G72指令在數(shù)控車(chē)床加工復(fù)雜溝槽的研究

洪超　吳萍

對(duì) G72指令在數(shù)控車(chē)床加工編程方法的研究，分析了數(shù)控車(chē)床各種溝槽的不同加工方法，比較了 G72、G73和G75指令加工溝槽的特性，分析了編程加工時(shí)的注意事項(xiàng)。結(jié)合加工實(shí)例，闡明了 G72指令在數(shù)控車(chē)削復(fù)雜溝槽零件時(shí)的編程方法和技巧。G72加工復(fù)雜溝槽的獨(dú)特效能證明，熟練掌握和靈活運(yùn)用編程指令，是提高加工效率的重要途徑。

一、引言

FANUC系統(tǒng)數(shù)控車(chē)床在生產(chǎn)加工中已得到廣泛使用，零件編程加工時(shí)，常用循環(huán)指令：G71、G72和 G73指令，使用時(shí)比較簡(jiǎn)單實(shí)用。在生產(chǎn)加工中 ，溝槽加工也是數(shù)控車(chē)常見(jiàn)的加工方法之一，加工中會(huì)遇到各種形狀的溝槽。在 FANUC數(shù)控系統(tǒng)中，切削溝槽常使用 G75循環(huán)指令，但是 G75只適合切削簡(jiǎn)單的直溝槽。當(dāng)加工需一次完成斜槽或者槽肩和槽根處有倒角、倒圓角的復(fù)雜槽型時(shí) ，G75指令就不再適合，無(wú)法加工了。G73指令可加工復(fù)雜溝槽，但由于加工時(shí)刀具是沿工件表面輪廓層層深入加工，空行程很多，加工效率極低。宏程序也可加工復(fù)雜溝槽 ，但編程復(fù)雜，使用不方便。G72指令卻可以簡(jiǎn)單方便完成復(fù)雜溝槽加工。

二、G72指令溝槽加工

FANUC-0i系統(tǒng)數(shù)控車(chē)床 G72代碼指令是端面復(fù)合循環(huán)加工指令 ，主要用于盤(pán)類(lèi)零件的加工，是軸向進(jìn)給，徑向切削的端面的加工循環(huán)指令。G72指令的功能，根據(jù)加工工件、刀具不同，加工范圍也不同。在實(shí)際生產(chǎn)中，通常采用切削刃平行與軸線的 90°偏刀，對(duì)軸向尺寸精度相對(duì)要求較高、徑向尺寸精度要求較低，零件輪廓外形是單調(diào)遞增或單調(diào)遞減，直徑相差較大的盤(pán)套類(lèi)零件毛坯進(jìn)行車(chē)削加工。內(nèi)孔則采用刀刃平行于軸線的鏜孔刀，加工長(zhǎng)度短、直徑差大的零件端面。從指令定義上理解它與溝槽加工無(wú)任何關(guān)系。但是 G72指令切削方向與溝槽的切削方向相同 ，而且它可以進(jìn)行曲面輪廓的描述加工。同樣對(duì)于內(nèi)環(huán)槽的加工也可以采用循環(huán)指令。綜合以上特點(diǎn) ，G72指令正符合復(fù)雜溝槽加工需求，因此可選用 G72指令加工溝槽。

1.溝槽加工刀具選擇

溝槽加工刀具不能使用外圓車(chē)刀 ，而選擇切槽刀。切槽刀一般使用在切斷或切槽的加工，且切槽刀的 2個(gè)刀尖都可加工工件，它具有軸向切削強(qiáng)度差，徑向切削性能好的特點(diǎn)。切斷刀的寬度與刀具的強(qiáng)度、切削時(shí)的切削阻力有關(guān)。刀具寬度較大時(shí)，刀具強(qiáng)度增大，軸向切削性能較好，但徑向切削阻力大。刀具寬度較小時(shí)，軸向切削性能差，徑向切削力小。所以切槽刀在加工時(shí)應(yīng)選擇較合適的寬度，以滿足加工需要。

2.溝槽加工的編程軌跡選擇

G72指令粗加工切削軌跡路線是從右到左，退刀至工件端面的安全處。精車(chē)路線是從左到右，自大直徑到小直徑，只有這樣可加工因大直徑差預(yù)留的軸向加工余量。精、粗加工編程由于加工起終點(diǎn)不同，粗、精加工圓弧指令程序的順逆圓正好相反。且系統(tǒng)規(guī)定精加工程序的第一個(gè)程序段只能沿 Z方向進(jìn)刀，不能出現(xiàn) X軸的運(yùn)動(dòng)指令。G72指令加工時(shí)可使用 2個(gè)刀尖正反兩個(gè)方向加工溝槽，編程和加工既簡(jiǎn)單又方便，減少了加工時(shí)間、提高了生產(chǎn)效率。

