華中數(shù)控車床G71指令應(yīng)用探析

摘 要：在生產(chǎn)實(shí)踐和教學(xué)工作中，數(shù)控車床的手工編程經(jīng)常使用內(nèi)（外）徑粗車復(fù)合循環(huán)指令G71 ，該指令可以很大程度上縮短加工程序的長(zhǎng)度，使編輯的程序得到優(yōu)化，因此G71指令在數(shù)控車床手工編程中具有重要意義，由于數(shù)控機(jī)床種類較多，但利用粗車復(fù)合循環(huán)加工指令G71 加工零件時(shí)，在各種數(shù)控車床中相差甚大。下面僅以華中數(shù)控系統(tǒng)的為例，研究?jī)?nèi)外徑粗車復(fù)合循環(huán)指令G71 在數(shù)控車床加工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：華中數(shù)控車床；G71 應(yīng)用；復(fù)合循環(huán)指令

0 前言

伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各種自動(dòng)編程軟件不斷出現(xiàn)，為數(shù)控加工帶來極大便利，但手工編程由于其編程方便快捷，針對(duì)性強(qiáng)，對(duì)一些形狀相對(duì)簡(jiǎn)單，工藝不太復(fù)雜的零件，具有一定優(yōu)勢(shì)，所以在現(xiàn)今數(shù)控加工當(dāng)中中仍占有重要地位。內(nèi)（外）徑粗車復(fù)合循環(huán)指令G71指令在編程中經(jīng)常使用到，它可以簡(jiǎn)化程序，優(yōu)化加工方案，但G71指令中代碼和需要注意的事項(xiàng)較多，在學(xué)習(xí)過程中不容易理解掌握，尤其在實(shí)踐過程中，如果出現(xiàn)運(yùn)用錯(cuò)誤，不但不能保證工件的公差工尺寸和其他技術(shù)要求，還可能會(huì)出現(xiàn)撞刀，引發(fā)安全事故。所以有必要對(duì)數(shù)控車床G71指令的編程方式進(jìn)行探討與分析，下面就以華中數(shù)控車床為例，討論該指令在數(shù)控車床加工中的應(yīng)用。

1 G71指令的格式及代碼含義

G71是內(nèi)（外）徑粗車復(fù)合循環(huán)指令。數(shù)控車床在車削加工圓棒料或在加工余量比較大的情況下使用，要求外形尺寸單一變化。G71有兩種情形的格式：

1.1 無凹槽加工時(shí)

格式：G71 U（? d） R（r） P（ns） Q（nf） X（? x） Z（? z） F（f） S（s） T（t）；

參數(shù)說明：

△d：切削深度（每次切削量），指定時(shí)不加符號(hào)。

r：每次退刀量；

ns、nf：分別指精加工路徑中第一程序段和最后程序段的順序號(hào)；

x、z ：分別指x、z 方向精加工余量；

f、s、t：粗加工時(shí) G71 中編程的 f、s、t 有效，而精加工時(shí)處于 ns 到 nf 程序段之間的f、s、t有效。

1.2 有凹槽加工時(shí)

格式：G71 U（? d） R（r） P（ns） Q（nf） E（e） F（f） S（s） T（t）；

參數(shù)說明：

e：精車余量，其為 X軸方向的等高距離；外徑切削時(shí)為正，內(nèi)徑切削時(shí)為負(fù)。

2 G71指令使用時(shí)常見問題分析

（1）指令使用不當(dāng)，G80、G71、G72、G73應(yīng)用范圍問題。G71是外圓粗車循環(huán)，它和G80外圓切削單一循環(huán)的區(qū)別是：G80全稱是外圓切削單一循環(huán)，它的走刀軌跡是可細(xì)分為4個(gè)加工步驟的單一循環(huán)，如果工件加工余量較大，就需多次調(diào)用，重復(fù)加工，使編輯的程序變得異常復(fù)雜。G71指令可以看做多個(gè)G80指令的復(fù)合，可以自動(dòng)通過數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部計(jì)算，通過加工余量和設(shè)定的背吃刀量計(jì)算出需要循環(huán)的次數(shù)，自動(dòng)進(jìn)行加工，并且可以在最后一次進(jìn)到過程中進(jìn)行精加工。G72是端面切削復(fù)合循環(huán)，它和G71是內(nèi)（外）徑粗車復(fù)合循環(huán)指令最大區(qū)別在于走刀路徑不同，G72主要平行于X軸，G71主要平行于Z軸，所以G72一般適用于徑向大于軸向的零件，如盤類零件，而G71一般適用于軸向大于徑向的零件，如長(zhǎng)軸累零件。G73指令全稱為：封閉切削循環(huán)指令，它與G71的區(qū)別主要也在刀具的運(yùn)行軌跡上，G71指令的刀具的運(yùn)行軌跡只能是一直呈上升趨勢(shì)或者一直呈下降趨勢(shì)，而G73指令的刀具的運(yùn)行軌跡可以是起伏”的曲線。

