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[摘 要]数控车床零件加工程序，是工艺员对零件进行工艺性分析、零件加工工艺路线的选择、刀具和切削用量及对到点和换刀点的选择，从而得到一个由若干程序指令集成的完整车削加工程序。
[关键词]数控车床；循环指令；编制；应用
中图分类号：TG519.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）21-0205-01
1 前言
数控车床的加工对象是回转类零件，零件程序的编制相对简单，因此，车削类的数控加工程序主要依靠手工编程完成。
2 数控车削程序主体程序的编制思路
目前数控系统有国外的FANRC、SIEMENS，国内的华中、KND等多种系统，这些数控系统所使用的编程指令格式略有不同，在此就不一一细说。FANUC系统编程指令在我国的占有率47.3%，因此使用FANUCOi—TB编程指令来进行说明。数控车削程序的编制应基于工艺设计来确定主体结构，编程者在编写数控车床车削零件的程序时，可按以下数控工艺来构建数控车削程序：
2.1 参照工艺设计，确定所需刀具及刀具调用顺序。按顺序确定安全换刀点位，保证刀具与工件之间不能发生相互干涉；
2.2 设定好恒线速度指令参数；
2.3 以单一固定循环指令车削零件端面用以确定工艺基准；
2.4 根据零件轮廓加工路径确定编写相对应的粗车、精车循环指令程序；
2.5 切削完成后让刀具再次返回安全换刀点；
2.6 增加程序结束指令。
3 简化编程功能指令的优选和应用
应用G90和G94指令处理大幅度，需要循环芯片来完成零件，无论切割深度和切割次数有多大变化，刀具每次切割后都将返回固定循环的起点，从而形成一把刀使用G71和G72指令处理零件，刀具完成每次切割动作后，只能根据先前的切割深度，沿着X或Y轴方向的后刀e（缩小量小，可以人为设置），然后沿Z或X轴方向快速撤退，并没有完全恢复到循环的起点，有效减少空刀行程，提高加工效率。此外，G71与G90指令中的切削进给方向相同，与Z轴平行。G72与G94指令中的切削进给方向相同，与X轴平行。因此，对于圆柱杆，加工余量大，需要多次粗加工的情况，特别是大中加部分加工，应尝试使用多个循环G71指令而不是固定循环G90指令，多循环G72命令而不是固定循环G94指令进行处理以提高處理效率。但是G71，G72的多周期指令在使用中：编程格式更复杂，参数多，如何设置进给深度Δd，确保刀具可以每次都切割到工件上也应该注意问题。
多重循环G71、G72和G73指令应用的对比分析。G71和G72命令所有切割模式平行于轴（X或Z轴），G73指令与每次切割运动的零件精加工路径具有相同的轨迹。应用G71和G72命令时，请根据系统要求设置循环中“ns”块的进给方向。G71加工对象的轮廓轮廓必须单调增加或减小。对于G72命令，如果刀具选择合理，则不需要处理的轮廓轮廓必须单调增加或减小。在应用G73指令时，不受上述限制。考虑到G71，G72和G73的多个循环指令应用的特点和适用范围，我相信：G71指令的应用范围更加有限，应用范围狭窄，但加工效率较高；如果合理选择工具，可以减少G72命令的应用限制，扩大应用范围，提高处理效率；在广泛应用中应用限制较少，但除了加工成型粗糙之外，处理效率低。因此，从提高加工效率的角度出发，对于圆柱棒，加工余量大，需要重新粗加工，轮廓形状不会单调增加或交付部件，可以使用G72指令进行加工；对于圆柱形棒，大量，需要重新粗加工，轮廓轮廓单调增加或交付零件，可以使用G71或G72指令进行加工；为了形成空白，最好使用G73指令进行处理。
4 几个要点问题
4.1 编写车削零件时所用刀具调换的安全位置
由于数控车床刀架能同时安装数把刀具，车刀在刀架上安装时伸出的长短不一，而在调换刀具时有可能发生工件与刀具的相互干涉，造成刀具或工件的损坏，因此，在编写程序时一定要先写出安全换刀点位置的程序段。上例刀具调换程序指令为：G00G99X100.Z100.其用快速移動编程格式G00让刀架移动到一个距离工件坐标原点X、Z轴分别为100mm的地方换刀，这样刀具有足够的空间来进行旋转换刀，也就不会与工件发生碰撞。此处还可选用返回参考点编程格式G27/G28/G30来完成安全换刀。返回参考点指令具体说明还请编程者参阅相关书籍，根据零件工艺分析来确定是否应用此指令。
