数控车床复合形状固定循环指令编程

项目9数控车床复合形状固定循环指令编程武汉船舶职业技术学院周兰一、内、外圆粗车循环指令编程（G71）该指令应用于圆柱棒料外圆表面粗车、加工余量大、需要多次粗加工的情形。1.指令格式（1）1.指令格式（2）G71U（Δd）R（e）；G71P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）FST；其中：Δd—每次切削深度，半径值给定，不带符号，切削方向决定于AA方向，该值是模态值；e—退刀量，半径值给定，不带符号，该值为模态值；ns—指定精加工路线的第一个程序段段号；nf—指定精加工路线的最后一个程序段段号；Δu—X方向上的精加工余量，直径值指定；Δw—Z方向上的精加工余量；F、S、T—粗加工过程中的切削用量及使用刀具。2.指令循环路线分析●G71粗车外圆加工走刀路线。刀具从循环起点A开始，快速退至C点，退刀量由Δw和Δu/2决定；●快速沿X方向进刀Δd深度，按照G01切削加工，然后按照45°方向快速退刀，X方向退刀量为e，再沿Z方向快速退刀，第一次切削加工结束；●沿X方向进行第二次切削加工，进刀量为e+Δd，如此循环直至粗车结束；●进行平行于精加工表面的半精加工，刀具沿精加工表面分别留Δw和Δu/2的加工余量;●半精加工完成后，刀具快速退至循环起点，结束粗车循环所有动作。3.指令参数正负号确定上述循环指令应用于工件内径轮廓时，G71就自动成为内径粗车循环，此时径向精车余量Δu应指定为负值。图中给出了4种切削模式（所有这些切削循环都平行于Z轴）下U和W的符号判断。4.指令应用说明（1）1）指令中的F、S值是指粗加工中的F、S值，该值一经指定，则在程序段段号“ns”、“nf”之间的所有F、S值无效；该值在指令中也可以不加以指定，这时就是沿用前面程序段中的F、S值，并可沿用至粗、精加工结束后的程序中去。4.指令应用说明（2）2）通常情况下类型I的粗加工循环中，轮廓外形必须采用单调递增或单调递减的形式，否则会产生凹形轮廓不是分层切削而是在半精车时一次性进行切削加工，导致切削余量过大而损坏刀具。如图所示就是轮廓形状没有单调增加时半精加工一次切削凹坑的情形。4.指令应用说明（3）4.指令应用说明（4）3）循环中的第一个程序段即顺序号为“ns”的程序段必须沿着X向进刀，且不能出现Z轴的运动指令，否则会出现程序报警。如“G00X10.0；”正确而“G00X10.0Zl.0；”则错误。4.指令应用说明（5）4）精车循环指令G70应用场合：用G71粗车完毕后，可用G70指令进行精加工。4.指令应用说明（6）5）循环起点的确定：G71粗车循环起点的确定主要考虑毛坯的加工余量、进退刀路线等。一般选择在毛坯轮廓外1～2mm、端面1～2mm即可，不宜太远，以减少空行程，提高加工效率。4.指令应用说明（7）6）“ns”至“nf”程序段中不能调用子程序。7）G71循环时可以进行刀具位置补偿但不能进行刀尖半径补偿。因此在G71指令前必须用G40指令取消原有的刀尖半径补偿。在“ns”至“nf”程序段中可以含有G41、G42指令，对工件精车轨迹进行刀尖半径补偿。5.编程举例（1）【示例2-19】编写如图所示零件的加工程序，毛坯棒料直径为φ45。5.编程举例（2）如图所示零件，表面粗糙度全部为Ra3.2，采用PVC棒，毛坯直径为φ45。加工时采用外圆端面车刀及切断刀，以工件右端面中心作为工件坐标系原点。5.编程举例（3）O2017T0101;（外圆表面粗、精加工）G98M03S500;G00X45.0Z2.0;G71U2.0R1.0;G71P10Q20U0.5W0.25F100;N10G00X30.0;G01Z0.0F60.0;X32.0Z-20.0;Z-27.0;X40.0;X42.0W-1.0;Z-45.0;N20X50.0;5.编程举例（4）S800;G70P10Q20;M05;T0202;（工件切断与倒角）M03S500;G00X46.0Z-38.0;G01X40.0F20.0;X42.0;W1.0;X40.0W-1.0;X2.0;G00X100.0;Z50.0;M05;M30;5.编程举例（5）【示例2-20】编写如图所示零件的加工程序，毛坯预先钻φ8内孔。5.