華中數控車床G71指令應用探析

摘 要：在生產實踐和教學工作中，數控車床的手工編程經常使用內（外）徑粗車復合循環指令G71 ，該指令可以很大程度上縮短加工程序的長度，使編輯的程序得到優化，因此G71指令在數控車床手工編程中具有重要意義，由于數控機床種類較多，但利用粗車復合循環加工指令G71 加工零件時，在各種數控車床中相差甚大。下面僅以華中數控系統的為例，研究內外徑粗車復合循環指令G71 在數控車床加工中的應用。

關鍵詞：華中數控車床；G71 應用；復合循環指令

0 前言

伴隨計算機技術的發展，各種自動編程軟件不斷出現，為數控加工帶來極大便利，但手工編程由于其編程方便快捷，針對性強，對一些形狀相對簡單，工藝不太復雜的零件，具有一定優勢，所以在現今數控加工當中中仍占有重要地位。內（外）徑粗車復合循環指令G71指令在編程中經常使用到，它可以簡化程序，優化加工方案，但G71指令中代碼和需要注意的事項較多，在學習過程中不容易理解掌握，尤其在實踐過程中，如果出現運用錯誤，不但不能保證工件的公差工尺寸和其他技術要求，還可能會出現撞刀，引發安全事故。所以有必要對數控車床G71指令的編程方式進行探討與分析，下面就以華中數控車床為例，討論該指令在數控車床加工中的應用。

1 G71指令的格式及代碼含義

G71是內（外）徑粗車復合循環指令。數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

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

參數說明：

△d：切削深度（每次切削量），指定時不加符號。

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；

x、z ：分別指x、z 方向精加工余量；

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

1.2 有凹槽加工時

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

參數說明：

e：精車余量，其為 X軸方向的等高距離；外徑切削時為正，內徑切削時為負。

2 G71指令使用時常見問題分析

（1）指令使用不當，G80、G71、G72、G73應用范圍問題。G71是外圓粗車循環，它和G80外圓切削單一循環的區別是：G80全稱是外圓切削單一循環，它的走刀軌跡是可細分為4個加工步驟的單一循環，如果工件加工余量較大，就需多次調用，重復加工，使編輯的程序變得異常復雜。G71指令可以看做多個G80指令的復合，可以自動通過數控系統內部計算，通過加工余量和設定的背吃刀量計算出需要循環的次數，自動進行加工，并且可以在最后一次進到過程中進行精加工。G72是端面切削復合循環，它和G71是內（外）徑粗車復合循環指令最大區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，如長軸累零件。G73指令全稱為：封閉切削循環指令，它與G71的區別主要也在刀具的運行軌跡上，G71指令的刀具的運行軌跡只能是一直呈上升趨勢或者一直呈下降趨勢，而G73指令的刀具的運行軌跡可以是起伏”的曲線。

（2）指令中參數設置問題。華中車床數控系統中內（外）徑粗車復合循環指令G71本身包含粗車與與精加兩個部分，這點與其他數控系統如FANUC數控系統有著很大不同。FANUC數控系統中，G71與G70總是成對并同時使用，G71在前，G70緊隨其后，兩者的參數設置T、S、F不同，G71是粗車G70為精車。而華中車床數控系統中內（外）徑粗車復合循環指令G71粗車和精車的切削參數均在置于G71指令段內，在精加工工件輪廓的程序段（ns-nf）內為精加工，其他為初加工。精加工和粗加工時的切削參數均需要特別指定，如過將粗加工的F、S、T等切削參數放置于在精加工工件輪廓的程序段（ns-nf）內，在程序后部配套使用精加工循環時，就會造成精加工切削參數錯誤，影響工件加工后的精度和表面粗糙度。

（3）起刀點和循環起點設置問題。起刀點是刀具開始運行的起點，可以以是空行程，而循環起點確定了加工時刀具從何位置開始切削。一般起刀點比循環起點距離工件遠些。G71指令從起刀點開始運行，起刀點一般離工件要有一個合適位置，否則很可能造成與工件發生干涉，造成撞刀的嚴重后果。循環起點是開始切削的點，每次沿徑向進給一個已設定好的背吃刀量，逐次切削直至完成加工。所以循環起點不能離毛坯太遠，否則切削不到工件，造成空走刀浪費工時；更不能定在待加工工件以內，因為在循環結束、刀具返回循環起點時，有可能使刀具撞擊到工件。

3 G71指令在使用時提高加工精度的方法

（1）刀具補償。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行刀具補償。在控制面板上手工輸入刀具補償值，使用刀具半徑補償指令。執行刀補指令后，數控系統便能自動地計算出刀具中心軌跡，并按刀具中心軌跡運動。即刀具自動偏離工件輪廓一個補償距離，從而加工出所要求的工件輪廓。

（2）刀尖方位的設置。車刀種類和形狀多種多樣，同時由于刀架在機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輸入到數據庫中，以刀尖方位號表示。機床將以刀尖圓弧中心為刀位點進行刀補計算處理。

（3）建立和取消刀補。G71是內（外）徑粗車復合循環指令中建立和取消刀補需要在G71循環開始處建立，在G71循環結束處取消，否則機床會報警“刀具干涉”。所以，我們在使用G41/G42時要注意它的建立和取消位置，刀補的數值，注意要填寫在相應刀具號處。

4 結論

華中數控系統中的G71指令雖然結構比較復雜，參數設置相對繁瑣，但是認真分析后也是有規律可循，可以理解掌握的，本文通過生產加工和教學實踐出現的問題，對G71用法作出一些總結和探討，希望能更好地將其應用于生產實踐和教學工作，提高零件加工精度和學習效率。

參考文獻：

[1]韓鴻鸞，叢培蘭.數控加工工藝[M].人民郵電出版社，2010.

[2]姜慶華.數控機床編程與加工[M].機械工業出版社，2009.

作者簡介：馮銳（1983—），男，河南信陽人，助理實驗師，研究方向：機械設計及制造。