数控车床循环加工指令的介绍

循环指令编程通常是用含G代码的程序段完成原本需要多个程序段指令的加工操作，从而简化程序。车削循环一般用在去除大部分余量的粗车加工中。在车削循环中用增量编程时，不用U、W编程，而仍用X、Z编程，此时的X、Z值为终点到起点的坐标差值，即增量值。

1.外圆柱面车削循环G80

指令格式：G80X（U）Z（W）F

指令中的X、Z值在绝对值编程时为切削终点的坐标值，在增量值编程时为切削终点到循环起点的坐标差值。

外圆柱面车削循环，刀具由循环起点（对刀点）A开始，快速运动到切削起点B，再以进给速度运动到切削终点C，然后以快速运动到达退刀点D，再快速运动到循环起点A，完成一次循环，如图4-24所示。

【例4-13】外圆柱面车削编程。在图4-24中，设A点在工件坐标系中的坐标为（100，00），B点在工件坐标系中的坐标为（50，100），C点在工件坐标系中的坐标为（50，50），D点在工件坐标系中的坐标为（100，50），则：

用绝对值编程时的程序段为G90-G80X50Z50F100。

图4-24 外圆柱面车削循环

上面的程序段等效于①G90 G00X50Z100；

②G01X50 Z50；

③G01X100Z50；

④G00X100 Z100。

用增量值编程时的程序段为G91G80X-50 Z-50 F100。

用内圆车刀时，外圆柱面车削循环指令可以对内圆柱面进行循环车削。

2.外圆锥面车削循环G80

指令格式：G80 X（U） Z（W）I F

指令中的I值总是外圆锥面车削起点（并非循环起点）与外圆锥面车削终点的半径差。当切削起点处的半径值大于切削终点处的半径值时，I值为正；当切削起点处的半径值小于切削终点处的半径值时，I值为负。当I值为零时，即为外圆柱面车削循环。

指令中的X、Z值在绝对值编程时为切削终点的坐标值，在增量值编程时为切削终点到循环起点的坐标差值。外圆锥面车削循环如图4-25所示。

【例4-14】外圆锥面车削编程。在图4-25中，设A点在工件坐标系中的坐标为（200，100），B点在工件坐标系中的坐标为（70，100），C点在工件坐标系中的坐标为（100，30），D点在工件坐标系中的坐标为（200，30），I=（70-100）/2=-15。

用绝对值编程时的程序段为G90 G80X100 Z30I-15F100；

用增量值编程时的程序段为G91G80X-100Z-70I-15F100。

图4-25 外圆锥面车削循环

用内圆车刀时，外圆锥面车削循环指令可以对内圆锥面进行循环车削。

【例4-15】外圆锥面车削循环编程。在图4-25中，I=（24-14）/2=5，为正值。其精加工参考程序如下：

%3200

3.平端面车削循环G81

指令格式：G81X（U）Z（W）F

平端面车削循环如图4-26所示。

【例4-16】平端面车削循环。在图4-26中，设A点在工件坐标系中的坐标为（200，100），B点在工件坐标系中的坐标为（200，40），C点在工件坐标系中的坐标为（80，40），D点在工件坐标系中的坐标为（80，100）。

用绝对值编程时的程序段为G90-G81X80Z40 F100；

用增量值编程时的程序段为G91 G81X-120Z-60F100。

图4-26 平端面车削循环

4.锥端面车削循环G81

指令格式；GB1X（U） Z（W）X F

指令中的K值总是锥端面车削起点（并非循环起点）与锥端面车削终点的Z值之差。当切削起点处的Z值大于切削终点处的Z值时，K值为正；当切削起点处的Z值小于切削终点处的Z值时，K值为负。当K值为零时，即为平端面车削循环。

