数控车床单一形状固定循环指令编程(行业特制)

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。

常用编程指令的应用车削加工编程一般包含X和Z坐标运动及绕Z轴旋转的转角坐标C 。

(1)快速定位(G00或G0) 刀具以点位控制方式从当前所在位置快速移动到指令给出的目标位置。

指令格式：G00 X(U) Z(W) ；(2)直线插补(G01或G1)指令格式：G01 X(U) Z(W) F ；图1 快速定位图2 直线插补G00 X40.0 Z56.0； G01 X40.0 Z20.1 F0.2；/绝对坐标，直径编程； /绝对坐标，直径编程，切削进给率0.2mm/rG00 U-60.0 W-30 G01 U20.0 W-25.9 F0.2；/增量坐标，直径编程 /增量坐标，直径编程，切削进给率0.2mm／r(3)圆弧插补(G02或G2，G03或G3)1)指令格式: G02 X(U)_Z(W)_I_K_F_ ；G02 X(U) Z(W) R F ；G03 X(U)_Z(W)_I_K_F_ ；G03 X(U) Z(W) R F ；2)指令功能:3)指令说明:①G02为顺时针圆弧插补指令，G03为逆时针圆弧插补指令。

圆弧的顺、逆方向判断见图3左图，朝着与圆弧所在平面相垂直的坐标轴的负方向看，顺时针为G02，逆时针为G03，图3右图分别表示了车床前置刀架和后置刀架对圆弧顺与逆方向的判断；图3 圆弧的顺逆方向②如图4，采用绝对坐标编程，X、Z为圆弧终点坐标值；采用增量坐标编程，U、W为圆弧终点相对圆弧起点的坐标增量，R是圆弧半径，当圆弧所对圆心角为0°～180°时，Ｒ取正值；当圆心角为180°～360°时，R取负值。

I、K为圆心在X、Z轴方向上相对圆弧起点的坐标增量（用半径值表示），I、K为零时可以省略。

图4 圆弧绝对坐标,相对坐标图5 圆弧插补G02 X50.0 Z30.0 I25.0 F0.3； G03 X87.98 Z50.0 I-30.0 K-40.0 F0.3；G02 U20.0 W-20.0 I25.0 F0.3； /绝对坐标，直径编程G02 X50.Z30.0 R25.0 F0.3； G03 U37.98 W-30.0 I-30.0 K-40.0 F0.3；G02 U20.0 W-20.0 R25.0 F0.3； /相对坐标，直径编程(4)主轴转速设置(S)车床主轴的转速(r／min)为：式中υ为圆周切削速度，单位缺省为m／min 、D为工件的外径，单位为mm。

详细解说数控车床单一固定循环一、说明：单一固定循环可以将一系列连续加工动作，如“切入-切削-退刀-返回”，用一个循环指令完成，从而简化程序。

1．圆柱面或圆锥面切削循环圆柱面或圆锥面切削循环是一种单一固定循环，圆柱面单一固定循环如图1所示，圆锥面单一固定循环如图3所示。

（1）圆柱面切削循环编程格式G90 X(U)～Z(W)～F～式中：X、Z——圆柱面切削的终点坐标值；U、W——圆柱面切削的终点相对于循环起点坐标分量。

例：应用圆柱面切削循环功能加工图2所示零件。

N10 G50 X200 Z200 T0101N20 M03 S1000N30 G00 X55 Z4 M08N40 G01 G96 Z2 F2.5 S150N50 G90 X45 Z-25 F0.2N60 X40N70 X35N80 G00 X200 Z200N90 M30（2）圆锥面切削循环编程格式G90 X(U)～Z(W)～I～F～式中：X、Z——圆锥面切削的终点坐标值；U、W——圆柱面切削的终点相对于循环起点的坐标；I——圆锥面切削的起点相对于终点的半径差。

如果切削起点的X向坐标小于终点的X 向坐标，I值为负，反之为正。

如图3所示。

例：应用圆锥面切削循环功能加工图4所示零件。

……G01 X65 Z2G90 X60 Z-35 I-5 F0.2X50G00 X100 Z200……2．端面切削循环端面切削循环是一种单一固定循环。

适用于端面切削加工，如图5所示。

图6 锥面端面切削循环图7 G94的用法（锥面）（1）平面端面切削循环编程格式G94 X(U)～Z(W)～F～式中：X、Z——端面切削的终点坐标值；U、W——端面切削的终点相对于循环起点的坐标。

