详细解说数控车床单一固定循环

数控车床固定循环功能指令编程介绍与举例在数控车床上对外圆柱、内圆柱、端面、螺纹等表面进行粗加工时，刀具往往要多次反复地执行相同的动作，直至将工件切削到所要求的尺寸。

于是在一个程序中可能会出现很多基本相同的程序段，造成程序冗长。

为了简化编程工件，数控系统可以用一个程序段来设置刀具作反复切削，这就是循环功能。

固定循环功能包括单一固定循环和复合固定循环功能。

１．单一固定循环指令常用有以下几种指令：（１）外径、内径切削循环指令G90可完成外径、内径及锥面粗加工的固定循环。

①切削圆柱面指令格式为：G90 X(U)__Z(W)__(F__)如图3-23所示。

【例题1】用G90指令编程，工件和加工过程如图3-24所示，程序如下：②切削锥面指令格式：G90 X(U)__Z(W)__I__(F__)如图3-25所示，X(U)、Z(W)的意义同前。

I值为锥面大、小径的半径差，其符号的确定方法是：锥面起点坐标大于终点坐标时为正，反之为负。

２．复合固定循环指令它应用在切除非一次加工即能加工到规定尺寸的场合，主要在粗车和多次切螺纹的情况下使用，它主要有以下几种：（１）外径、内径粗车循环指令G71 该指令将工件切削到精加工之前的尺寸，精加工前工件形状及粗加工的刀具路径由系统根据精加工尺寸自动设定。

指令格式：G71 Pns Qnf UΔu WΔw DΔd(F__S_T__)如图3-26所示为G71粗车外径的加工路线。

图中C粗车循环的起点，A是毛坯外径与端面轮廓的交点。

当此指令用于工件内径轮廓时，G71就自动成为内径粗车循环，此时径向精车余量Δu应指定为负值。

（２）端面粗车循环指令G72 它适用于圆柱棒料毛坯端面方向粗车，其功能与G71基本相同，不同之处是G72只完成端面方向粗车，刀具路径按径向方向循环，其刀具循环路径如图3-27所示，指令格式和其地址含义与G71的相同。

（３）闭合车削循环指令G73 它适用于毛坯轮廓形状与零件轮廓形状基本接近时的粗车。

授课主要内容任务引入以实际的生产内容为任务，让学生面临一个需要立即去解决的现实问题，激发学生的学习热情。

分析任务、诱发思考首先观看G00/G01指令的动画。

复习提问：G00、G01指令的格式？让学生通过G00、G01指令来编写刀杆的加工程序。

在程序编写的过程中，学生会发现刀杆的余量较大时，程序编写较为复杂。

让学生思考，有没有一个令程序简单的指令来完成以上刀具路径？这时老师再用G90的方法将刀杆的程序编写出来，将两个程序进行对比，学生发现使用G90指令编写的程序简短、易懂，从而来引出本节课的题目。

学习新知、掌握方法1．圆柱面加工：(1)、新课讲解首先讲述圆柱面加工时G90指令的编程格式、加工路线和编程要点G90 X（U）___Z(W)___F___;其中：X、Z为切削终点绝对坐标；U、W为切削终点相对坐标；F为进给速度。

编程要点：a、G90循环可以完成进刀、加工、退刀、返回四个动作。

b、循环起点要距离工件2～5mm。

圆柱面加工时切削终点坐标的确定：A点坐标=最后一次循环终点坐标B点坐标=A点坐标+背吃刀量如果需要多次循环，便以此类推。

如：C点=B点坐标+背吃刀量(2)、布置练习工艺分析：毛坯外径Φ50，要车削成Φ35的阶梯轴，使用G90循环指令。

S=600r/min；F=0.2mm/r;总的加工余量15mm,分3次车削。

每次的背吃刀量确定为5mm、5mm、5mm. 加工程序：O1212；T0101;M03 S600；G00 X55.0 Z2.0 ；G90 X45.0 Z-25.0 F0.2 ；X40.0 ；X35.0 ；G00 X100.0 ；Z100.0 ；M30 ；2．圆锥面加工（1）新课讲解：讲述圆锥面加工时G90指令的编程格式、加工路线和编程要点。

G90 X(U)___ Z(W)___ R___ F___ ;其中：X、Z为切削终点绝对坐标；U、W为切削终点相对坐标；R为锥面切削时的半径差；R=(X起-X终)/2圆锥面加工时切削终点坐标的确定：A点坐标=最后一次循环终点坐标B点坐标=A点坐标+背吃刀量如果需要多次循环，便以此类推。

知识点51 轴类零件加工（单一固定循环）【学习目的】1．知识目标（1）对简单零件进行工艺分析，合理安排加工工艺；（2）掌握数控车床加工简单零件的编程方法和加工技术。

2．技能目标（1）能够对简单零件进行正确分析；（2）能够根据加工情况合理选择刀柄及刀片。

3．情感目标（1）掌握简单零件加工过程中的注意事项；（2）具有开拓创新、团结合作和严谨务实的工作作风。

【工作情景描述】某公司生产一批45号钢材料的轴类零件，尽量在通用夹具上完成40件，生产管理部门将图样交予我车间，材料由企业材料库提供，要求在2天内完成加工任务。

车间安排由数控车组完成该批次零件的加工任务。

【工作任务】如图纸所示轴类零件，材料为45号钢，规格为Φ40mm的圆柱棒料，正火处理，硬度HB200。

图51-1 零件加工图【知识链接】1．圆柱切削单一循环指令（G90）（1）编程格式圆柱面：G90 X（U）___Z（W）___F___；锥面：G90 X（U）___Z（W）___R___F___ ；其中：X、Z表示切削终点的坐示；U、W表示切削终点相对于循环起点的增量；R表示锥面切削起点与切削终点的半径之差，为矢量，有“+”、“-”号；F表示切削速度。

