简单循环编程指令虽然比基本编程指令能简化程序结构，但其加工面的形状受到一定限制，只能加工单一几何特征的圆柱与圆锥面，对于形状更复杂的表面，如包含多段圆柱与圆锥以及圆弧面等，就显得无能为力。为此，数控系统专门开发了相应的固定循环指令。如FANUC 0i车削系统便开发了称为复合固定循环的粗加工指令G71/G72/G73以及配套的精加工指令G70。另外，还有一对端面和圆柱面车槽的固定循环指令G74/G75。
1.圆柱面加工为主的粗车复合循环指令G71
（1）G71的指令格式 动作循环简图如图2-39所示，指令格式如下：
其中，Δd是背吃刀量（半径指定），不带符号数，为模态值，可由程序指定，也可由系统参数No.5132设定，移动方向为A→A′；
e是退刀量，为模态值，可由程序指定，也可由系统参数No.5133设定；
ns是精车加工程序第一个程序段的顺序号，即A→A′程序段；
nf是精车加工程序最后一个程序段的顺序号，即以B点为终点的程序段；
Δu是X方向精加工余量（双面余量）的距离和方向；
Δw是Z方向精加工余量的距离和方向；
f，s，t是G71指令中的F、S或T功能，仅在粗车循环过程中有效，而包含在ns到nf程序段中的任何F、S或T功能只能在后续的G70精车循环过程中有效。
（2）编程技巧与禁忌
1）G71指令适合于毛坯为圆柱体、长径比较大的轴类零件加工。
2）零件的X轴数值沿Z方向必须单调变化（递增或递减），有四种切削方式，如图2-40所示。上面两图为外轮廓表面加工轨迹，下面两图为内轮廓表面的加工轨迹。注：①实际应用中的某些数控系统允许轮廓线非单调变化；②FANUC 0i TD系统已经可以允许X轴非单调变化。
图2-39 G71指令的动作循环简图
图2-40 G71指令的四种切削方式
3）顺序号ns程序段（A→A′）用G00或G01指令指定，该程序段不能有Z轴移动，甚至不得出现Z轴尺寸字Z。如果需要，必须另起一个程序段指定。A→A′段一般不切削，故用G00可提高加工效率。
4）顺序号ns至nf之间的程序段由基本编程指令编写，不能调用子程序。
5）指令中指定的F、S或T功能仅在粗车循环中有效，而包含在ns到nf程序段中的任何F、S或T功能只能在后续的G70精车循环过程中有效。
6）用恒线速度切削控制时，在ns至nf程序段中指定的G96或G97无效，而是由G71指令之前的程序段指定的G96或G97有效。
7）A点为循环起始点，由G71程序段之前的程序段指定。A′和B点分别为加工轮廓的起点与终点。C点坐标程序中未指定，由数控系统根据A′和B点坐标值、Δu、Δw和Δd等自动计算并确定其坐标值。
8）G71粗车循环最后一刀的运动轨迹（D→E）是与编程轨迹（A′→B）形状相同，位置由精加工余量Δu与Δw偏移确定的轨迹。如图2-39中编程轨迹上的F点偏离后的位置为G点，其两直角边的距离分别为Δw与Δu/2。
（3）程序示例与分析 试用G71指令编程加工图2-41所示零件的外轮廓。已知毛坯外径为ϕ40mm，工件坐标系选在零件右端面，刀具T0101，粗车时，主轴转速为600r/min，进给量为0.3mm/r，精车时，主轴转速为900r/min，进给量为0.15mm/r，起刀点S为（200，100），循环起始点A为（42，2），背吃刀量为2.0mm，退刀量为1.0mm，径向精加工余量为1.0mm，轴向精加工余量为0.5mm。
图2-41 G71指令加工示例零件图
参考程序如下：
编程技巧分析：
1）本程序仅写出了G71粗车的加工程序，加工方式属图2-40左上角刀轨。
2）N70程序段为ns程序段，该段不允许有Z轴移动，即使写成“G00 X0 Z2.S900F0.15”这种Z轴无移动的形式，系统都将报警，实际上是不允许有Z轴地址符字。
3）N70程序段中的S900和F0.15两参数对G71指令无效。本程序执行时为S600和F0.3。
4）本程序对应的刀具轨迹如图2-42所示。
图2-42 G71指令加工示例刀具轨迹
下面再来看一个G71指令的应用技巧。以图2-26所示的单一圆柱面加工为例，前面介绍过用简单固定循环指令G90进行粗、精车的程序，这是各种资料中常见的程序。但用G90指令编程，切削终点C退出的动作段C→D属于无切深的多次切削，工件表面加工硬化和切削刃磨损严重。而这里谈到的复合固定循环指令G71的加工包含多段圆柱与圆锥以及圆弧面等的复杂轮廓，可想而知，当然能够加工单段直线的图2-26零件轮廓。参考程序如下：
编程技巧分析：
1）该程序用G71+G70对简单圆柱面进行粗+精加工，加工轨迹更加优化，比采用G90的程序O0208可减少较多的程序段。特别是加工直径与毛坯直径相差较大时效果明显。