4.2 用恒线速度编程格式来保证加工零件的表面粗糙度及生产效率
由于传统的恒转速加工零件时，主要根据刀具和工件的材料性能等确定切削线速度，然后按最大加工直径计算主轴转速。这样带来的问题是，当刀具加工到小直径处时数控机床的性能得不到充分发挥，从而影响实际加工质量和生产效率，如车削端面及圆弧时，为了保证车削后表面粗糙度一致和高生产率可采用恒线速度切削加工。主要涉及3个指令：G96S，G50S，G97S.数控系统根据在车削时工件不同位置处的直径自动计算并调整主轴转速，从而始终保证刀具切削点处执行的切削线速度是编程设定的常数，即：主轴转速×直径=常数。设置恒线指令加工指令后，由于主轴在不同直径处是变化的，为了防止主轴转速过高而发生危险，可采用G50指令将主轴最高转速限制在某一最高值。程序当中如不再需要恒线速度后，则采用G97指令取消。
4.3 使用单一固定循环编程格式车削零件的端面
车削端面也是工艺基准建立的关键。数控车床在加工零件时所建立的工件坐标系，最受欢迎的方法是将程序原点设置在待加工零件的右端面上，这样设置的第一个好处就是沿着Z轴方向的许多绘图尺寸加上一个负号就可以直接转换到程序里。另外，可能也是最重要的，就是刀具运动的Z值为负，表明是在切削工作区域，Z值为正表明是在非切削工作区域，这样就可以提醒程序员及早发现错误。零件的右端面同时也是此零件加工的尺寸、位置基准。由于工件坐标原点设定在待加工零件的右端面上，当此零件车削完成之后，紧接其后的第二个待加工零件安装完毕，通过定位装置使工件伸出长度略微超出Z轴零点位置，而后程序执行车削右端面的程序段，这样工件的右端面再次成为零件的尺寸、位置基准，同时再次保证了零件的相关精度值。数控车床即按程序开始批量加工零件。
5 结束语
综上所述，通过对循环指令的编制探讨，对于实际操作提供了依据，也使数控车床得到了更加广泛的应用。
参考文献
[1] 谢晓红.数控车削编程与加工技术[M].2版.北京：电子工业出版社，2015.
[2] 眭润舟.数控编程与加工技术[M].北京：机械工业出版社，2015.
[关键词]数控车床；循环指令；编制；应用
中图分类号：TG519.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）21-0205-01
1 前言
数控车床的加工对象是回转类零件，零件程序的编制相对简单，因此，车削类的数控加工程序主要依靠手工编程完成。
2 数控车削程序主体程序的编制思路
目前数控系统有国外的FANRC、SIEMENS，国内的华中、KND等多种系统，这些数控系统所使用的编程指令格式略有不同，在此就不一一细说。FANUC系统编程指令在我国的占有率47.3%，因此使用FANUCOi—TB编程指令来进行说明。数控车削程序的编制应基于工艺设计来确定主体结构，编程者在编写数控车床车削零件的程序时，可按以下数控工艺来构建数控车削程序：
2.1 参照工艺设计，确定所需刀具及刀具调用顺序。按顺序确定安全换刀点位，保证刀具与工件之间不能发生相互干涉；
2.2 设定好恒线速度指令参数；
2.3 以单一固定循环指令车削零件端面用以确定工艺基准；
2.4 根据零件轮廓加工路径确定编写相对应的粗车、精车循环指令程序；
2.5 切削完成后让刀具再次返回安全换刀点；
2.6 增加程序结束指令。
3 简化编程功能指令的优选和应用
应用G90和G94指令处理大幅度，需要循环芯片来完成零件，无论切割深度和切割次数有多大变化，刀具每次切割后都将返回固定循环的起点，从而形成一把刀使用G71和G72指令处理零件，刀具完成每次切割动作后，只能根据先前的切割深度，沿着X或Y轴方向的后刀e（缩小量小，可以人为设置），然后沿Z或X轴方向快速撤退，并没有完全恢复到循环的起点，有效减少空刀行程，提高加工效率。此外，G71与G90指令中的切削进给方向相同，与Z轴平行。G72与G94指令中的切削进给方向相同，与X轴平行。因此，对于圆柱杆，加工余量大，需要多次粗加工的情况，特别是大中加部分加工，应尝试使用多个循环G71指令而不是固定循环G90指令，多循环G72命令而不是固定循环G94指令进行处理以提高處理效率。但是G71，G72的多周期指令在使用中：编程格式更复杂，参数多，如何设置进给深度Δd，确保刀具可以每次都切割到工件上也应该注意问题。