（2）锥面端面切削循环编程格式G94 X(U)～Z(W)～K～F～式中：X、Z——端面切削的终点坐标值；U、W——端面切削的终点相对于循环起点的坐标；K——端面切削的起点相对于终点在Z轴方向的坐标分量。

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-AX30A-E-F-D-AX20A-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。

图5－8 G90外径车削图5－9 G90锥面车削数控车床加工固定循环固定循环是预先给定一系列操作，用来控制机床位移或主轴运转，从而完成各项加工。

对非一刀加工完成的轮廓表面，即加工余量较大的表面，采用循环编程，可以缩短程序段的长度，减少程序所占内存。

固定循环一般分为单一形状固定循环和复合形状固定循环。

（一）单一形状固定循环 1.外径车削循环指令G90该循环主要用于圆柱面和圆锥面的循环切削。

（1）外圆切削循环 程序段格式为：G90 X （U ） Z （W ） F 如图5－8所示，刀具从循环起点（刀具所在位置）开始按矩形循环，最后又回到循环起点。

图中虚线表示按快速运动，实线表示按F 指定的工作进给速度运动。

X 、Z 为圆柱面切削终点坐标值；U 、W 为圆柱面切削终点相对循环起点的增量值。

其加工顺序按1、2、3、4、5、6进行。

例5－3 加工如图5－8中的外圆轮廓。

O1004 程序名N5 G54 G98 G21； 用G54指定工件坐标系、分进给、米制编程 N10 M3 S800； 主轴正转，转速为800r/min N15 T0101； 换1号外圆刀，导入刀具刀补 N20 G0 X80 Z60； 绝对编程（以下同），快速到达起刀点 N25 X41 Z2； 快速到达循环起始点（图中刀具所在位置） N30 G90 X37 Z －20 F100； 循环加工1，背吃刀量为3mm （直径值），以100mm/min 进给 N35 X34； 模态指令，继续进行循环加工2～6，背吃刀量为3mm/次（直径值） N40 X31； N45 X28； N50 X25； N55 X22；N60 G0 X80 Z60； 快速返回到起刀点 N65 M30； 程序结束 ％ 程序结束符（2）锥面切削循环 程序段格式为：G90 X （U ） Z （W ） I F 如图5－9所示，刀具从循环起点开始沿径向快速移动，然后按F 指定的进给速度沿锥面运动，到锥面另一端后沿径向以进给速度退出，最后快速返回到循环起点。

数控车床常用加工指令一.单一循环1.G90——圆柱、圆锥切削指令。

a.圆柱切削：格式：G90 X(U) Z(W) FX-Z绝对坐标尺寸U-W 增量坐标尺寸F 进给量b.圆锥切削：格式：G90 X(U) Z(W) R FR的计算方法为右端面半径尺寸减去左端面尺寸。

注意：当锥度左大右小是R为负值。

当锥度左小右大是R为正值。

2.G92——螺纹切削指令。

格式：G92 X(U) Z(W) R FX-Z绝对坐标尺寸U-W 增量坐标尺寸F 螺距（导程）R 锥螺纹时锥度值为半径。

3.G94——端面切削指令。

格式：G94 X(U) Z(W) R FX-Z 绝对坐标尺寸U-W 增量坐标尺寸F 进给量R 端面锥度值注意：当锥度左大右小是R为负值。

当锥度左小右大是R为正值。

二.复合循环切削指令。

所有粗加工循环的精加工指令为：G70 P(Σ) Q(β) F S T1.外径粗车固定循环格式：G71 U(δd) R(e)G71 P(Σ) Q(β) U(ε) W(∮) F S Tδd ——每次X向循环切削的吃刀量（半径值）、无正负号。

e ——每次X向切削的退刀量（半径值）、无正负号。

Σ——精加工线路的开始程序段序号。

β——精加工线路的结束程序段序号。

ε—— X向精加工留余量。

∮—— Z向精加工留余量。

2.端面粗车固定循环格式：G72 W(δd) R(e)G72 P(Σ) Q(β) U(ε) W(∮) F S Tδd ——每次X向循环切削的吃刀量（半径值）、无正负号。

e ——每次X向切削的退刀量（半径值）、无正负号。

Σ——精加工线路的开始程序段序号。

β——精加工线路的结束程序段序号。

ε—— X向精加工留余量。

∮—— Z向精加工留余量。

3.固定形状放行粗车循环格式：G73 U(δd) W(∞ R(e)G73 P(Σ) Q(β) U(ε) W(∮) F S Tδd —— X向总退刀量（半径值）、无正负号。

∞—— Z向总退刀量无正负号。