數控復合車削循環編程的比較法教學探討

樊雄

（廣西工業職業技術學院，廣西 南寧 530001）

在數控車削編程中，復合切削指令G71、G73常用于工件的內外輪廓粗車加工，是數控車削編程中的兩個非常重要的指令，復合循環指令由于指令的參數繁多，刀具軌跡和程序復雜，是教學難點內容，如何能夠高效率的學習復合車削循環指令并且能牢固掌握，是教學中必須解決的問題。

捷克的近代教育家夸美紐斯在《大教學論》的扉頁上寫下了這樣一句名言：“我們的目的在于尋找一種教學方法，使得教師因此可以少教，但是學生可以多學”[1]。

俄國教育家烏申斯基說：“比較是一切理解和思維的基礎。”在“數控加工技術”課程教學實踐中，我們采用了比較法來講解復合切削指令G71、G73，收到了很好的教學效果。

1 內外圓粗車循環指令G71的教學

學情分析：在G71指令學習之前，學生已學習數控車編程的基本指令，對工件輪廓的一次精加工走刀切削的簡單編程方法已掌握。

新指令的學習要點：先用分層車削方法，去除大塊的多余坯料（圖1的陰影部分），再沿輪廓精車。

第一行：

⊿d為每一刀切深（半徑量）；

e為退刀量。

第二行：

ns為循環開始程序段；

nf為循環終了程序段；

⊿u為直徑精加工余量；

⊿w為長度精加工余量。

根據學生已有的編程基礎，我們在新指令G71教學時，采用與一次精車件和G71車削件進行比較，具體做法如下。

指令格式：

G71 U（⊿d）R（e）

G71 P（ns）Q（nf）U（⊿u）W（⊿w）F（⊿f）[2]

1.1 比較坯料和車削量

在最終產品一樣的情況下，一次精加工件的坯料已經過粗車，加工余量小（如圖2（a），單邊切深為0.5 mm），因此可一次車至最后尺寸；而G71車削工件一般為棒料毛坯，加工余量大（如圖2（b），單邊最大切深為10 mm），不能一次車去，必須分多層車削。

圖2 坯料和車削量比較

1.2 比較走刀路線

圖3 坯料和車削量比較

圖1 G71內徑/內徑粗車復合循環軌跡

一次精車工件的走刀路線如圖3（a），直接車至最后尺寸；G71指令車削工件的走刀路線如圖3（b），先分層車削，然后再沿工件輪廓車至最后尺寸。

1.3 車削程序比較

（1）一次精車工件程序。

O0001

N10 T0101

N20 G97G99 M03S1000

N30 G00X30Z2 快速定位靠近工件

N40 G00X10 A

N50 G01Z-10F0.1 B

N60 X20 C

N70 Z-25 D

N80 X28Z-35 E

N90 G00X100Z100

N100 M30

%

（2）G71指令車削程序。

O0002

N10 T0101

N20 G97G99 M03S1000

N30 G00X30Z2 快速定位靠近工件（循環起點）

N31 G71U2R0.5 指定切深和退刀量

N32 G71P40Q80U1W0F0.4指定循環區間、精加工余量，進給速度

N40 G00X10 A

N50 G01Z-10F0.1 B

N60 X20 C

N70 Z-25 D

N80 X28Z-35 E

N90 M03S1000 提高轉速

N110 G70P40Q80 精車循環

N120 G00X100Z100

N130 M30

%

比較兩個程序，會發現非常相似，差別只是G71車削時多了4行程序，即加粗部分，只要把加粗部分了解，編程就會變得容易。

N31、N32兩行帶G71的程序確定了粗車參數，和循環區間（A至E），N101、N102兩行是高轉速精車。

通過比較法學習G71循環車削指令，能夠很快地掌握，并且便于記憶鞏固。

2 粗車閉環車削復合循環指令G73的比較法教學

學情分析：在G73指令學習之前，學生已學習G71循環車削指令。

新指令的學習要點：先用仿形分層車削方法，去除厚度基本均勻的多余坯料（圖3（b）中的陰影部分），再沿輪廓精車。以下將G73和G71比較進行教學。

2.1 比較毛坯加工余量特點

G71適用于棒料毛坯加工，各處切削厚薄不勻；而G73適用于鑄、鍛毛坯等仿形車削，各部分去除量厚薄大體一致。編程指令如果選擇不當，則易造成大量空刀，降低生產效率。

圖4 G71和G73工件切削余量比較

2.2 比較車削路線

G71車削的分層刀路均平行于軸線，而G73的分層刀路則與工件最后輪廓相同。

圖5 G71和G73刀路圖

2.3 車削程序比較

（1）指令格式比較。

G73 指令格式[3]：

G73 U（⊿i）W（⊿k）R（d）

G73 P（ns）Q（nf）U（⊿u）W（⊿w）F（⊿f）

G71指令格式：

G71 U（⊿d）R（e）

G71 P（ns）Q（nf）U（⊿u）W（⊿w）F（⊿f）

第一行，符號有些相似，但含義完全不同，教學中著重講解，注意區分。

第二行，G73和G71編程格式完全一樣，只須把G71改成G73即可。

（2）程序比較。仍以上圖為例，僅把粗加工循環程序段進行比較。

G71編程時，程序為：

N31 G71U2R0.5

N32 G71P40Q80U1W0F0.4

N40 G00X10 A

N50 G01Z-10F0.1 B

N60 X20 C

N70 Z-25 D

N80 X28Z-35 E

而如果用G73編程，程序為：

N31 G73U12.5W0R7

N32 G73P40Q80U1W0F0.4

N40 G00X10 A

N50 G01Z-10F0.1 B

N60 X20 C

N70 Z-25 D

N80 X28Z-35 E

兩個程序除了黑色字體部分有差別外，其余部分是一樣的，教學過程只須將差別部分講透，學生即可很快掌握新的指令編程方法。

3 結束語

在數控復合切削循環指令G71、G73教學實踐過程中使用比較法，遵循了溫故知新、由易到難、循序漸進的教學規律，能夠化繁為簡，可收到事半功倍的效果。

[1]（捷）夸美紐斯.大教學論[M].北京：教育科學出版社，1999.

[2]張曉東，王小玲.數控編程與加工技術[M].北京：機械工業出版社，2008.

[3]叢 娟.數控加工工藝與編程[M].北京：機械工業出版社，2007.