（2）指令中參數(shù)設(shè)置問題。華中車床數(shù)控系統(tǒng)中內(nèi)（外）徑粗車復(fù)合循環(huán)指令G71本身包含粗車與與精加兩個(gè)部分，這點(diǎn)與其他數(shù)控系統(tǒng)如FANUC數(shù)控系統(tǒng)有著很大不同。FANUC數(shù)控系統(tǒng)中，G71與G70總是成對(duì)并同時(shí)使用，G71在前，G70緊隨其后，兩者的參數(shù)設(shè)置T、S、F不同，G71是粗車G70為精車。而華中車床數(shù)控系統(tǒng)中內(nèi)（外）徑粗車復(fù)合循環(huán)指令G71粗車和精車的切削參數(shù)均在置于G71指令段內(nèi)，在精加工工件輪廓的程序段（ns-nf）內(nèi)為精加工，其他為初加工。精加工和粗加工時(shí)的切削參數(shù)均需要特別指定，如過將粗加工的F、S、T等切削參數(shù)放置于在精加工工件輪廓的程序段（ns-nf）內(nèi)，在程序后部配套使用精加工循環(huán)時(shí)，就會(huì)造成精加工切削參數(shù)錯(cuò)誤，影響工件加工后的精度和表面粗糙度。

（3）起刀點(diǎn)和循環(huán)起點(diǎn)設(shè)置問題。起刀點(diǎn)是刀具開始運(yùn)行的起點(diǎn)，可以以是空行程，而循環(huán)起點(diǎn)確定了加工時(shí)刀具從何位置開始切削。一般起刀點(diǎn)比循環(huán)起點(diǎn)距離工件遠(yuǎn)些。G71指令從起刀點(diǎn)開始運(yùn)行，起刀點(diǎn)一般離工件要有一個(gè)合適位置，否則很可能造成與工件發(fā)生干涉，造成撞刀的嚴(yán)重后果。循環(huán)起點(diǎn)是開始切削的點(diǎn)，每次沿徑向進(jìn)給一個(gè)已設(shè)定好的背吃刀量，逐次切削直至完成加工。所以循環(huán)起點(diǎn)不能離毛坯太遠(yuǎn)，否則切削不到工件，造成空走刀浪費(fèi)工時(shí)；更不能定在待加工工件以內(nèi)，因?yàn)樵谘h(huán)結(jié)束、刀具返回循環(huán)起點(diǎn)時(shí)，有可能使刀具撞擊到工件。

3 G71指令在使用時(shí)提高加工精度的方法

（1）刀具補(bǔ)償。為了得到精確的工件輪廓形狀和精度，在加工過程中需要進(jìn)行刀具補(bǔ)償。在控制面板上手工輸入刀具補(bǔ)償值，使用刀具半徑補(bǔ)償指令。執(zhí)行刀補(bǔ)指令后，數(shù)控系統(tǒng)便能自動(dòng)地計(jì)算出刀具中心軌跡，并按刀具中心軌跡運(yùn)動(dòng)。即刀具自動(dòng)偏離工件輪廓一個(gè)補(bǔ)償距離，從而加工出所要求的工件輪廓。

（2）刀尖方位的設(shè)置。車刀種類和形狀多種多樣，同時(shí)由于刀架在機(jī)床中的安裝位置位置也各不相同，因此決刀尖圓弧所在位置也不盡相同。代表車刀形狀和位置的參數(shù)輸入到數(shù)據(jù)庫中，以刀尖方位號(hào)表示。機(jī)床將以刀尖圓弧中心為刀位點(diǎn)進(jìn)行刀補(bǔ)計(jì)算處理。

（3）建立和取消刀補(bǔ)。G71是內(nèi)（外）徑粗車復(fù)合循環(huán)指令中建立和取消刀補(bǔ)需要在G71循環(huán)開始處建立，在G71循環(huán)結(jié)束處取消，否則機(jī)床會(huì)報(bào)警“刀具干涉”。所以，我們?cè)谑褂肎41/G42時(shí)要注意它的建立和取消位置，刀補(bǔ)的數(shù)值，注意要填寫在相應(yīng)刀具號(hào)處。

4 結(jié)論

華中數(shù)控系統(tǒng)中的G71指令雖然結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，參數(shù)設(shè)置相對(duì)繁瑣，但是認(rèn)真分析后也是有規(guī)律可循，可以理解掌握的，本文通過生產(chǎn)加工和教學(xué)實(shí)踐出現(xiàn)的問題，對(duì)G71用法作出一些總結(jié)和探討，希望能更好地將其應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐和教學(xué)工作，提高零件加工精度和學(xué)習(xí)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓鴻鸞，叢培蘭.數(shù)控加工工藝[M].人民郵電出版社，2010.

[2]姜慶華.數(shù)控機(jī)床編程與加工[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

作者簡(jiǎn)介：馮銳（1983—），男，河南信陽人，助理實(shí)驗(yàn)師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)及制造。