锥端面车削循环如图4-27所示。

【例4-17】锥端面车削循环编程。在图4-28中，设工件坐标系的原点为工件左端面的中心点。其参考程序如下：

图4-27 锥端面车削循环

图4-28 锥端面车削循环

5.圆柱螺纹切削循环G82

指令格式：G82X（U） Z（W）R E C P F

圆柱螺纹切削循环如图4-29所示。

指令中的X、Z值在绝对值编程时为螺纹终点C在工件坐标系F的坐标；在相对值编程时为螺纹终点C相对于循环起点A（并非螺纹起点）的距离。若螺纹终点C的两个坐标值小于循环起点的两个坐标值，则在增量编程时，X、Z均为负号。

指令中的R、E表示螺纹切削的退刀量，R为Z向回退量。E为X向回退量。R、E可以省略，表示不用回退功能。

指令中的C为螺纹头数，C为0或者1时切削的是单头螺纹，此时可以省略。

指令中的P为螺距。在加工多线螺纹时，可先加工完第一条螺纹，然后再加工第二条螺纹，车刀的轴向起点与加工第一条螺纹的轴向起点偏移一个螺距P的距离。

指令中的F为螺纹导程。指令执行的轨迹如图4-29所示。

图4-29 圆柱螺纹切削循环

6.圆锥螺纹切削循环G82

指令格式：G82X（U） Z（W）I R E C P E

圆锥螺纹切削循环如图4-30所示。

指令中的X、Z值在绝对值编程时为螺纹终点C在工件坐标系中的坐标；在相对值编程时为螺纹终点C相对于循环起点A（并非螺纹起点）的距离。若螺纹终点C的两个坐标值小于循环起点的两个坐标值，则在增量编程时，X、Z均为负号。

指令中的I为螺纹起点B与螺纹终点C之间的半径差，其符号为差的符号。

图4-30 圆锥螺纹切削循环

指令中的R、E表示螺纹切削的退刀量，R为Z向回退量，E为X向回退量。R、E可以省略，表示不用回退功能。

指令中的C为螺纹头数，C为0或者1时切削的是单头螺纹，此时可以省略。

图4-31 圆锥螺纹切削循环编程

指令中的P为螺距。在加工多线螺纹时，可先加工第一条螺纹，然后再加工第二条螺纹，车刀的轴向起点与加工第一条螺纹的轴向起点偏移一个螺距P。

【例4-18】圆锥螺纹切削循环编程。如图4-31中，取δ₁=5mm，螺纹大端大径50mm，螺纹大端小径为d1，d1′=50-2×0.6P=50-24=47.6mm。螺纹小端大径为40mm，螺纹小端小径为d2′，d2′=40-2×0.6P=40-2.4=37.6mm。加工余量为2.4mm，分五次进刀，背吃刀量按递减规律分布为1.2mm、0.7mm、0.3mm、0.15mm、0.05mm。I=（40-50）/2=-5。本例中，设工件左端面中心点为工件坐标系原点，对刀点在工件坐标系的坐标值为（80，62）。圆锥螺纹车削参考程序如下：

7.复合循环切削指令

用循环切削指令，刀具轨迹每次走一个循环。要完成一个粗车过程，需要人工分配车削次数和吃刀量，再一段一段地用循环切削程序实现。虽然这比用基本加工指令要简单，但使用起来还是很麻烦。若使用复合车削循环，则只需指定精加工路线和吃刀量，数控系统就会自动计算粗加工路线和加工次数，因此，可极大地简化编程工作。