（2）运动轨迹使用G90指令时，刀具在加工中的运动轨迹如图51-2所示。

a）G90加工圆柱面b）G90加工锥面图51-2 G90运动轨迹在图51-2中，A点表示循环起始点；B点表示切削起点；C点表示切削终点（3）说明加工锥面时注意R值的计算。

2．端面切削单一循环指令（G94）（1）编程格式圆柱面：G94 X（U）___Z（W）___F___；锥面：G94 X（U）___Z（W）___R___F___ ；其中：X、Z表示切削终点的坐示；U、W表示切削终点相对于循环起点的增量；R表示锥面切削起点与切削终点的Z坐标之差，为矢量，有“+”、“-”号；F表示切削速度。

（2）运动轨迹使用G94指令时，刀具在加工中的运动轨迹如图51-3所示。

数控机床固定循环编程（G80~G84）详解1.取消固定循环指令G80格式：G80功能：用G80取消固定循环方式，机床回到执行正常操作状态。

孔的加工数据，包括R点，Z点等等，都被取消：但是移动速度命令会继续有效。

2. 定点钻孔循环G81格式：G81 X_ Y_ Z_ R_ F_ L_X__Y__为孔位数据Z__ 孔底深度R__加工初始位置F__切削进给速度L__重复次数功能：G81命令可用以一般孔的加工。

加工过程：（1）XY平面孔定位（2）快速下至R基准面（3）Z轴向下钻孔（4）快速返回起始点（G98时）或R基准面（G99时）（5）若有L字段，则循环（1）~（4）做完L个孔3.钻孔循环指令G82格式：G82 X_Y_ R_ Z_ P_ F_ J_X_ Y_ 为孔位数据Z_ 孔底深度R_ 加工初始位置P_ 在孔底的暂停时间F_ 切削进给速度K_ 重复次数功能：用于孔底暂停钻孔循环加工过程：（1）XY平面孔定位（2）快速下至R基准面（3）Z轴向下钻孔，在孔底暂停P给定的时间（4）快速返回起始点（G98时）或R基准面（G99时）（5）若有L字段，则循环（1）~（4）做完L个孔4.排屑钻孔循环G83G83 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_ K_X_ Y_ 为孔位数据Z_ 孔底深度R_ 加工初始位置Q_ 每次切削进给的切削深度P_ 在孔底的暂停时间F_ 切削进给速度K_ 重复次数功能：深孔钻（啄钻）循环5.G84 攻丝循环(G84)1. 格式G84 X_Y_Z_R_P_F_K_;X_ Y:孔位数据Z_:孔底深度（绝对坐标）R_:每次下刀点或抬刀点（绝对坐标）P_:暂停时间F_:切削进给速度K_:重复次数功能：G84 进给孔底主轴反转快速退刀。

加工过程：主轴顺时针旋转执行攻丝，当到达孔底时，为了回退，主轴以相反方向旋转，这个过程生成螺纹。

在攻丝期间进给倍率被忽略，进给暂停不停止机床，直到返回动作完成。

在指定G84之前，用辅助功能使主轴旋转。

数控车床单一固定循环指令当车削加工余量较大，需要多次进刀切削加工时，可采用循环指令编写加工程序，这样可减少程序段的数量，缩短编程时间和提高数控机床工作效率。

根据刀具切削加工的循环路线不同，循环指令可分为单一固定循环指令和多重复合循环指令。

单一固定循环指令对于加工几何形状简单、刀具走刀路线单一的工件，可采用固定循环指令编程，即只需用一条指令、一个程序段完成刀具的多步动作。

固定循环指令中刀具的运动分四步：进刀、切削、退刀与返回。

1. 外圆切削循环指令（G90）指令格式 G90X（U）_ Z（W）_ R_ F_指令功能实现外圆切削循环和锥面切削循环，刀具从循环起点按图1与图2所示走刀路线，最后返回到循环起点，图中虚线表示按Ｒ快速移动，实线表示按F指定的工件进给速度移动。

图1 外圆切削循环图2 锥面切削循环指令说明 X、Z 表示切削终点坐标值；U、W 表示切削终点相对循环起点的坐标分量；R 表示切削始点与切削终点在Ｘ轴方向的坐标增量（半径值），外圆切削循环时R为零，可省略；Ｆ表示进给速度。

例题1 如图3所示，运用外圆切削循环指令编程。

图3 外圆切削循环应用G90 X40 Z20 F30 A-B-C-D-AX30 A-E-F-D-AX20 A-G-H-D-A例题2 如图4所示，运用锥面切削循环指令编程。

图4 锥面切削循环应用G90 X40 Z20 R-5 F30 A-B-C-D-AX30A-E-F-D-AX20A-G-H-D-A2. 端面切削循环指令（G94）指令格式 G94 X（U）_ Z（W）_ R_ F_指令功能实现端面切削循环和带锥度的端面切削循环，刀具从循环起点，按图5与图6所示走刀路线，最后返回到循环起点，图中虚线表示按R快速移动，实线按Ｆ指定的进给速度移动。

图5 端面切削循环图6 带锥度的端面切削循环指令说明 X、Z表示端平面切削终点坐标值；U、W表示端面切削终点相对循环起点的坐标分量；R表示端面切削始点至切削终点位移在Z轴方向的坐标增量，端面切削循环时R为零，可省略；F表示进给速度。