隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和形狀越來越復(fù)雜，特別是航空產(chǎn)品和模具產(chǎn)品等，它們結(jié)構(gòu)復(fù)雜且精度要求較高，為了能高效、高精度地加工出此類產(chǎn)品，數(shù)控加工

　　是必須的選擇。數(shù)控機(jī)床是一種自動化程度較高的集計(jì)算機(jī)、自動控制、自動檢測及精密機(jī)械為一體的機(jī)電一體化加工設(shè)備，與普通機(jī)床相比，它具有可實(shí)現(xiàn)高難度、高精度和高效率加工的特點(diǎn)。

　　為了便于自動、高效、高精度地加工結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高的機(jī)械產(chǎn)品，數(shù)控車床都配備了切削循環(huán)加工指令。以FANUC-0i系統(tǒng)為例，為了實(shí)現(xiàn)外圓或內(nèi)腔表面的自動切削循環(huán)，該系統(tǒng)配備了實(shí)現(xiàn)不同切削循環(huán)功能的指令：G70、G71、G72和G73。因此我們只有正確地理解它們的功能和特點(diǎn)，才能正確地加以應(yīng)用，從而編制出合理的數(shù)控加工程序。

　　一、數(shù)控車床加工零件的特點(diǎn)

　　(1)車床加工零件表面通常較復(fù)雜，除了基本的回轉(zhuǎn)表面外，常帶有凹凸圓弧的變截面、溝槽和凸臺等。

　　(2)毛坯余量不均，常常需要多次加工，循環(huán)重復(fù)的動作多。

　　(3)外圓表面精度要求通常較高。

　　(4)工藝復(fù)雜，走刀路線復(fù)雜。基本都會用到外圓粗車復(fù)合循環(huán)指令，如G71指令等。

　　(5)對刀具的切削性能要求較高，要求的刀具種類也多。

　　二、復(fù)合循環(huán)指令G71、G72、G73和G70的功能

　　1.G71外圓粗車循環(huán)指令

　　該指令的運(yùn)動軌跡，如圖1所示。

　　其編程格式：G71 U ( & #8710;d) R (e) G71 P (ns) Q (nf) U ( & #8710;u) W (& #8710;w) F (f) S (s) T (t)式中：

　　& #8710;d——背吃刀量;e——退刀量;ns——精加工輪廓程序段中開始程序段號;nf——精加工輪廓程序段中開始程序段號;& #8710;u——X軸向精加工余量;& #8710;w——Z軸向精加工余量;f、s、t分別為進(jìn)給量、主軸轉(zhuǎn)速和刀具號。

　　G71外圓粗車循環(huán)指令適用于軸向尺寸較長的外圓柱面或內(nèi)孔面，需多次走刀才能完成的粗加工，但該指令的應(yīng)用有它的局限性，即零件輪廓必須符合X軸、Z軸方向同時(shí)單調(diào)增大或單調(diào)減小。如圖2所示的結(jié)構(gòu)就不適合用G71指令加工成形。

　　2.G72端面粗車循環(huán)指令

　　該指令的運(yùn)動軌跡，如圖3所示。

　　其編程格式：G72 W ( & #8710;d) R (e) G72 P (ns) Q (nf) U ( & #8710;u) W (& #8710;w) F (f) S (s) T (t)

　　式中：& #8710;d——背吃刀量;e——退刀量;其余各項(xiàng)含意與G71相同。

　　端面粗車循環(huán)指令G72也是一種復(fù)合循環(huán)指令，與G71所不同的是該指令適合于Z向余量小、X向余量大的回轉(zhuǎn)體零件(如圖4所示)粗加工，所加工的零件同樣要符合X軸、Z軸方向同時(shí)單調(diào)增大或單調(diào)減小的特點(diǎn)。

　　3.G73封閉切削循環(huán)指令

　　該指令的運(yùn)動軌跡，如圖5所示。

　　其編程格式：G73 U(i) W(k) R(d)G73 P(ns) Q(nf) U(△u) W(△w) F(f) S(s) T(t)

　　式中：i——X軸向總退刀量;k——Z軸向總退刀量(半徑值);d——重復(fù)加工次數(shù);其余各項(xiàng)含意與G71相同。

　　復(fù)合固定循環(huán)指令G73是一種多次成形封閉切削循環(huán)指令，該指令適于對已基本成形的鑄、鍛毛坯切削，如圖6所示，對零件輪廓的單調(diào)性則沒有要求。而仍使用G71、G72指令則會產(chǎn)生許多無效切削，且浪費(fèi)時(shí)間。

　　4.G70精加工循環(huán)

　　由G71、G72、G73完成粗加工后，可以用G70進(jìn)行精加工。精加工時(shí)，G71、G72、G73程序段中的F、S、T指令無效，只有在ns～nf程序段中的F、S、T才有效。

　　編程格式;G70 P(ns) Q(nf)

　　式中：ns——精加工輪廓程序段中開始程序段的段號;nf——精加工輪廓程序段中結(jié)束程序段的段號。

　　例如，在G71、G72、G73程序應(yīng)

　　用例中的nf程序段后再加上“G70 Pns Qnf”程序段，并在ns～nf程序段中加上精加工適用的F、S、T，就可以完成從粗加工到精加工的全過程了。

　　三、正確使用復(fù)合切削循環(huán)指令的注意事項(xiàng)