2）该程序克服了G90循环指令加工时端面切削无加工余量多次加工的缺点。
3）该程序对应的刀具轨迹如图2-43所示。图中，背吃刀量Δd=2.5mm，每一刀在左端面基本不切削，仅是G71指令的最后有一刀沿轮廓的切削。另外，用G70进行了精车，提高了加工质量。
4）不足之处是G71指令的参数设置比G90复杂。
同样道理，图2-28所示的圆锥面零件，也可用G71+G70指令进行加工。参考程序如下，刀具轨迹如图2-44所示，程序分析与上一示例基本相同。
图2-43 O0216程序刀具轨迹
图2-44 O0217程序刀具轨迹
2.端面加工为主的粗车复合循环指令G72
G72指令与G71指令同类，仅仅是主加工面不同，以加工平（锥）端面的盘类零件为主。
（1）G72的指令格式 动作循环简图如图2-45所示，指令格式如下：
其中，Δd是背吃刀量，不带符号数，为模态值，可由程序指定，也可由系统参数No.5132设定，移动方向为A→A′；
e是退刀量，为模态值，可由程序指定，也可由系统参数No.5133设定；
ns是精车加工程序第一个程序段的顺序号，即A→A′程序段；
nf是精车加工程序最后一个程序段的顺序号，即以B点为终点的程序段；
Δu是X方向精加工余量（双面余量）的距离和方向；
Δw是Z方向精加工余量的距离和方向；
f、s、t是G72指令中的F、S或T功能，仅在粗车循环 过程中有效，而包含在ns到nf程序段中的任何F、S或T功能只能在后续的G70精车循环过程中有效。
图2-45 G72指令的动作循环
图2-46 G72的四种切削方式
（2）编程技巧与禁忌
1）G72指令适合于毛坯为圆柱体、长径比较小的盘类零件加工。
2）零件的Z轴数值沿X轴方向必须单调变化（递增或递减），有四种切削方式，如图2-46所示。上面两图为外形表面加工轨迹，下面两图为内形表面的加工轨迹。注：①实际应用中的某些数控系统允许轮廓线非单调变化；②FANUC 0i TD系统已经可以允许Z轴非单调变化。
3）顺序号ns程序段（A→A′）用G00或G01指令指定，该程序段不能有X轴移动，甚至不得出现X轴尺寸字X。如果需要，必须另起一个程序段指定。A→A′段一般不切削，故用G00可提高加工效率。
4）顺序号ns至nf之间的程序段由基本编程指令编写，不能调用子程序。
5）指令中指定的F、S或T功能仅在粗车循环中有效，而包含在ns到nf程序段中的任何F、S或T功能只能在后续的G70精车循环过程中有效。
6）用恒线速度切削控制时，在ns至nf程序段中指定的G96或G97无效，而是由G72指令之前的程序段指定的G96或G97有效。(www.xing528.com)
7）A点为循环起始点，由G72程序段之前的程序段指定。A′和B点分别为加工轮廓的起点与终点。C点坐标程序中未指定，由数控系统根据A′和B点坐标值、Δu、Δw和Δd等自动计算并确定其坐标值。
8）G72粗车循环最后一刀的运动轨迹（D→E）是与编程轨迹（A′→B）形状相同，位置由精加工余量Δu与Δw偏移确定的轨迹。如图2-45中编程轨迹上的F点偏离后的位置为G点，其两直角边的距离分别为Δw与Δu/2。
注：G72指令与G71指令的加工原理基本相同，仅主要切削表面不同。可对照学习，深刻理解。
3.型面粗车复合循环指令G73
型面粗车是类零件型面粗车的简称，用于加工毛坯为铸、锻件等外形与最终加工零件类似的零件型面。
（1）G73的指令格式 动作循环简图如图2-47所示，指令格式如下：
其中，Δi是X方向退刀量的距离和方向（半径指定），其实质是X方向的总加工余量，可由程序指定，也可由系统参数No.5135设定；
Δk是Z方向退刀量的距离和方向，其实质是Z方向的总加工余量，可由程序指定，也可由系统参数No.5136设定；
d是分割数，即粗车循环次数，为模态值，可由程序指定，也可由系统参数No.5137设定；
ns是精车加工程序第一个程序段的顺序号，即A→A′程序段；
nf是精车加工程序最后一个程序段的顺序号，即以B点为终点的程序段；
Δu是X方向精加工余量（双面余量）的距离和方向；
Δw是Z方向精加工余量的距离和方向；
f，s，t是G71指令中的F、S或T功能，仅在粗车循环过程中有效，而包含在ns到nf程序段中的任何F、S或T功能只能在后续的G70精车循环过程中有效。
图2-47 G73指令的动作循环
（2）编程技巧与禁忌
1）G73指令适合毛坯为铸、锻件等类零件型面的零件加工。
2）零件轮廓无单调变化要求，正是利用这样一种特性，该指令常用于加工轮廓非单调变化的零件。其同样有四种切削方式，如图2-48所示。上面两图为外形表面加工轨迹，下面两图为内形表面的加工轨迹。
