基于G90指令錐度零件的數控車編程探究

朱玉娥

（江蘇聯合職業技術學院 鹽城生物工程分院，江蘇鹽城224051）

0 引 言

在數控車削中常常要進行對帶錐度的典型零件加工,在加工過程中要去除零件余量，常常采用單一固定循環指令G90來加工完成,可以大大簡化編程。為保證錐度加工正確,本文從G90指令格式及參數含義入手，闡述了單一固定循環指令G90循環指令在指令格式、走刀路線、循環起始點的確定、錐度精度的保證,以及加工方式、指令的應用技巧及注意點等方面內容，特別詳細地對車削錐度零件編程過程中，單一固定循環指令G90指令中R參數的正確計算和R參數的運用和單一固定循環指令G90的起始點的定位方法進行了探討，從而保證在使用單一固定循環指令G90循環指令時，會合理確定各參數值和循環起始點位置，從而為保證零件錐度提供了可靠的方法。

1 單一固定循環指令（G90）簡介

單一固定循環指令（G90）是數控車單一固定循環指令中常用的一種，該指令功能是能夠實現外圓柱面切削循環和圓錐面切削循環。

G90編程指令格式為：G90 X(U)_ Z(W)_ R_ F_;

有關參數說明：1）X、Z表示刀具的切削終點坐標值，是絕對坐標，如圖1所示。2）U、W表示刀具的切削終點相對循環起點的坐標增量，是相對坐標。3）R參數表示刀具切削始點與切削終點在X軸方向的坐標增量（半徑值），其中外圓切削循環時，R參數為零，并可以省略不寫；而且R參數值有正值和負值之分，及正錐和倒錐之分；圖1所示為正錐，R參數為正值，反之為負值。4）F參數表示刀具運動的進給速度。

2 單一固定循環指令（G90）的走刀路線及運動軌跡

如圖2、圖3所示，單一固定循環指令（G90）在循環運行過程中，刀具的運動可分為4個步驟：1）進刀。刀具從循環起點到切削開始點。2）切削。刀具從切削開始點到切削終點。3）退刀。刀具從切削終點到退刀開始點。4）返回。刀具從退刀開始點到循環起點，正好實現一個循環。從圖2、圖3可以看出，刀具從循環起點開始按1R→2F→3F→4R循環，最后又回到循環起點，實現單獨一個循環過程，在這個循環圖中，虛線表示刀具按G00快速移動，實線表示刀具按F指定的工件進給速度移動（具體在此不詳討論）。

圖1 G90指令參數說明

圖2 加工圓柱走刀路線及運動軌跡

圖3 加工圓錐走刀路線及運動軌跡

在單一固定循環指令（G90）的走刀路線及運動軌跡圖中，有3個點很關鍵：循環起點、切削始點、切削終點。不難看出在車削圓柱（圖2）中，聯系R參數的切削始點和切削終點在X坐標方向上無差別，因此R=0,并與循環起點無關。但是，我們也可以看出車削錐度零件時，R參數值和切削始點和切削終點在X坐標方向上的差值有關，因此R不等于0,并與循環起點有關。

3 單一固定循環指令指令（G90）的循環起始點的定位和R參數的正確計算

通過對單一固定循環指令（G90）的走刀路線及運動軌跡的分析,知道要運用G90循環指令首要的問題是確定循環起始點位置（即循環起始點的定位）。在單一固定循環指令（G90）加工圓柱面時循環起始點一般定位在零件毛坯的外面,留下一定安全距離后直接運用，較為簡單；但在進行錐面切削時，循環起始點定位就很重要，如圖4所示，循環起始點的變化直接影響R正值的多少，由此可見，循環起始點的定位是否得當會直接影響到R值的計算，也關系到程序的好壞。從圖4中可以看出，R值的正確與否與循環起始點的位置有關。

如圖5所示,說明進行錐度零件加工時, 單一固定循環指令循環起始點定位方法。R參數的計算如 圖5 所 示，其中，單一固定循環指令的循環起始點一般應設置在離工件端面一段距離a，錐長為b,R錯是兩半徑差，由相似三角形可知：R錯/b=R正/（b+a）。

由上面的分析可知：要計算出R正值，需要三個因素：1）錐面的半徑差R錯值；2）錐面的長度b值；3）循環起始點位置a值，該點位置關系計算簡便。

圖4 循環起始點的變化直接影響R正值

4 單一固定循環指令（G90）的錐度精度的保證及加工方式和R參數的運用

在單一固定循環指令（G90）加工圓錐面時，錐度精度的保證有兩種方法：一是在保證R參數不變的情況下，采用平行分層切削，控制不同切削終點來實現；另一種方法是在保證切削終點不變的情況下，采用分散分層切削，控制修改不同R參數來實現。下面結合圖示來說明R參數的運用。

4.1 切削終點改變，R值不變，平行分層切削加工方式（如圖6）

程序舉例：

…………

G90 XZ (切削終點1)R F0.2

圖6 G90加工方式一

X (切削終點2)

X (切削終點3)

X (切削終點4)

…………

4.2 切削終點不變，R值改變，分散分層切削加工方式（如圖7）

程序舉例：

…………

G90 XZ (切削終點)R1 F0.2

R2

R3

R4

…………

由上面兩個例子看出，正確使用單一固定循環指令（G90）要注意如下問題：

1）使用單一固定循環指令（G90），刀具必須先定位至循環起點，這一點不能變化，并且在執行完循環切削指令后，刀具仍一定是回到循環起點。

2）單一固定循環指令G90是模態指令。一旦指定后在接下的程序段中一直有效，直到完成固定切削循環后，用另一個G代碼來取消。單一固定循環指令格式中的R值在圓柱切削時不用，只在圓錐切削時才要用。

圖7 G90加工方式二

5 結 語

采用單一循環指令G90車削錐度的零件編程過程中，對單一固定循環指令R參數的正確計算和R參數的運用進行了探討，為保證錐度提供了有關方法，避免加工中出現不必要的錯誤，尤其是單一固定循環指令R參數的運用是關鍵。