多重循环G71、G72和G73指令应用的对比分析。G71和G72命令所有切割模式平行于轴（X或Z轴），G73指令与每次切割运动的零件精加工路径具有相同的轨迹。应用G71和G72命令时，请根据系统要求设置循环中“ns”块的进给方向。G71加工对象的轮廓轮廓必须单调增加或减小。对于G72命令，如果刀具选择合理，则不需要处理的轮廓轮廓必须单调增加或减小。在应用G73指令时，不受上述限制。考虑到G71，G72和G73的多个循环指令应用的特点和适用范围，我相信：G71指令的应用范围更加有限，应用范围狭窄，但加工效率较高；如果合理选择工具，可以减少G72命令的应用限制，扩大应用范围，提高处理效率；在广泛应用中应用限制较少，但除了加工成型粗糙之外，处理效率低。因此，从提高加工效率的角度出发，对于圆柱棒，加工余量大，需要重新粗加工，轮廓形状不会单调增加或交付部件，可以使用G72指令进行加工；对于圆柱形棒，大量，需要重新粗加工，轮廓轮廓单调增加或交付零件，可以使用G71或G72指令进行加工；为了形成空白，最好使用G73指令进行处理。
4 几个要点问题
4.1 编写车削零件时所用刀具调换的安全位置
由于数控车床刀架能同时安装数把刀具，车刀在刀架上安装时伸出的长短不一，而在调换刀具时有可能发生工件与刀具的相互干涉，造成刀具或工件的损坏，因此，在编写程序时一定要先写出安全换刀点位置的程序段。上例刀具调换程序指令为：G00G99X100.Z100.其用快速移動编程格式G00让刀架移动到一个距离工件坐标原点X、Z轴分别为100mm的地方换刀，这样刀具有足够的空间来进行旋转换刀，也就不会与工件发生碰撞。此处还可选用返回参考点编程格式G27/G28/G30来完成安全换刀。返回参考点指令具体说明还请编程者参阅相关书籍，根据零件工艺分析来确定是否应用此指令。
4.2 用恒线速度编程格式来保证加工零件的表面粗糙度及生产效率
由于传统的恒转速加工零件时，主要根据刀具和工件的材料性能等确定切削线速度，然后按最大加工直径计算主轴转速。这样带来的问题是，当刀具加工到小直径处时数控机床的性能得不到充分发挥，从而影响实际加工质量和生产效率，如车削端面及圆弧时，为了保证车削后表面粗糙度一致和高生产率可采用恒线速度切削加工。主要涉及3个指令：G96S，G50S，G97S.数控系统根据在车削时工件不同位置处的直径自动计算并调整主轴转速，从而始终保证刀具切削点处执行的切削线速度是编程设定的常数，即：主轴转速×直径=常数。设置恒线指令加工指令后，由于主轴在不同直径处是变化的，为了防止主轴转速过高而发生危险，可采用G50指令将主轴最高转速限制在某一最高值。程序当中如不再需要恒线速度后，则采用G97指令取消。
4.3 使用单一固定循环编程格式车削零件的端面
车削端面也是工艺基准建立的关键。数控车床在加工零件时所建立的工件坐标系，最受欢迎的方法是将程序原点设置在待加工零件的右端面上，这样设置的第一个好处就是沿着Z轴方向的许多绘图尺寸加上一个负号就可以直接转换到程序里。另外，可能也是最重要的，就是刀具运动的Z值为负，表明是在切削工作区域，Z值为正表明是在非切削工作区域，这样就可以提醒程序员及早发现错误。零件的右端面同时也是此零件加工的尺寸、位置基准。由于工件坐标原点设定在待加工零件的右端面上，当此零件车削完成之后，紧接其后的第二个待加工零件安装完毕，通过定位装置使工件伸出长度略微超出Z轴零点位置，而后程序执行车削右端面的程序段，这样工件的右端面再次成为零件的尺寸、位置基准，同时再次保证了零件的相关精度值。数控车床即按程序开始批量加工零件。
5 结束语
综上所述，通过对循环指令的编制探讨，对于实际操作提供了依据，也使数控车床得到了更加广泛的应用。
参考文献
[1] 谢晓红.数控车削编程与加工技术[M].2版.北京：电子工业出版社，2015.
[2] 眭润舟.数控编程与加工技术[M].北京：机械工业出版社，2015.