　　1.指令格式

　　在G71或G72指令后的第一個(gè)程序段ns應(yīng)含有G00或G01指令，如果程序段

　　中不含G00或G01指令，數(shù)控系統(tǒng)就會報(bào)警。同時(shí)，根據(jù)G71、G72指令的不

　　同，在ns段的G代碼后只能含有一個(gè)方向的指令(G71指令后的ns段只能含有X軸指令，G72指令后的ns段只能含有Z軸指令)。

　　2.循環(huán)起點(diǎn)的制定

　　循環(huán)起點(diǎn)確定了開始下刀的位置。G71粗車循環(huán)在加工內(nèi)腔，從循環(huán)起點(diǎn)開始下刀，每次沿X軸進(jìn)給U，直到完成切削。因此，循環(huán)起點(diǎn)的制定既要保證刀具進(jìn)退刀均在工藝孔內(nèi)而不會撞刀，又要考慮起點(diǎn)的X方向不能離工藝孔內(nèi)壁(毛坯)太遠(yuǎn)，否則，將走空刀;而G72粗車循環(huán)在加工內(nèi)腔時(shí)循環(huán)起點(diǎn)的Z方向也應(yīng)盡量靠近毛坯端部，以減少切削時(shí)走空刀。由于工藝孔的尺寸不可能做得很大，因此在對刀時(shí)要反復(fù)測量，以免撞刀。

　　3.切削參數(shù)的位置

　　粗車循環(huán)G71、G72與精加工循環(huán)G70總是成對出現(xiàn)的，兩者的切削參數(shù)T、S、F不同。根據(jù)循環(huán)的指令格式，切削參數(shù)應(yīng)分別置于G71、G72和G70指令段內(nèi)，不應(yīng)置于構(gòu)成精加工形狀的程序段群(ns～nf)內(nèi)。對粗車循環(huán)G71、G72而言，順序號ns～nf之間程序段中的F、S、T功能都無效，但對精加工循環(huán)G70而言，順序號ns～nf間的指令F、S、T是有效的，因此，如將粗加工的F、S、T置于構(gòu)成精加工形狀的程序段群(ns～nf)內(nèi)，在程序后部配套使用精加工循環(huán)G70時(shí)，需要重新調(diào)用程序段群(ns～nf)的指令，就會造成精加工切削參數(shù)錯(cuò)誤。

　　此外，也要注意不要把G71、G72粗車循環(huán)和G73封閉循環(huán)使用混淆。G71、G72粗車循環(huán)的刀路軌跡只能是單調(diào)上升或下降，而G73封閉切削循環(huán)的刀路軌跡可以是波浪形的。

　　四、編程實(shí)例

　　圖7為帶有凹弧的回轉(zhuǎn)體零件，需要通過數(shù)控車床加工來完成，根據(jù)前面所述G71和G73的特點(diǎn)，采用G73編程較合理。若要用G71編程，則要將該零件進(jìn)行分段，可以分成OABC段和CDE兩段分別采用G71進(jìn)行粗加工編程，從而解決刀路軌跡單調(diào)性的問題。

　　取工件右段回轉(zhuǎn)中心為編程原點(diǎn)，采用G73所編的粗加工程序如下。

　　0 0001;(程序名)

　　N10 M03 S800 T0101 ;

　　N20 G00 X60 Z5;(起刀點(diǎn))

　　N30 G73 U5 W5 R6;

　　N40 G73 P50 Q110 U0.3 W0.1

　　F0.4;

　　N50 G01 X0 F0.25;(進(jìn)刀點(diǎn))

　　N60 Z0; (O點(diǎn))

　　N70 G03 X48 Z-24 R24;(A點(diǎn))

　　N80 G01 Z-34; (B點(diǎn))

　　N90 G02 X48 Z-64 R20;(D點(diǎn))

　　N100 G01 Z-74 ;(E點(diǎn))

　　N110 G01 X50;(退刀點(diǎn))

　　N120 G00 X100 Z100;

　　…

　　采用G71需將OABC段和CDE段分開編寫粗加工程序，以符合復(fù)合循環(huán)指令G71的特點(diǎn)，而精加工可采用G70編程或根據(jù)工件輪廓基點(diǎn)直接編程，所編的粗加工程序如下。

　　0 0002;(程序名)

　　N10 M03 S800 T0101 ;

　　N20 G00 X60 Z5;

　　N30 G71 U2 R0.5;

　　N40 G71 P50 Q100 U0.3 W0.1

　　F0.4;

　　N50 G01 X0 F0.25;(進(jìn)刀點(diǎn))

　　N60 Z0;(O點(diǎn))

　　N70 G03 X48 Z-24 R24;(A點(diǎn))

　　N80 G01 Z-34;(B點(diǎn))

　　N90 G02 X34.5 Z-49 R20;(C點(diǎn))

　　N100 G01 X50;(退刀點(diǎn))

　　N110 G00 X100 Z100;(粗車OABC段)

　　N120 G00 X60 Z-49;(起刀點(diǎn))

　　N130 G71 U2 R0.5;

　　N140 G71 P150 Q180 U0.3

　　W0.1 F0.4;

　　N150 G01 X34.5 F0.25;(C點(diǎn))

　　N160 G02 X48 Z-64 R20;(D點(diǎn))

　　N170 G01 Z-74;(E點(diǎn))

　　N180 G01 X50;(退刀點(diǎn))

　　N190 G00 X100 Z100;(粗車CDE段)

　　…

　　五、結(jié)束語

　　復(fù)合固定循環(huán)G70、G71、G72和G73指令通過定義零件的加工刀具軌跡來進(jìn)行零件的粗車和精車，在程序中只需設(shè)置好切削深度、精車余量、進(jìn)給量等參數(shù)，則數(shù)控系統(tǒng)自動計(jì)算出刀具路徑，自動對零件進(jìn)行多次加工。因此，只有理解它們的功用、特點(diǎn)和區(qū)別并正確地加以應(yīng)用，才能大大地簡化編程，提高加工效率。