CNC 车床循环指令：应用与技巧

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  要点速览
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  CNC 车床循环指令的实际作用
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  车削与端面循环：G71 和 G72
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  仿形、钻孔与螺纹循环
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  G70 与决定表面质量的数值
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  分步：编写并验证循环
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  选用哪种循环指令

循环指令是固定例程。你描述一次最终轮廓，控制系统计算出重复走刀。刀具在不同直径处沿同一路径走十几次，直到毛坯余量去除。FANUC 风格控制系统上常用的是：G71 用于车削，G72 用于端面，G73 用于仿形重复，G74 用于啄钻，G76 用于螺纹，G70 用于精加工。

另一种做法是手写每一刀。简单台阶可以，三四个程序段就够。当轮廓依次包含圆弧、沟槽和锥面时就不适用了。循环调用缩短程序长度，并消除在机床上计算走刀时容易出现的算术错误。

两个参数几乎控制一切。每刀切削深度决定刀片受力。精加工余量决定最后一刀去除多少材料。这两个参数设错，循环要么摩擦表面，要么使刀具过载。

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  循环调用一个程序段，包含仿形类型、深度和余量。
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  轮廓程序段控制系统从起点到终点重复的轮廓。
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  返回程序段标记轮廓结束并返回刀具。

G71 沿 Z 轴去除余量。用于轴、衬套以及直径阶梯下降的零件。第一个程序段包含切削深度、精加工余量以及轮廓起点和终点。4140 钢的典型首段为 2 mm 切削深度，X 向留 0.3 mm 精加工余量，Z 向留 0.1 mm。

G72 沿 X 轴完成同样工作，用于端面台阶或圆盘车至长度。参数顺序看起来相似，但轴互换。混淆两者是我们最常见的循环错误。刀具在该进给处切入，第一刀就崩刀片。

两种循环都支持 Type I 和 Type II 轮廓。Type I 允许 X 向单向移动的轮廓。Type II 允许 X 向上下双向移动，带退刀槽的零件需要这种。旧控制系统默认 Type I。在轮廓中编程凹槽前先查手册。

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  G71 适用阶梯轴、衬套、长距离直径缩减。
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  G72 适用圆盘、法兰、端面车至长度的台阶。
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  注意符号正余量保留材料；负余量会切过轮廓。

G73 在一系列偏移处重复已定义仿形。适用于铸件、锻件和近净成形毛坯，这些毛坯不是简单圆柱。设定走刀次数和总偏移量，控制系统每次移动仿形。6061 铸件有 4 mm 不均匀余量时，五次走刀每次 0.8 mm 即可清理干净，没有一次空切。

G74 沿 Z 轴啄钻，因此是钻孔和深孔循环。每次啄钻后退以排屑。退刀量在铝件中很重要，长切屑可能缠绕刀具。1,200 rpm 下 0.5 mm 退刀可清 12 mm 孔且无颤振。不锈钢中啄钻深度降至每次 2–3 mm，避免热量集中在钻尖。

G76 以受控的多刀切削螺纹，每刀比前一刀小。第一个程序段设定螺纹高度、首刀深度和牙型角。公制和美制螺纹用 60° 牙型角，惠氏螺纹用 55°。循环控制进刀，使刀具不会同时切两侧刃，这正是第一刀损坏螺纹刀片的原因。

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  G73 适用铸件、锻件、非圆毛坯。
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  G74 适用深孔、排屑、高压切削液。
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  G76 适用任何需要受控进刀的螺纹，内螺纹或外螺纹。

G70 读取与 G71 或 G72 相同的轮廓，走一次连续走刀。它切除粗加工循环留下的余量。余量设得太小，刀片会摩擦而非切削。设得太大，精加工走刀会使轻型刀具过载。0.2 mm 至 0.4 mm 覆盖大多数工作；刚性机床上的紧公差零件可跑 0.15 mm。

进给率对表面质量的影响比其他任何参数都大。加工铝件时，用锋利无涂层刀片、0.15 mm/rev 的进给可稳定达到 Ra 0.8–1.6 μm。加工 316L 不锈钢时，降到 0.08–0.12 mm/rev，用涂层刀片可达到同样范围。为省加工节拍而加大进给，图纸上会立刻出现撕裂表面。

刀尖圆弧半径决定了下限。0.4 mm 半径在小直径和轻切削时切得更干净。0.8 mm 半径抗断续切削更好，但需要更大的进给来避免颤振。半径要与轮廓中最小半径匹配，而不是最大半径。

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  余量大多数车削每边留 0.2–0.4 mm。
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  进给0.08–0.15 mm/rev，视材料和刀片而定。
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  刀尖圆弧半径保持等于或小于轮廓最小半径。