G72指令在数控车床加工复杂沟槽的研究

洪超　吴萍

对 G72指令在数控车床加工编程方法的研究，分析了数控车床各种沟槽的不同加工方法，比较了 G72、G73和G75指令加工沟槽的特性，分析了编程加工时的注意事项。结合加工实例，阐明了 G72指令在数控车削复杂沟槽零件时的编程方法和技巧。G72加工复杂沟槽的独特效能证明，熟练掌握和灵活运用编程指令，是提高加工效率的重要途径。

一、引言

FANUC系统数控车床在生产加工中已得到广泛使用，零件编程加工时，常用循环指令：G71、G72和 G73指令，使用时比较简单实用。在生产加工中 ，沟槽加工也是数控车常见的加工方法之一，加工中会遇到各种形状的沟槽。在 FANUC数控系统中，切削沟槽常使用 G75循环指令，但是 G75只适合切削简单的直沟槽。当加工需一次完成斜槽或者槽肩和槽根处有倒角、倒圆角的复杂槽型时 ，G75指令就不再适合，无法加工了。G73指令可加工复杂沟槽，但由于加工时刀具是沿工件表面轮廓层层深入加工，空行程很多，加工效率极低。宏程序也可加工复杂沟槽 ，但编程复杂，使用不方便。G72指令却可以简单方便完成复杂沟槽加工。

二、G72指令沟槽加工

FANUC-0i系统数控车床 G72代码指令是端面复合循环加工指令 ，主要用于盘类零件的加工，是轴向进给，径向切削的端面的加工循环指令。G72指令的功能，根据加工工件、刀具不同，加工范围也不同。在实际生产中，通常采用切削刃平行与轴线的 90°偏刀，对轴向尺寸精度相对要求较高、径向尺寸精度要求较低，零件轮廓外形是单调递增或单调递减，直径相差较大的盘套类零件毛坯进行车削加工。内孔则采用刀刃平行于轴线的镗孔刀，加工长度短、直径差大的零件端面。从指令定义上理解它与沟槽加工无任何关系。但是 G72指令切削方向与沟槽的切削方向相同 ，而且它可以进行曲面轮廓的描述加工。同样对于内环槽的加工也可以采用循环指令。综合以上特点 ，G72指令正符合复杂沟槽加工需求，因此可选用 G72指令加工沟槽。

1.沟槽加工刀具选择

沟槽加工刀具不能使用外圆车刀 ，而选择切槽刀。切槽刀一般使用在切断或切槽的加工，且切槽刀的 2个刀尖都可加工工件，它具有轴向切削强度差，径向切削性能好的特点。切断刀的宽度与刀具的强度、切削时的切削阻力有关。刀具宽度较大时，刀具强度增大，轴向切削性能较好，但径向切削阻力大。刀具宽度较小时，轴向切削性能差，径向切削力小。所以切槽刀在加工时应选择较合适的宽度，以满足加工需要。

2.沟槽加工的编程轨迹选择

G72指令粗加工切削轨迹路线是从右到左，退刀至工件端面的安全处。精车路线是从左到右，自大直径到小直径，只有这样可加工因大直径差预留的轴向加工余量。精、粗加工编程由于加工起终点不同，粗、精加工圆弧指令程序的顺逆圆正好相反。且系统规定精加工程序的第一个程序段只能沿 Z方向进刀，不能出现 X轴的运动指令。G72指令加工时可使用 2个刀尖正反两个方向加工沟槽，编程和加工既简单又方便，减少了加工时间、提高了生产效率。

3.沟槽加工退刀量选择

用G72指令编写零件切槽加工时， Z轴方向是不能有退刀量，并且不留精车 Z向的余量，因此 G72指令中的 R值和第二行中 W值必须为 0。在编写精车轮廓时，由于切断刀是左右 2个刀尖加工，对刀是以左刀尖对刀，加工沟槽时，槽右侧则由右刀尖加工，这样必须考虑切槽刀的宽度，加工长度减去刀具的宽度。

4.切削用量选择

加工时背吃刀量的大小选用一定要慎重，由于采用切断刀加工，背吃刀量过大，残留余量就较大，精加工时轴向切削力大，刀具加工时会变形甚至损坏，影响加工质量。背吃刀量过小，加工效率就低。应根据不同的加工材料和刀具，选择合理的背吃刀量。由于是选用切断刀加工，应选用较小的进刀速度和合理的切削速度。下面就形状复杂沟槽零件加工，应用 G72代码指令编写程序进行介绍。

三、G72加工特殊形状零件

加工特殊形状零件图所示，由于是非单调递增的轮廓，大家首先考虑使用 G73来编制加工程序。但 G73指令加工过程，由于加工时刀具是沿工件表面轮廓运动，空行程很多，加工效率极低，再加上 G73运行轨迹方式是采用切槽刀的副刀刃来加工，这样就暴露了切槽刀本身结构上强度差的问题，所以这样加工造成每刀的背吃刀量必须很小，极大地影响了加工效率。使用 G72指令加工时，刀具几乎没有空行程，特别是 G72的运行轨迹完全符合切槽刀所擅长的切削方式，提高了零件加工效率。

1.加工刀具和切削用量选择

为了保证刀具的强度，车刀不易过长，比槽深3mm～ 5mm即可。装刀时保证主刀刃与工件轴线垂直 ，即主刀刃与工件外圆平行。加工零件材料为硬铝 LY12，加工刀具：切槽刀（刀宽 4毫米），转速：粗车 550r/min，精车 750r/min，进给量：粗车 0.05mm/r，精车 0.05mm/r，背吃刀量： 2mm。

2.加工程序

O0003 程序名

M03 S550； 主轴正转转速 550r/min

T0404 M08； 选择 4号刀， 4号刀偏，开启冷却液

G00 X72；刀具快进到达循环起始刀点 Z1；

G72 W2 R0；复合循环指令 Z方向每次进刀 2mm，退刀量为 0

G72 P8 Q9 U1 W0 F0.05；加工从序号 8～9，X向加工余量 1mm， Z向加工余量 0

N8 G00 Z-34；快速定位至精加工 Z向起点

G01 X68 F0.05；

X64 W2；

X44；

W0.5；

G02 X63.5 W4.38 R13；

G01 W5；

X44 W2.613；精加工零件轨迹

W1.02；

X63.5 W2.613；

W5；

G02 X44 W4.38 R13；

G01 W5.5；

X38 W3 N9 G01 X72；

M03 S750；主轴正转转速 750r/min

G70 P8 Q9；精加工工件轨迹

G00 X100； X向返回安全点

Z250； Z向返回安全点

M05；主轴停

M09；冷却液关

M30；加工结束返回程序起始点

四、结语

在数控机床加工过程中，由于加工对象复杂多样，特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影响，在对具体零件制定加工方案时，应该进行具体分析和区别对待，灵活处理。通过上述的编程和加工分析 ，可清楚地看到 ，任何一个零件的加工可以有很多的方法。熟练掌握和运用指令，不但可以加工常规或非常规的各种形状、结构零件，甚至能创造性地运用到一些特殊零件上，解决一些较难的加工问题。endprint