郭風(fēng)泉GUO Feng-quan；馬永青MA Yong-qing；陳紹志CHEN Shao-zhi

（濰坊工程職業(yè)學(xué)院，青州 262500）

（Weifang Engineering Vocational College，Qingzhou 262500，China）

0 引言

在諸多數(shù)控加工、數(shù)控編程教材及相關(guān)文章中都有對(duì)G73 指令的講解，但是均以闡述指令格式為主，未準(zhǔn)確講解參數(shù)取值的依據(jù)以及參數(shù)取值在加工中帶來(lái)的影響，以致學(xué)員參數(shù)選擇不準(zhǔn)確，甚至不會(huì)選取參數(shù)，使得學(xué)員編寫(xiě)的程序存在首次空切或過(guò)切的缺陷。本文詳細(xì)分析造成首次空切或過(guò)切的原因，正確指導(dǎo)G73 指令在加工中的應(yīng)用。

1 復(fù)合形狀粗車(chē)循環(huán)G73

1.1 G73 指令格式

1.2 G73 指令意義

準(zhǔn)確制定G73 指令功能參數(shù)，是保證G73 粗車(chē)循環(huán)加工順利運(yùn)行的關(guān)鍵，通過(guò)對(duì)加工操作中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，理解G73 參數(shù)取值的不同對(duì)切削加工具有重要的影響。該指令每次刀具進(jìn)給量Δi/d，指令參數(shù)規(guī)范刀具運(yùn)行的軌跡，如圖1。

刀具從循環(huán)起點(diǎn)C 點(diǎn)開(kāi)始，快速退刀至D 點(diǎn)，在X 方向的退刀量為Δu/2+Δi，Z 方向的退刀量為Δk+Δw；快速進(jìn)刀到起刀點(diǎn)；沿輪廓形狀偏移一定的數(shù)值進(jìn)行第一次切削，直至終點(diǎn)；快速返回C 點(diǎn)，準(zhǔn)備第二次循環(huán)切削；如此分層切削至循環(huán)結(jié)束，快速退回循環(huán)起點(diǎn)。

圖1

2 教材中G73 指令參數(shù)選擇存在的問(wèn)題

情況1，G73 粗車(chē)循環(huán)指令格式不完整。指令格式應(yīng)與實(shí)際使用相對(duì)應(yīng)，而不僅僅是指令的參數(shù)部分。G73 完整的格式應(yīng)包括循環(huán)起點(diǎn)、指令參數(shù)以及指令對(duì)應(yīng)程序段。情況2，格式完整，但講解簡(jiǎn)單，僅說(shuō)明格式的含義，未闡述格式中指令參數(shù)的選擇方法。情況3，對(duì)指令參數(shù)選擇有詳細(xì)的講解，但是部分概念不清晰，甚至是錯(cuò)誤，直接導(dǎo)致程序運(yùn)行錯(cuò)誤。在循環(huán)點(diǎn)的選擇中以圖紙尺寸為基礎(chǔ)，沒(méi)有考慮毛坯的實(shí)際情況；對(duì)切削深度Δi 和精加工余量Δu 是半徑值還是直徑值概念模糊；對(duì)切削深度Δi 和循環(huán)次數(shù)d的選擇未充分結(jié)合精加工余量Δu、圖紙尺寸及毛坯尺寸進(jìn)行調(diào)整，防止出現(xiàn)首次空切或過(guò)切。

3 G73 指令參數(shù)選擇分析

圖2

循環(huán)次數(shù)d，每循環(huán)的切削深度為Δi/d，確定切削量，根據(jù)刀具的切削能力選擇循環(huán)次數(shù)。Z 軸粗車(chē)總退刀量Δk 加工意義不大，僅用于退刀，為提高加工效率，取值盡量小。對(duì)圖2 程序段可寫(xiě)為G73 U8.0 W0.01 R5；X 向總切削深度8mm，循環(huán)次數(shù)5次，每循環(huán)切削深度8/5=1.6mm，Z 軸總退刀量0.01mm。

3.3 程序段號(hào)與精加工余量參數(shù)選擇。參數(shù)選擇對(duì)應(yīng)程序段G73 P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F（f）S（s）T（t）；對(duì)固定的程序段格式有起止程序段號(hào)ns 和nf、X/Z 方向精加工余量Δu 和Δw、進(jìn)給量F、轉(zhuǎn)速S 和刀具號(hào)T 七個(gè)參數(shù)。ns 要與刀具路徑開(kāi)始的程序段號(hào)對(duì)應(yīng)，nf 要與刀具路徑結(jié)束的程序段號(hào)對(duì)應(yīng)，ns 和nf 的取值按照程序段號(hào)取值要求，格式與路徑中的對(duì)應(yīng)關(guān)系必須保證。Δu 是為保證零件尺寸和表面質(zhì)量預(yù)留的加工量，為直徑值，取值在0.5mm 左右即可，Δw 加工意義不大，在切削過(guò)程中實(shí)際的材料已經(jīng)去除，因此Δw 取值不必過(guò)大，0.01 即可。f 和s依據(jù)材料和刀具的情況進(jìn)行合理取值，t 取值依據(jù)刀具安裝位置和對(duì)刀情況進(jìn)行編寫(xiě)。程序段可寫(xiě)為G73 P10 Q20 U0.5 W0.01 F0.2 S800；程序段中編寫(xiě)參數(shù)t 造成程序運(yùn)行報(bào)警，未給刀具轉(zhuǎn)換足夠的空間。