编程举例（6）●采用内径粗车循环指令编写加工程序；●以工件右端面中心为工件坐标系原点；●将循环起点设置在直径为φ6，距离端面为5㎜的地方，选择切削深度为1.5㎜（半径值），退刀量为1㎜；●X方向精加工余量为0.4㎜，Z方向精加工余量为0.1㎜。5.编程举例（7）O2018T0101;G98M03S400;G00X6.0Z5.0;G71U1.5R1.0;G71P10Q20U-0.4W0.1F100;N10G00G41X44.0;G01W-25.0F60.0;X34.0W-10.0;5.编程举例（8）W-10.0;G03X20.0W-7.0R7.0;G01W-10.0;G02X10.0W-5.0R5.0;G01W-18.0;N20X6.0Z-82.0;S1000;G70P10Q20;G00G40Z50.0;X100.0;M05;M30;6.编程练习（1）编写零件加工程序二、端面粗车循环指令编程（G72）该指令应用于圆柱棒料端面粗车，且Z向余量小、X向余量大、需要多次粗加工的情形。1.指令格式（1）1.指令格式（2）G72W（Δd）R（e）；G72P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）FST；其中：Δd—每次切削深度，无正负号，切削方向决定于AA，方向，该值是模态值；e—退刀量，无正负号，该值为模态值；ns—指定精加工路线的第一个程序段段号；nf—指定精加工路线的最后一个程序段段号；Δu—X方向上的精加工余量，直径值指定；Δw—Z方向上的精加工余量；F、S、T—粗加工过程中的切削用量及使用刀具。2.指令循环路线分析G72粗车循环的运动轨迹如图所示，与G71的运动轨迹相似，不同之处在于G72指令是沿着X轴方向进行切削加工的。3.指令参数正负号确定该指令适合于四种切削模式，所有切削模式都是平行于X轴方向。图中给出了4种切削模式（所有这些切削循环都平行于X轴）下U和W的符号判断。4.指令应用说明1）G72指令轮廓必须是单调递增或递减，且“ns”开始的程序段必须以G00或G01方式沿着Z方向进刀，不能有X轴运动指令。2）其它方面与G71相同。5.编程举例（1）【示例2-21】编写如图所示零件的加工程序，毛坯棒料直径为φ75。要求切削循环起点在A（80，1），切削深度为1.2㎜，退刀量为1㎜，X方向精加工余量为0.2㎜，Z方向精加工余量为0.5㎜。5.编程举例（2）O2019T0101;G98M03S400;G00X80.0Z1.0;G72W1.2R1.0;G72P10Q20U0.2W0.5F80.0;N10G00G41Z-60.0;G01X74.0F50.0;Z-50.0;X54.0Z-40.0;Z-30.0G02X46.0Z-26.0R4.0;G01X30.0;Z-15.0;X14.0;5.编程举例（3）G03X10.0Z-13.0R2.0;G01Z-2.0;X6.0Z0.0;N20X0.0;S800;G70P10Q20;G40G00X100.0Z50.0;M05;M30;5.编程举例（4）【示例2-22】编写如图所示零件的加工程序。要求切削循环起点在A（6，3），切削深度为1.2㎜，退刀量为1㎜，X方向精加工余量为0.2㎜，Z方向精加工余量为0.5㎜。5.编程举例（5）O2020T0101;G98M03S400;G00X6.0Z3.0;G72W1.2R1.0;G72P10Q20U-0.2W0.5F50.0;N10G00G42Z-61.0;G01X12.0W3.0F30.0;Z-47.0;G03X16.0Z-45.0R2.0;G01X30.0;Z-34.0;X46.0;G02X54.0W4.0R4.0;G01Z-20.0;X74.0Z-10.0;5.编程举例（6）N20Z0.0;S800;G70P10Q20;G40G00Z50.0;X100.0;M05;M30;6.编程练习（6）编写零件加工程序三、固定形状粗车循环指令编程（G73）该指令适合于轮廓形状与零件轮廓形状基本接近的铸件、锻件毛坯的粗加工。1.指令格式（1）1.