关于车削循环指令的探究——G73的应用分析

张庆华

沈阳市教育研究院，辽宁沈阳 110026

近年来，各种数控机床的柔性、精确性、可靠性、集成性和宜人性与各方面功能越来越完善，在自动化加工领域中的占有率也越来越高，更多的从业人员期盼着能够熟练掌握各种数控机床的编程及操作本领，以适应我国制造业的迅速发展的需要。因此培养素质高、应用能力与实践能力强的应用综合型人才成为当务之急。

虽说手工编程现在应用不是很广，但这是一个基础，在数控车床上的使用还是比较可观的。其主要是速度灵活，简单易懂。一般零件的手工编程是非常经济的，可以很大程度的提高工作效率，降低其成本价格，提高在市场的竞争能力。就手工编程来讲，多数学员都能作到使用基本的指令进行简单编程，但在解决一些较复杂的零件时，都不是那么得心应手。在数控车床编程功能中提供了复合循环指令功能，给我们解决疑难带来了很大的方便。但绝大部分人在使用过程中，由于对其格式不够理解，致使严重影响了使用效果，最后导致加工困难，甚至失败。下面我就以沈阳第一机床厂生产的CAK6150Dj数控车床为例（FANUC 0i Mate-TB数控系统），来阐述一下我对数控车床复合循环指令的理解。仅以G73-固定形状粗车复合循环为例，仅供参考。

G73-固定形状粗车复合循环。只要给定精加工路线，系统就会自动计算出刀具的粗加工轨迹，使用G73复合循环时，对编程的轮廓轨迹可以进行多次重复切削，每次切削完成后，刀具自动向指定的方向移动指定的增量，使刀具加工轨迹上产生平行移动。因此，G73适用于基本成型的铸造、锻造毛坯的粗加工切削。这类零件的粗加工余量比较均匀，且很少。故可以提高加工效率，节省加工时间。如果相同零件用棒料进行加工，就会使加工过程中浪费很多的生产时间，也就是刀具很多时候是空走的，没有加工到工件，作了很多的无用功，造成极大的浪费。G73的编程指令格式为：

其循环方式的进给路线如下图所示。

式中：

Δi：X轴方向的切削量及方向确定。（半径指定）实际上就是刀具在粗加工时X方向上的加工余量。即：（毛坯直径-零件直径-精加工余量）/2。但必须以毛坯零件中余量最大的部位进行计算，否则就会使实际每一次切削的深度与按照循环次数计算的每一次切削的深度产生很大的偏差，影响刀具的使用效果，甚至造成打刀。这是整个格式中最容易出现错误的数据。

Δk：Z轴方向上的切削量及方向指定。也就是在Z方向留出的粗加工余量，以保证工件端面的质量以及减轻对刀具的磨损情况。一般加工时都已经对工件端面进行了车削，端面质量已经合格，因而无须再留有余量，除非是轴肩或端面精度要求较高时才留有一定的余量，且刀具安装时，主偏角一定要略微大于90度，以避免最后一次车削因瞬间余量过大而造成刀具损伤，影响加工质量。

d∶粗加工循环次数。就是刀具将Δi所指定的粗加工余量分为几次车削。但是第一次的切削深度不是由指令格式中参数决定的，而是由系统参数（N0.0719）指定。

ns：精加工路径中起始程序段的段号。

nf：精加工路径中终止程序段的段号。

Δu∶X方向上的精加工余量（直径指定）。也可以用半径指定，但必须修改系统参数。主要考虑的是最后的加工质量，由转速和进给量一起决定或根据经验决定。

Δw：Z方向上的精加工余量。端面和轴肩处精度要求不高时，无须指定，一般为0。

f、s、t：顺序号“ns”到“nf”程序段中的任何F、S或T功能在粗加工循

环中被忽略，而在G73程序段中的F、S或T功能有效。一般情况下，在使用G73之前，都已经定义好S、T，因而在G73格式中就不用再赋值，如果赋值，机床将按照G73格式中的数值使用。

但在应用过程之中，为了更好的、毫无错误的使用这个指令，除了准确掌握其实质性定义外，还应该注意以下几方面问题：

1）正常情况下，G73只能做粗加工使用，必须与G70（精加工循环指令）成对使用。就是说G73加工去大部分毛坯余量，剩下的精加工余量由G70完成，相当于G73与G70相互对话，各自完成自己的工作。G73的加工路径是由ns—nf精加工路径决定的，不可以超出其控制的范围。

2）G73格式下数第一个程序段内不得有Z坐标，否则既会出现Z轴联动现象，系统会提示相应的报警信息，使程序无法向下运行。如果必须出现Z坐标，可将此程序段中的X、Z分为两个程序段解决。

3）无须考虑加工路径是否符合递增或递减的规律。只要考虑刀具在加工过程中是否发生干涉现象，刀头是否具有良好的切削性能即可。

4）在ns—nf的精加工路径中，对于较为复杂的工件，尤其是中间高，两边低的工件，在使用G73时，精加工的最后一个程序段应有抬刀的动作指令，用G00或G01均可，将刀具移动到最高点以上，以避免刀具在回退过程中，将高点的已加工表面刮伤，或产生撞击事件，导致加工失败。

另外，在使用G73循环指令中，还可以加入半径补偿功能G41、G42，但应加在精加工路径的第一个程序段内，符合半径补偿的第一个阶段—建立阶段。然后在最后一个精加工路径程序段中用G40进行注销，实现半径补偿的随用随建，随撤随消的原则，以保证在加工过程中不影响工件的实际形状。还有，在G73与G70之间也可以加入变速、换刀功能，但切记应保证换刀后仍要回到原来定义的循环起点（A）上，保证其一致性，否则刀具就会产生错误的精加工轨迹。

总之，我们必须在正确的掌握复合循环指令的本质含义的同时，应当更加灵活多变，按照人的正常思维去创新，派生出各种各样的方法，以获取更高的价值。复合循环可以帮助我们在实际工作中解决很多复杂零件的加工，因此，能够合理的、熟练的掌握其应用，对工件加工质量的改善，生产率的提高，有着深远的意义。

[1]华茂发.数控机床加工工艺[M].机械工业出版社，2008，4.

[2]谢晓红.数控车削编程与加工技术[M].电子工业出版社，2008，7.

[3]赵云龙，刘清.数控机床及应用[M].机械工业出版社，2008，10.