3.溝槽加工退刀量選擇

用G72指令編寫(xiě)零件切槽加工時(shí)， Z軸方向是不能有退刀量，并且不留精車(chē) Z向的余量，因此 G72指令中的 R值和第二行中 W值必須為 0。在編寫(xiě)精車(chē)輪廓時(shí)，由于切斷刀是左右 2個(gè)刀尖加工，對(duì)刀是以左刀尖對(duì)刀，加工溝槽時(shí)，槽右側(cè)則由右刀尖加工，這樣必須考慮切槽刀的寬度，加工長(zhǎng)度減去刀具的寬度。

4.切削用量選擇

加工時(shí)背吃刀量的大小選用一定要慎重，由于采用切斷刀加工，背吃刀量過(guò)大，殘留余量就較大，精加工時(shí)軸向切削力大，刀具加工時(shí)會(huì)變形甚至損壞，影響加工質(zhì)量。背吃刀量過(guò)小，加工效率就低。應(yīng)根據(jù)不同的加工材料和刀具，選擇合理的背吃刀量。由于是選用切斷刀加工，應(yīng)選用較小的進(jìn)刀速度和合理的切削速度。下面就形狀復(fù)雜溝槽零件加工，應(yīng)用 G72代碼指令編寫(xiě)程序進(jìn)行介紹。

三、G72加工特殊形狀零件

加工特殊形狀零件圖所示，由于是非單調(diào)遞增的輪廓，大家首先考慮使用 G73來(lái)編制加工程序。但 G73指令加工過(guò)程，由于加工時(shí)刀具是沿工件表面輪廓運(yùn)動(dòng)，空行程很多，加工效率極低，再加上 G73運(yùn)行軌跡方式是采用切槽刀的副刀刃來(lái)加工，這樣就暴露了切槽刀本身結(jié)構(gòu)上強(qiáng)度差的問(wèn)題，所以這樣加工造成每刀的背吃刀量必須很小，極大地影響了加工效率。使用 G72指令加工時(shí)，刀具幾乎沒(méi)有空行程，特別是 G72的運(yùn)行軌跡完全符合切槽刀所擅長(zhǎng)的切削方式，提高了零件加工效率。

1.加工刀具和切削用量選擇

為了保證刀具的強(qiáng)度，車(chē)刀不易過(guò)長(zhǎng)，比槽深3mm～ 5mm即可。裝刀時(shí)保證主刀刃與工件軸線垂直 ，即主刀刃與工件外圓平行。加工零件材料為硬鋁 LY12，加工刀具：切槽刀（刀寬 4毫米），轉(zhuǎn)速：粗車(chē) 550r/min，精車(chē) 750r/min，進(jìn)給量：粗車(chē) 0.05mm/r，精車(chē) 0.05mm/r，背吃刀量： 2mm。

2.加工程序

O0003 程序名

M03 S550； 主軸正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 550r/min

T0404 M08； 選擇 4號(hào)刀， 4號(hào)刀偏，開(kāi)啟冷卻液

G00 X72；刀具快進(jìn)到達(dá)循環(huán)起始刀點(diǎn) Z1；

G72 W2 R0；復(fù)合循環(huán)指令 Z方向每次進(jìn)刀 2mm，退刀量為 0

G72 P8 Q9 U1 W0 F0.05；加工從序號(hào) 8～9，X向加工余量 1mm， Z向加工余量 0

N8 G00 Z-34；快速定位至精加工 Z向起點(diǎn)

G01 X68 F0.05；

X64 W2；

X44；

W0.5；

G02 X63.5 W4.38 R13；

G01 W5；

X44 W2.613；精加工零件軌跡

W1.02；

X63.5 W2.613；

W5；

G02 X44 W4.38 R13；

G01 W5.5；

X38 W3 N9 G01 X72；

M03 S750；主軸正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 750r/min

G70 P8 Q9；精加工工件軌跡

G00 X100； X向返回安全點(diǎn)

Z250； Z向返回安全點(diǎn)

M05；主軸停

M09；冷卻液關(guān)

M30；加工結(jié)束返回程序起始點(diǎn)

四、結(jié)語(yǔ)

在數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中，由于加工對(duì)象復(fù)雜多樣，特別是輪廓曲線的形狀及位置千變?nèi)f化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影響，在對(duì)具體零件制定加工方案時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行具體分析和區(qū)別對(duì)待，靈活處理。通過(guò)上述的編程和加工分析 ，可清楚地看到 ，任何一個(gè)零件的加工可以有很多的方法。熟練掌握和運(yùn)用指令，不但可以加工常規(guī)或非常規(guī)的各種形狀、結(jié)構(gòu)零件，甚至能創(chuàng)造性地運(yùn)用到一些特殊零件上，解決一些較難的加工問(wèn)題。endprint