指令格式（2）G73U（Δi）W（Δk）R（d）；G73P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）FST；其中：Δi—X方向总退刀量，半径值指定，为模态值；Δk—Z方向总退刀量，为模态值；d—分层次数，此值与粗切重复次数相同，为模态值；ns—指定精加工路线的第一个程序段段号；nf—指定精加工路线的最后一个程序段段号；Δu—X方向上的精加工余量，直径值指定；Δw—Z方向上的精加工余量；F、S、T—粗加工过程中的切削用量及使用刀具。2.指令循环路线分析G73指令走刀路线如图所示，执行指令时每一刀切削路线的轨迹形状是相同的，只是位置不断向工件轮廓推进，这样就可以将成形毛坯（铸件或锻件）待加工表面加工余量分层均匀切削掉，留出精加工余量。3.指令应用说明1）G73指令只适合于已经初步成形的毛坯粗加工。对于不具备类似成形条件的工件，如果采用G73指令编程加工，则反而会增加刀具切削时的空行程，而且不便于计算粗车余量。2）“ns”程序段允许有X、Z方向的移动。4.编程举例（1）【示例2-23】编写如图所示零件的加工程序。设切削起点在A（60，5），X、Z方向粗加工余量分别为3㎜、0.9㎜，粗加工次数为3，X方向精加工余量为0.6㎜，Z方向精加工余量为0.1㎜。其毛坯为锻造毛坯，形状如图中双点划线所示。4.编程举例（2）O2021T0101;G98M03S400;G00X60.0Z5.0;G73U3.0W0.9R3;G73P10Q20U0.6W0.1F80.0;N10G00G42X4.0Z1.0;G01X10.0Z-2.0F50.0;Z-20.0;G02X20.0Z-25.0R5.0;G01Z-35.0;G03X34.0Z-42.0R7.0;G01Z-52.0N20X44.0Z-62.0;S800;G70P10Q20;G40G00X100.0Z50.0;M05;M30;四、精车循环指令编程（G70）当用G71、G72、G73指令粗车工件后，用G70指令来指定精加工循环，切除粗加工后留下的精加工余量。1.指令格式G70P（ns）Q（nf）;其中:ns—精车循环中的第一个程序段号；nf—精车循环中的最后一个程序段号。2.指令应用说明1）在精车循环G70状态下，“ns”至“nf”程序中指定的F、S、T有效；如果“ns”至“nf”程序中不指定F、S、T，粗车循环中指定的F、S、T有效，其编程方法见上述几例。2）在使用G70精车循环时，要特别注意快速退刀路线，防止刀具与工件发生干涉。五、内外圆复合固定循环指令使用注意事项（G71、G72、G73、G70）循环指令比较项目内、外圆粗车循环指令G71端面粗车循环指令G72固定形状粗车循环指令G73精车循环指令编程G70关于指令选用用于对轴向切削尺寸大于径向切削尺寸的毛坯工件进行粗车循环用于对径向切削尺寸大于轴向切削尺寸的毛坯工件进行粗车循环用于已成型毛坯的粗车循环用于零件轮廓的精加工关于精加工程序段中（ns~nf之间）不能含有的指令·除G04(暂停)以外的00组的非模态G代码(如参考点返回和G71～G76固定循环指令等)·除G00、G01、G02和G03以外的所有01组G代码(如G90、G92、G94等切削指令)·06组G代码·宏程序调用或子程序调用指令1.复合循环指令应用注意事项（1）1.复合循环指令应用注意事项（2）循环指令比较项目内、外圆粗车循环指令G71端面粗车循环指令G72固定形状粗车循环指令G73精车循环指令编程G70关于F、S、T执行情况执行G71～G73循环时，只有在G71～G73指令的程序段中F、S、T是有效的，在调用的程序段ns～nf之间编入的F、S、T功能将被全部忽略在执行G70精车循环时，G71～G73程序段中指令的F、S、T功能无效，F、S、T值决定于程序段ns～nf之间编入的F、S、T功能。N指令禁用场合在MDI方式下不能使用指令G70、G71、G72或G73，否则产生67号P/S报警关于精加工程序段地址号使用当执行G70、G71、G72或G73时，用地址P和Q指定的顺序号不应当在同一程序中指定两次以上关于精加工余量符号确定G71～G73程序段中的Δw、Δu是指精加工余量值，该值按其余量的方向有正、负之分，其正、负值是根据刀具位置和进、退刀方式来进行判定六、综合编程示例1.综合编程示例（1）【示例2-24】零件图如图所示，毛坯棒料尺寸为φ25×65，对该零件加工进行 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 设计并编写数控加工程序。