數(shù)控指令G71的不同使用方法探討

何 超 張?zhí)煊?/p>

（四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 德陽618000）

0 概述

隨著機(jī)械制造業(yè)的飛速發(fā)展， 機(jī)械零部件也在向高精尖發(fā)展，面對(duì)比較復(fù)雜的軸類零件，我們一般會(huì)考慮在數(shù)控車床上加工。 外圓粗車復(fù)合循環(huán)指令G71 在數(shù)控車床的日常生產(chǎn)加工中使用的非常廣泛，根據(jù)該指令的自身特點(diǎn)， 它適合加工的是輪廓比較復(fù)雜的臺(tái)階軸，能夠最大限度地節(jié)省編程工作量，正確掌握該指令在單件加工和批量加工中的不同使用方法有著非常重要的意義。

數(shù)控車床外圓粗車復(fù)合循環(huán)指令G71 適合在以棒料為毛坯的軸類零件，同時(shí)該軸類零件上具有比較復(fù)雜的外圓、臺(tái)階、圓弧過渡等組成的輪廓。 如果毛坯為棒料，零件圖是比較復(fù)雜的臺(tái)階軸，此時(shí)使用G71 指令在數(shù)控車床加工將變得非常方便，而且效率較高。 正確地使用G71 指令，并注意該指令在單件加工和批量加工中的區(qū)別，將能夠最大限度地節(jié)省編程工作量，并獲得良好的加工性能，在很大程度上提升生產(chǎn)效率。

1 指令格式及特點(diǎn)

外圓粗車復(fù)合循環(huán)指令格式如下：

G71 U(a) R(b)

G71 P(c) Q(d) U(e) W(f) F(g)

其中：a 為背吃刀量，單邊切深；

b 為退刀量；

c 為精加工輪廓程序段中第一段的程序段段號(hào)；

d 為精加工輪廓程序段中最后一段，即結(jié)束段的段號(hào)；

e 為留給X 軸方向的精加工余量（直徑值）；

f 為留給Z 軸方向的精加工余量；

g 為粗車時(shí)的進(jìn)給量。

需要注意的是該指令必須要滿足零件輪廓X、Z 方向單調(diào)遞增或單調(diào)遞減。

該指令具有以下三個(gè)特點(diǎn)：

（1）該指令能夠節(jié)省編程工作量。 如果我們需要加工一件比較復(fù)雜，有若干段臺(tái)階的軸類零件，毛坯為棒料，這也是生產(chǎn)中軸類零件最普遍使用的一種毛坯，如果不采用G71 編程，那么程序中就會(huì)包括反復(fù)的進(jìn)刀、退刀。 這種情況下要提高效率，減少空走刀的時(shí)間，就需要比較準(zhǔn)確的計(jì)算切點(diǎn)。如果切點(diǎn)計(jì)算錯(cuò)誤，就可能造成過切，綜合考慮這些因素，編程會(huì)非常繁瑣。

（2）G71 指令在實(shí)際生產(chǎn)中一般配合G70 指令一起使用， 特別是批量加工中。 首先批量加工一般均采用兩把刀，01 號(hào)刀是粗車刀，02號(hào)刀是精車刀。 該指令的特點(diǎn)是粗車過程中刀具磨損比較大，不容易保證尺寸，但是如果我們選擇一把刀具專門精車，則即使粗車刀在車削的過程中有磨損，讓尺寸變大了，但是精車刀背吃刀量比較小，相對(duì)磨損比較小，能比較精確的控制尺寸。

（3）使用中一般配合刀補(bǔ)中留加工余量控制工件尺寸。 由于每把刀都能設(shè)定刀補(bǔ)值，即X 方向的磨耗值，所以我們要控制尺寸，不需要改變程序里X 對(duì)應(yīng)的數(shù)值，我們通過改動(dòng)刀補(bǔ)里面X 方向的磨損值，就能精確地控制尺寸。例如，精加工完后測量X 方向外圓尺寸，比基本尺寸大了0.5mm，那么我們只需將對(duì)應(yīng)刀補(bǔ)里面X 方向的磨耗值減小0.5mm，再執(zhí)行一遍精車程序，就能將尺寸車到位。

2 G71 指令在批量加工和單件加工中的不同使用方法

2.1 G71 指令在批量加工中的運(yùn)用

下面介紹該指令在批量加工中的應(yīng)用，首先我們規(guī)定：

（1）毛坯為一段直徑為40mm 的棒料，要車削成如圖1 所示的零件。

（2）我們要求在對(duì)好刀之后，在刀補(bǔ)界面對(duì)應(yīng)的磨耗值里，為2 號(hào)刀X 方向留0.3mm 的量。

（3）01 號(hào)刀為粗車刀，02 號(hào)刀為精車刀， 注意它們?cè)谑褂玫倪^程中切削起點(diǎn)是不一樣的。

（4）如圖1 所示剖面線區(qū)域是毛坯相對(duì)于成品的余量，是需要去除的部分。

圖1 軸類零件加工示意圖

下面我們以FANUC 0I 數(shù)控系統(tǒng)為例，編程如下：

O1928；（程序名）

M03 S800;（啟動(dòng)主軸）

T0101 M08;（調(diào)1 號(hào)粗車刀，并調(diào)用1 號(hào)刀補(bǔ)）

G00 X40 Z2;（移動(dòng)到粗車刀切削起點(diǎn)位置）

G71 U2 R1;（調(diào)用外圓車削復(fù)合循環(huán)指令）

G71 P10 Q20 U0.4W0.2 F0.35;（指定參數(shù)）

N10 G00 X10;（從N10 到N20 之間為精車輪廓切削路線）

G01 Z0 F0.3;（此處必須指定進(jìn)給量）

X14 Z-2;

