本站原创摘 要 ： 本文针对现在的教材和文章仅对G73指令格式进行阐述,未对指令功能参数进行详细讲解,参数选取方法不明确的问题进行分析,解决参数选取不当造成的首次空切或过切的问题,对学习者起到正确的指导作用.
关 键 词 ： G73；粗车循环；参数选择
中图分类号：TG519.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）24-0061-0
0 引言
在诸多数控加工、数控编程教材及相关文章中都有对G73指令的讲解,但是均以阐述指令格式为主,未准确讲解参数取值的依据以及参数取值在加工中带来的影响,以致学员参数选择不准确,甚至不会选取参数,使得学员编写的程序存在首次空切或过切的缺陷.本文详细分析造成首次空切或过切的原因,正确指导G73指令在加工中的应用.
1.复合形状粗车循环G73
1.1 G73指令格式
1.2 G73指令意义
准确制定G73指令功能参数,是保证G73粗车循环加工顺利运行的关键,通过对加工操作中的经验总结,理解G73参数取值的不同对切削加工具有重要的影响.该指令每次刀具进给量Δi/d,指令参数规范刀具运行的轨迹,如图1.
刀具从循环起点C点开始,快速退刀至D点,在X方向的退刀量为Δu/2+Δi,Z方向的退刀量为Δk+Δw；快速进刀到起刀点；沿轮廓形状偏移一定的数值进行第一次切削,直至终点；快速返回C点,准备第二次循环切削；如此分层切削至循环结束,快速退回循环起点.
2.教材中G73指令参数选择存在的问题
情况1,G73粗车循环指令格式不完整.指令格式应与实际使用相对应,而不仅仅是指令的参数部分.G73完整的格式应包括循环起点、指令参数以及指令对应程序段.情况2,格式完整,但讲解简单,仅说明格式的含义,未阐述格式中指令参数的选择方法.情况3,对指令参数选择有详细的讲解,但是部分概念不清晰,甚至是错误,直接导致程序运行错误.在循环点的选择中以图纸尺寸为基础,没有考虑毛坯的实际情况；对切削深度Δi和精加工余量Δu是半径值还是直径值概念模糊；对切削深度Δi和循环次数d的选择未充分结合精加工余量Δu、图纸尺寸及毛坯尺寸进行调整,防止出现首次空切或过切.
3.G73 指令参数选择分析
G73指令功能参数的选择要在完整格式的基础上,充分结合刀具情况、毛坯情况及图纸要求进行讲解,接下来本文将以实例为载体讲解G73指令参数的选择方法和注意事项,指令运行正常,避免首次空切或过切.
3.1 循环起点的选择.参数选择对应程序段G00X（α） Z（β）；对固定的程序段格式有X轴坐标值α和Z轴坐标值β两个参数.α参数的选择要以加工选择的毛坯尺寸为标准选择,而不能以图纸尺寸为标准,快速定位指令G00要求刀具定位点不能在毛坯上,因此,α参数要求大于或等于毛坯尺寸.β参数选择要进一步保证刀具定位点在毛坯以外,选择在加工毛坯起点正向2-3mm,防止刀具快速定位时与毛坯接触.毛坯尺寸Φ40×100mm,程序段可写为G00 X41.0 Z2.0；其中,α可选择40-42mm,β可选择2-3mm,参数选择过小会造成撞刀,过大会降低加工效率.
3.2 切削深度与退刀量参数选择.参数选择对应程序段G73U（Δi）W（Δk）R（d）；对固定的程序段格式有X轴总切削深度Δi、Z轴粗车总退刀量Δk和加工循环次数d三个参数.Δi参数的选择为毛坯直径减去零件最小直径差值的一半,即为半径差,Φ25直径处的Δi取值为（40-25）/2
等于7.5,R14处的直径可能小于25mm,具体数值计算较为麻烦,综合考虑Δi的取值近似为7-9mm.X轴向取值Δi,加工循环次数d,每循环的切削深度为Δi/d,确定切削量,根据刀具的切削能力选择循环次数.Z轴粗车总退刀量Δk加工意义不大,仅用于退刀,为提高加工效率,取值尽量小.对图2程序段可写为G73 U8.0 W0.01 R5；X向总切削深度8mm,循环次数5次,每循环切削深度8/5等于1.6mm,Z轴总退刀量0.01mm.
3.3 程序段号与精加工余量参数选择.参数选择对应程序段G73 P（ns）Q（nf）U（Δu）W（Δw）F（f）S（s）T（t）；对固定的程序段格式有起止程序段号ns和nf、X/Z方向精加工余量Δu和Δw、进给量F、转速S和刀具号T七个参数.ns要与刀具路径开始的程序段号对应,nf要与刀具路径结束的程序段号对应,ns和nf的取值按照程序段号取值要求,格式与路径中的对应关系必须保证.Δu是为保证零件尺寸和表面质量预留的加工量,为直径值,取值在0.5mm左右即可,Δw加工意义不大,在切削过程中实际的材料已经去除,因此Δw取值不必过大,0.01即可.f和s依据材料和刀具的情况进行合理取值,t取值依据刀具安装位置和对刀情况进行编写.程序段可写为G73 P10 Q20 U0.5 W0.01 F0.2 S800；程序段中编写参数t造成程序运行报警,未给刀具转换足够的空间.
3.4 首次空切或过切原因分析.首次空切或过切都是发生在第一循环,每次循环的切削量为Δi/d,且为半径值.第一循环切削后剩余的切削量为Δi（d-1）/d,加工经验总结,材料直径D1等于D图纸 +Δu+2Δi（d-1）/d.对参数进行计算,（D毛坯- D1）/2为第一循环实际切削量,差值小于或等于零为首次空切,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过切.如图2,在Φ25直径处以上述取值分析,D图纸 等于25mm,Δu等于0.5mm,Δi等于8.0mm,d等于5,D毛坯等于40mm.计算如下：
计算余下四次循环切削后尺寸为35.1、31.9、28.7、25.5.对结果分析,第一循环实际切削量0.85mm,有效避免空切,小于1.6mm,实际切削量小于每循环切削量,不会造成过切,取值合适.Δi取7.5时计算切削尺寸为37.5、34.5、31.5、28.5、25.5,Δi取9.0时计算切削尺寸为39.9、36.3、32.7、29.1、25.5.
4.结语
采用G73粗车循环编程,要结合毛坯尺寸、图纸尺寸和刀具切削能力,合理选取循环起点、切削深度、程序路径、精加工余量等指令参数,理解参数选取对加工带来的影响,控制好第一刀的切削量,防止出现首次空切或过切的缺陷,保证切削效率.