1.综合编程示例（2）（1）零件结构工艺性分析该零件为轴类零件，由圆柱体、圆锥体、球体和圆弧倒角等形状构成。工件需要采用两次装夹进行加工，左右两端形状沿Z轴方向径向尺寸逐渐增大。工件右侧有形位公差要求，锥体的锥度误差为0.05mm，球体的圆弧度公差为0.05mm，工件外圆柱面有尺寸公差要求，为了保证零件尺寸精度要求，对带有尺寸公差的尺寸编程时宜采用中间值编程。外圆柱面表面粗糙度均为Ra1.6μm，圆弧面和锥面为Ra3.2μm，为了满足端面和球面表面粗糙度要求，编程时应采用恒线速切削。工件总长度要求为60土0.1，无热处理和硬度要求。1.综合编程示例（3）（2）机床选择可选择通用卧式数控车床，如选用济南第一机床厂生产卧式数控车床，配置FANUC0iMate数控系统。1.综合编程示例（4）（3）毛坯选择选择φ25×65圆柱棒料，材料为45钢。1.综合编程示例（5）（4）工件装夹方式确定先选用三爪卡盘夹持棒料，加工出工件左端面，然后工件掉头，用软卡爪夹持已加工表面并加工出球头端工件形状。（5）刀具选择根据轮廓形状及零件加工精度要求，选择90°外圆车刀作为粗加工刀具（T0101），选择93°外圆车刀作为精加工刀具（T0202）。1.综合编程示例（6）（6）零件加工工艺路线设计用端面切削循环指令（G94）进行零件端面加工（平端面），用G71指令进行零件左端形状的粗、精加工到图纸要求；工件掉头，用端面切削循环指令（G94）加工工件右端面并保证工件全长，用G71指令进行球头端工件的粗、精加工至尺寸。1.综合编程示例（7）（7）切削用量选择粗加工时主轴转速为400r/min，进给量为80㎜/min,精加工时主轴转速为800r/min，进给量为40㎜/min。恒线速加工时限定主轴最高转速为2000r/min，保持恒线速为100m/min。1.综合编程示例（8）零件图号WHCY2022-23零件名称内外圆复合固定循环指令综合编程工件刀具表量具表工具表刀具刀号刀具名称序号量具名称及规格序号工具名称及规格T0190°外圆车刀11T0293°外圆车刀22序号工艺内容切削用量备注ap（㎜）n（r/min）f（㎜/r）1工件端面加工，平端面并见光0.512000.22φ20、φ24圆柱体粗加工并留出精加工余量1.54000.53φ20、φ24圆柱体精加工至尺寸，倒角0.258000.34工件掉头并装夹5加工球头端工件端面并保证工件全长24000.26球头、圆锥体、φ14、φ20圆柱体粗加工并留出精加工余量1.54000.57球头、圆锥体、φ14、φ20圆柱体精加工至尺寸并倒角倒圆0.258000.31.综合编程示例（9）O2022T0101;G99M03S400;G00X26.0Z2.0;G94X-1.0Z0.0F0.2;G71U1.5R0.5;G71P10Q20U0.5W0.1F0.5;N10G00G42X12.983;G01X19.983Z-1.5F0.3;Z-13.0;X23.983;N20Z-32.0S800;T0202G70P10Q20;G40G00X100.0Z100.0;M05;M30;1.综合编程示例（10）O2023T0101;G99M03S400;G00X26.0Z5.0;G94X-1.0Z3.0F0.2;Z1.0;Z0.0;G71U1.5R0.5;G71P10Q20U0.5W0.1F0.5;N10G00G42X0.0;G01Z0.0F0.3;G03X10.393Z-9.0R6.0;G01X13.983Z-15.0;Z-20.0;G02X17.983Z-22.0R2.0;G01X18.0;G03X20.0Z-23.0R1.0;G01Z-29.0;X20.983;N20X27.983Z-32.5;T0202G70P10Q20;G00G40X100.0Z100.0;M05;M30;1.综合编程示例（11）【实训项目9-1】工艺设计及编写零件加工程序1.综合编程示例（12）【实训项目9-2】工艺设计及编写零件加工程序技术要求：1．内孔两端未注倒角为C1;2．工件外圆两端面未注倒角为C0.51.综合编程示例（12）【实训项目9-3】工艺设计及编写零件加工程序