Z-7;

G02 X20 Z-10 R3;

X22;

Z-30;

X29.4;

G03 X32 Z-30 R1.6;

Z-40;

N20 X40;

G00 X150 Z150;（移動(dòng)到比較安全地方去， 避免調(diào)其它刀具是發(fā)生干涉）

T0202;（調(diào)用2 號(hào)精車刀，并調(diào)用刀補(bǔ)）

G00 X10 Z2;（移動(dòng)到精車起點(diǎn)）

G70 P10 Q20;（進(jìn)行精車整過輪廓）

G00 X150 Z150;（移動(dòng)到較遠(yuǎn)位置）

T0200;（取消2 號(hào)刀刀補(bǔ)）

M30；（程序結(jié)束）

如果是批量加工，我們只需要控制好2 號(hào)刀的刀補(bǔ)值，每加工幾件工件后需測量工件尺寸，如果實(shí)際尺寸大了A 值，那么就減小2 號(hào)刀的刀補(bǔ)值，具體的操作方法是在補(bǔ)正界面的磨耗界面中對(duì)應(yīng)2 號(hào)刀的磨耗值減小A 值。 不需要改動(dòng)程序中的內(nèi)容，再重新執(zhí)行程序，就能夠有效的保證尺寸。

2.2 G71 指令在單件加工中的運(yùn)用

數(shù)控機(jī)床適合單件、小批量的零件加工。 在單件復(fù)雜軸類零件的加工中，為了方便操作，減少對(duì)刀時(shí)間，我們一般選擇一把刀，也就是說粗車和精車均使用用同一把刀。這時(shí)需要注意我們是通過改刀補(bǔ)值來保證加工尺寸，這種方法在日常生產(chǎn)加工中被廣泛采用。 具體操作方式如下：

（1）我們對(duì)好1 號(hào)刀之后，需要在1 號(hào)刀的刀補(bǔ)值X 與Z 磨耗值里面留加工余量，X 方向留0.4mm，Z 方向留0.2mm。然后需要注意，在G71 指令的使用中，U 后的值為0，W 后面也為0， 這也就是當(dāng)我們?cè)趫?zhí)行G71 指令不為X 和Z 留余量， 但是我們?cè)诘堆a(bǔ)中留了量的，等G71 程序運(yùn)行完之后，外圓直徑尺寸理論上會(huì)大0.4mm 左右。

（2）以FANUC 0I 數(shù)控系統(tǒng)為例，執(zhí)行下面的程序：

O1927；（程序名）

M03S800;（啟動(dòng)主軸）

T0101 M08;（調(diào)1 號(hào)粗車刀，并調(diào)用1 號(hào)刀補(bǔ)）

G00 X40 Z2;（移動(dòng)到粗車刀切削起點(diǎn)位置）

G71 U2 R1;（調(diào)用外圓粗車復(fù)合循環(huán)指令）

G71 P10 Q20 U0W0 F0.35;（指定參數(shù)， 注意U 后面為0，W 后面為0。 ）

N10 G00 X10;（注意：從N10 到N20 之間為精車輪廓切削路線）

G01 Z0 F0.35;(此處必須指定進(jìn)給量)

X14 Z-2;

Z-7;

G02 X20 Z-10 R3;

X22;

Z-30;

X29.4;

G03 X32 Z-30 R1.6;

Z-40;

N20 X40;

G00 X150 Z150;（移動(dòng)到比較安全地方去， 避免調(diào)其它刀具時(shí)發(fā)生干涉）

T0100;（取消1 號(hào)刀刀補(bǔ)）

M30；（程序結(jié)束）

（3）執(zhí)行完這個(gè)程序后，零件基本已經(jīng)加工好了，我們測量任意一段外圓尺寸，與該段外圓的理論值進(jìn)行比較，看看大了多少，假如大了A 值，那么我們?cè)? 號(hào)刀的刀補(bǔ)界面X 磨耗值里面減小A 值，同時(shí)把Z 的磨損改為0。

（4）將兩句G71 指令刪除，如果是華中數(shù)控系統(tǒng)，只需刪除一句，同時(shí)提高轉(zhuǎn)數(shù)，降低進(jìn)給量。然后重新執(zhí)行一遍程序，因?yàn)檫@時(shí)程序執(zhí)行的僅僅是只沿最終輪廓車削一刀， 所以很快就可以完成工件的加工，保證了尺寸。

3 結(jié)束語

G71 指令在單件加工和批量加工中的不同使用方法的區(qū)別實(shí)質(zhì)就在于究竟是選擇一把刀還是選擇兩把刀來完成單個(gè)零件的加工， 同時(shí)是否會(huì)刪除本身的程序段。 在日常生產(chǎn)過程中，只有充分分析每個(gè)數(shù)控加工指令之間的區(qū)別和聯(lián)系， 同時(shí)對(duì)在生產(chǎn)加工過程中遇到的問題多反思，多總結(jié)，將相似的指令在機(jī)床上多嘗試，分析它們的優(yōu)缺點(diǎn)以及適合加工的工件類型，才能最大限度的利用好機(jī)床，提高生產(chǎn)效率。

［1］黃李剛.FANUC 數(shù)控車復(fù)合循環(huán)指令G71、G70 的使用[J].青年科學(xué):教師版,2013,6.

［2］嵇寧.數(shù)控加工編程及操作[M].西安:西北大學(xué)出版社,2007.

［3］胡如祥.數(shù)控加工編程及操作[M].大連:大連理工大學(xué)出版社,2006.