3）Δi、Δk和d之间是有一定联系的，在同样Δi与Δk的条件下，切削次数d越多，则每一次循环切削的背吃刀量就越小。
4）顺序号ns至nf之间的程序段由基本编程指令编写，不能调用子程序。
5）指令中指定的F、S或T功能仅在粗车循环中有效，而包含在ns到nf程序段中的任何F、S或T功能只能在后续的G70精车循环过程中有效。
图2-48 G73的四种切削方式
6）用恒线速度切削控制时，在ns至nf程序段中指定的G96或G97无效，而是由G73指令之前的程序段指定的G96或G97有效。
7）A和A′之间的刀具轨迹是在顺序号为ns的程序段中指定的G00或G01指令，一般以G00为好，可提高加工效率，且允许两轴同时移动。
8）A点为循环起点，由G73程序段之前的程序段指定。C、D点的坐标，G73指令中没有直接给出，其中C点由Δu、Δw确定，D点由Δu、Δw和Δi、Δk确定，具体坐标由系统根据A点坐标计算确定。
9）G73粗车循环的切削轨迹A′i→B′i是一条条与零件最终形状相似的轨迹。其第一条A′1→B′1位置由Δu与Δw偏移确定，最后一条移动轨迹由编程轨迹偏移获得，如图2-47中编程轨迹上的F点偏移后的位置为G点，其两直角边的距离分别为Δw与Δu/2，后面若干条则由Δi、Δk和d计算偏移确定。
（3）程序示例与应用技巧 试用G73指令编程加工图2-49所示零件的外轮廓。假设毛坯为ϕ30mm的棒料和单面加工余量为2mm、端面加工余量为1mm的锻件两种，加工刀具为T0101。假设零件已经完成端面加工，工件坐标系建立在零件端面，试编程并分析车削工序。
工艺分析：由于存在内凹的R20圆弧，造成轮廓线非单调变化，因此，可以考虑用G73指令加工。图2-50所示为工艺分析简图。
图2-49 G73指令加工示例零件图
图2-50 工艺分析简图
程序起刀点S坐标为（160，100），循环起始点A的坐标为（60，10），加工程序如下：
应用技巧分析：
1）G73指令可用于轮廓非单调变化的零件加工。
2）以上两程序的加工轨迹如图2-51和图2-52所示。可明显看出圆柱毛坯的加工刀数（7刀）多于锻件毛坯（3刀）；即G73适合于铸件、锻件毛坯。
图2-51 圆柱毛坯型面粗、精车加工轨迹（1）
图2-52 锻件毛坯型面粗、精车加工轨迹
3）G73指令加工圆柱毛坯零件虽然空刀较多，但不失为一种简化编程的加工方法，单件生产时可以考虑。
4）以上程序为同一把刀具加工的G73+G70的型面粗车工艺。
5）零件轮廓起点A′是零件轮廓SR10顺势延伸1mm的点。轮廓终点B多切出了切断长度。
6）针对G73指令圆柱毛坯加工零件空刀多、效率低的问题，这里提出一种新的编程思路供参考。该编程思路是：先用G71指令忽略非单调变化部分加工，然后用G73专门加工非单调变化部分。具体如下：
图2-53所示为工艺规划图，加工程序如下，刀具轨迹参见图2-54。
图2-53 工艺规划图
图2-54 圆柱毛坯型面粗、精车加工轨迹（2）
编程技巧分析：
1）由图2-54可以清楚地看出，即使是圆柱毛坯，其空刀现象仍明显减少。
2）注意到G71指令的ns程序段不允许有Z轴移动，因此，本例用两个程序段（N70和N80）从固定循环的起点A移动至SR10圆弧延伸1mm的位置处。
4.与粗车循环G71/G72/G73配套的精车复合循环指令G70
（1）G70的指令格式G70是与G71/G72/G73三种粗加工循环指令配套的精车复合循环指令，用于切除G71/G72/G73粗车后留下的精加工余量。其指令格式如下：
其中，ns是精加工程序第一个程序段的顺序号；
nf是精加工程序最后一个程序段的顺序号。
（2）编程与应用技巧
1）G70指令中的ns和nf就是相对应的粗车循环指令G71/G72/G73中的ns和nf，两者必须相呼应。
2）G71/G72/G73程序段中规定的F、S和T功能无效，但能执行G71/G72/G73指令后ns与nf之间程序段中的F、S和T功能。
3）G70到G73中ns到nf间的程序段均不能调用子程序。
4）G70循环指令运行结束后，系统执行G70程序段的下一个程序段。
（3）G70指令的应用示例
1）若在前述程序O0215的程序段N180与N190之间增加一个程序段N185 G70 P70Q180，则可实现用一把刀进行粗、精车加工。
2）同样，若将程序O0215的程序段N200至N210之间增加程序段N201～N209五个程序段，即可改造成为粗、精车两把刀具（T0100和T0202）进行粗、精车固定循环加工的程序。改进程序如下：
3）程序O0218和O0219是G70与G73应用的示例。
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