（1）圆粗车复合循环指令

①无凹槽外圆粗车复合循环指令G71

指令格式：

G7IU（Δd）R（r）P（ns）Q（nf）x（Δx）Z（Δz）F（f）S（s）T（t）

无凹槽外圆粗车复合循环如图4-32所示。

指令中的U表示X轴方向的切削深度，Δd的值为每次的切削量，指定时不加符号进刀方向决定：

指令中的R表示退刀量，r的值为刀具切削后退离加工表面的径向值。

指令中的P表示复合循环中精加工路径的起始程序段，ns为起始程序段的段号。

指令中的Q表示复合循环中精加工路径的结束程序段，nf为结束程序段的段号。

指令中的x为粗加工后留给X方向精加工的余量，Δx为这个余量值的大小。

指令中的z为粗加工后留给Z方向精加工的余量，Δz为这个余量值的大小。

F、S、T的含义不变，在粗加工时G71中编程的F、S、T有效，精加工时处于ns～nf程序段之间的F、S、T有效。

图4-32 无凹槽外圆粗车复合循环

图4-33 无凹槽外圆粗车复合循环编程

【例4-19】无凹槽外圆粗车复合循环编程。在图4-33中，设工件右端面中心点为工件坐标系原点，对刀点在工件坐标系中F的值为（80，80），每次切削深度为1.5mm，每次的退刀量为1mm，X方向留0.4mm的精加工余量，Z方向留0.1mm的加工余量，精加工程序的起始段号为5，精加工程序的结束段号为13。其参考程序如下：

(www.xing528.com)

②有凹槽外圆粗车复合循环指令G71

指令格式：

G7IU（Δd）R（r）P（ns）Q（nf）E（e）F（f）S（s）T（t）

指令中的E表示精加工余量，e为精加工余量值。

有凹槽外圆粗车复合循环如图4-34所示。

图4-34 有凹槽外圆粗车复合循环

图4-35 有凹槽外圆粗车复合循环编程

【例4-20】有凹槽内圆粗车复合循环编程。在图4-35中，设工件右端面中心点为工件坐标系原点，对刀点在工件坐标系中的值为（45，10），每次切削深度为1mm，每次的退刀量为1mm，精加工余量值为0.3，粗加工程序的起始段号为100，粗加工程序的结束段号为200。其参考程序如下：

使用G71指令时，应注意以下几点：

1）G71指令必须带有P、Q地址ns、nf，且与精加工路径起、止顺序号对应，否则不能进行该循环加工。

2）ns的程序段必须为G00或G01指令，即精加工路径必须是从点定位运动或直线切削运动开始。

3）在顺序号为ns到顺序号为nf的程序段中，不应包含子程序。

③端面粗车复合循环指令G72

指令格式；

G72W（Δd）R（r）P（ns）Q（nf）X（Δx）Z（Δz）F（f）S（s）T（t）

端面粗车复合循环如图4-36所示。

指令中的W表示Z轴方向的切削深度，Δd的值为每次的切削量，指定时不加符号，由进刀方向决定。

指令中的R表示退刀量，r的值为刀具切削后退离加工表面的轴向值。

图4-36 端面粗车复合循环

指令中的P表示复合循环中精加工路径的起始程序段，ns为起始程序段的段号。

指令中的Q表示复合循环中精加工路径的结束程序段，nf为结束程序段的段号。

指令中的X为粗加工后留给X方向精加工的余量，Δx为这个余量值的大小。

指令中的Z为粗加工后留给Z方向精加工的余量，Δz为这个余量值的大小。

F、S、T的含义不变，在粗加工时G72中编程的F、S、T有效，精加工时处于ns～nf程序段之间的F、S、T有效。

图4-37 外端面粗车复合循环编程

【例4-21】外端面粗车复合循环编程。在图4-37中，设工件右端而中心点为工件坐标系原点，对刀点在工件坐标系中的值为（100，80），每次切削深度为1.2mm，每次的退刀量为1mm，X方向留出0.2mm的精加工余量，Z方向留出0.5mm的加工余量，精加工程序的起始段号为8，精加工程序的结束段号为17。其参考程序如下：

【例4-22】内端面粗车复合循环编程。在图4-38中，设工件右端面中心点为工件坐标系的原点，对刀点A在工件坐标系中的坐标值为（6，3），背吃刀量为3mm，退刀量为1mm，X方向精加工余量为0.4mm，Z方向精加工余量为0.1mm，其中，点画线部分为工件毛坯。参考程序如下：