3.4 首次空切或過(guò)切原因分析。首次空切或過(guò)切都是發(fā)生在第一循環(huán)，每次循環(huán)的切削量為Δi/d，且為半徑值。第一循環(huán)切削后剩余的切削量為Δi（d-1）/d，加工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，材料直徑D1=D圖紙+Δu+2Δi（d-1）/d。對(duì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，（D毛坯-D1）/2 為第一循環(huán)實(shí)際切削量，差值小于或等于零為首次空切，差值大于零可避免空切，差值大于刀具的切削能力造成首次過(guò)切。如圖2，在Φ25 直徑處以上述取值分析，D圖紙=25mm，Δu=0.5mm，Δi=8.0mm，d=5，D毛坯=40mm。計(jì)算如下：

G73 指令功能參數(shù)的選擇要在完整格式的基礎(chǔ)上，充分結(jié)合刀具情況、毛坯情況及圖紙要求進(jìn)行講解，接下來(lái)本文將以實(shí)例為載體講解G73 指令參數(shù)的選擇方法和注意事項(xiàng)，指令運(yùn)行正常，避免首次空切或過(guò)切。

3.1 循環(huán)起點(diǎn)的選擇。參數(shù)選擇對(duì)應(yīng)程序段G00X（α）Z（β）；對(duì)固定的程序段格式有X 軸坐標(biāo)值α 和Z 軸坐標(biāo)值β 兩個(gè)參數(shù)。α 參數(shù)的選擇要以加工選擇的毛坯尺寸為標(biāo)準(zhǔn)選擇，而不能以圖紙尺寸為標(biāo)準(zhǔn)，快速定位指令G00 要求刀具定位點(diǎn)不能在毛坯上，因此，α 參數(shù)要求大于或等于毛坯尺寸。β 參數(shù)選擇要進(jìn)一步保證刀具定位點(diǎn)在毛坯以外，選擇在加工毛坯起點(diǎn)正向2-3mm，防止刀具快速定位時(shí)與毛坯接觸。毛坯尺寸Φ40×100mm，程序段可寫(xiě)為G00 X41.0 Z2.0；其中，α 可選擇40-42mm，β 可選擇2-3mm，參數(shù)選擇過(guò)小會(huì)造成撞刀，過(guò)大會(huì)降低加工效率。

3.2 切削深度與退刀量參數(shù)選擇。參數(shù)選擇對(duì)應(yīng)程序段G73U（Δi）W（Δk）R（d）；對(duì)固定的程序段格式有X 軸總切削深度Δi、Z 軸粗車(chē)總退刀量Δk 和加工循環(huán)次數(shù)d三個(gè)參數(shù)。Δi 參數(shù)的選擇為毛坯直徑減去零件最小直徑差值的一半，即為半徑差，Φ25 直徑處的Δ i 取值為（40-25）/2=7.5，R14 處的直徑可能小于25mm，具體數(shù)值計(jì)算較為麻煩，綜合考慮Δi 的取值近似為7-9mm。X 軸向取值Δi，加工

計(jì)算余下四次循環(huán)切削后尺寸為35.1、31.9、28.7、25.5。對(duì)結(jié)果分析，第一循環(huán)實(shí)際切削量0.85mm，有效避免空切，小于1.6mm，實(shí)際切削量小于每循環(huán)切削量，不會(huì)造成過(guò)切，取值合適。Δi 取7.5 時(shí)計(jì)算切削尺寸為37.5、34.5、31.5、28.5、25.5，Δi 取9.0 時(shí)計(jì)算切削尺寸為39.9、36.3、32.7、29.1、25.5。

4 結(jié)語(yǔ)

采用G73 粗車(chē)循環(huán)編程，要結(jié)合毛坯尺寸、圖紙尺寸和刀具切削能力，合理選取循環(huán)起點(diǎn)、切削深度、程序路徑、精加工余量等指令參數(shù)，理解參數(shù)選取對(duì)加工帶來(lái)的影響，控制好第一刀的切削量，防止出現(xiàn)首次空切或過(guò)切的缺陷，保證切削效率。

[1]李福運(yùn).封閉切削循環(huán)指令G73 的應(yīng)用與研究[J].南方金屬，2013，06:52-54.

[2]李東君.關(guān)于數(shù)控教材中G73 封閉粗車(chē)循環(huán)指令分析與應(yīng)用[J].機(jī)床與液壓，2011，22:30-33.

[3]郭建平.淺談G73 指令在數(shù)控車(chē)床的應(yīng)用技巧[J].科學(xué)創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010，05:252-254.