-5-1，4M10的XY坐標分別是1#（33，30）；2#-（-33，30）；3#（-33，-30）；4#（33，-30）。 ⑷ 孔加工循環(huán)的高度平面選擇 Z向R面高度：對G81、G82為螺紋孔上表面上方3㎜，對G84應大一點，為螺紋孔上表面上方10㎜比較保險。 初始平面高度：為螺紋孔上表面上方20㎜。 孔底面高度： ①鉆φ8.5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。 ②φ18 mm點鉆加工孔倒角 鉆頭角為900，倒角C1，則深度位置在上表面下方：1

16、㎜+0.5 D＝1+0.510＝6㎜。 ③對絲錐深度位置：?。篫-27。 ⑸ 攻螺紋底孔直徑的確定 攻螺紋底孔直徑：D鉆＝D－P＝10－1.5＝8.5 (mm) ⑹ 鉆削用量的計算 設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。 f＝1.5㎜/r，取v＝12m／min 主軸轉速，S＝1 000 V/πD≈3181210≈380r/min 則F＝1.5S＝1.5380＝570㎜/min 浮動刀套可下調5%，則修改F＝5700.95≈540㎜/min 2．孔加工編程 加工程序編制如下： O6501 (T01—18mm直徑的點鉆) G21

17、 G17 G40 G80 T01 T01 M06 G90 G54 G00 X33Y30 S350 M03 T02 G43 Z50.0 H01 M08 G99 G82 R5.0 Z-6.5 P100 F35 M98 P6502 G80 Z50.0 M09 G49 G28 Z10.0 M05 M01 (T02—8.5mm直徑鉆頭加工底孔) T02M06 G90 G54 G00 X33 Y30 S600 M03 G43 Z50.0 H02 M08 G99 G81R5.0 Z-35.0 F50 M98 P6502 G80 Z50.0 M09 G28 Z50.0 M05 M01 (T03攻螺紋) T03M06 G90 G54 G00 X33 Y30 S380 M03 T03 G43 Z50.0 H03 M08 G99 G84 R10.0 Z-27.0 P100 F540 M98 P6502 G80 Z50.0 M09 G49 G28 M05 M30 2#3#4#孔定位子程序： O6502 X-33 Y30 X-33 Y-30 X33 Y-30 M99；