图4-38 内端面粗车复合循环编程

M05；

M30；

使用指令G72时应注意以下几点：

1）G72指令必须带有P、Q地址ns、nf，且与精加工路径起、止顺序号对应，否则不能进行该循环加工。

2）ns的程序段必须为G00或G01指令，即精加工路径必须是从点定位运动或直线切削运动开始。

3）在顺序号为ns到顺序号为nf的程序段中，不应包含子程序。

4）闭环粗车复合循环指令G73

指令格式：

G73U（ΔL）W（Δk）R（r）P（ns）Q（nf）X（Δx）Z（Δz）F（f）S（s）T（t）

闭环粗车复合循环如图4-39所示。

指令中的U表示X轴方向的粗加工余量，ΔI表示X轴方向的粗加工总余量。

指令中的W表示Z轴方向的粗加工余量，Δk表示Z轴方向的粗加工总余量。

指令中的R表示粗加工的切削次数，r的值为粗加工切削次数的值。

指令中的P表示复合循环中精加工路径的起始程序段，ns为起始程序段的段号。

指令中的Q表示复合循环中精加工路径的结束程序段，nf为结束程序段的段号。

指令中的X为粗加工后留给X方向精加工的余量，Δx为这个余量值的大小。

图4-39 闭环粗车复合循环

指令中的Z为粗加工后留给Z方向精加工的余量，Δz为这个余量值的大小。

F、S、T的含义不变，在粗加工时G73中编程的F、S、T有效，精加工时处于ns～nf程序段之间的F、S、T有效。

该指令使刀具在切削工件时的轨迹为封闭回路，刀具逐渐进给，使封闭切削回路逐渐向零件最终形状靠近，最终切削成工件的形状。这种指令能对铸造、锻造等粗加工中已成型的工件进行高效率切削。

在使用G73指令时，要注意ΔI和Δk表示粗加工时总的切削量，粗加工次数为r，则每次X、Z方向的切削量为ΔI/r，Δk/r。

【例4-23】闭环粗车复合循环编程。在图4-40中，设工件右端面中心点为工件坐标系的原点，对刀点A在工件坐标系中的坐标值为（80，80），ΔI=3mm，Δk=0.9mm，Δx=0.6mm，Δz=0.1mm。参考程序如下：

图4-40 闭环粗车复合循环编程

（2）螺纹切削复合循环指令G76

指令格式：

G76C（c）R（r）E（e）A（a）X（x）Z（z）I（i）K（k）U（d）V（Δd_min）Q（Δd）P（p）F（L）

螺纹切削复合循环如图4-41所示。

图4-41 螺纹切削复合循环

指令中：

C为螺纹的精整次数，c值为螺纹的精整次数值。

R为螺纹Z向退尾长度，r为螺纹Z向退尾长度值。

E为螺纹X向退尾长度，e为螺纹X向退尾长度值。

A为螺纹车刀刀尖角度，a为刀尖角度值，在80°、60°、55°、35°、29°、0°中选一个。

X、Z在绝对值编程时，为有效螺纹终点C在工件坐标系中的坐标值，在增量值编程时，为有效螺纹终点C相对于循环起点A的有向距离。

I表示螺纹两端的半径差，i值即是半径差值。

K表示螺纹的高度，k即是螺纹高度值，该值由螺纹在X轴方向上的半径值确定。

U表示精加工余量，d表示螺纹的精加工余量值，用半径值表示。

V表示螺纹加工中最后一刀的切削深度，Δd_min为螺纹的最小切削深度，当最后一刀的切削深度小于Δd_min时，则切削深度设定为Δd_min。

Q表示螺纹加工件第一刀的切削深度，Δd为第一刀的切削深度值。

P值为螺距。在加工多线螺纹时，可先加工完第一条螺纹，然后在加工第二条螺纹时，车刀的轴向起点与加工第一条螺纹的轴向起点偏移一个螺距P即可。

F表示螺纹的导程，L表示螺纹导程值。

【例4-24】螺纹切削复合循环编程。在图4-42中，设工件左端面中心点为工件坐标系原点，I=7.5，K=1.299，其参考程序如下：

图4-42 螺纹切削复合循环编程