Единицы подачи G98/G99 на токарном станке: когда F0.2 и F200 означают одну скорость

Почему на токарных станках по умолчанию используется подача на оборот

На токарном станке толщина слоя, снимаемого одной режущей кромкой за оборот, равна подаче на оборот. От нее зависят толщина стружки, качество поверхности и нагрузка на пластину, поэтому в каталогах инструмента режимы точения также задаются как f (mm/rev). Поэтому на токарных станках по умолчанию применяется подача G99 на оборот, а F0.2 означает "0.2 mm на оборот".

Главное преимущество подачи на оборот проявляется при ее сочетании с управлением постоянной скоростью резания G96. По мере уменьшения диаметра и роста частоты вращения шпинделя минутная подача автоматически увеличивается, поэтому толщина стружки от начала до конца остается одинаковой.

Пересчет двух единиц

Подача в минуту = подача на оборот × частота вращения шпинделя. При постоянной S1000, как в примере, F0.2 mm/rev равна 0.2 × 1000 = 200 mm/min. Поэтому два прохода в примере заданы разными единицами и числами, но выполняются с одной скоростью. Для длины 42 mm (Z2 → Z-40) оба занимают около 12.6 секунд.

Пример траектории

O3006
T0101
G21 G90 G18 G40
G97 S1000 M03
G99
G00 X42. Z2.
G01 X38. F0.2
Z-40.
G00 X42. Z2.
G98
G01 X36. F200
Z-40.
G00 X100. Z100.
M30

Когда нужна подача в минуту

• Перемещения при остановленном шпинделе: когда шпиндель не вращается, подача на оборот становится нулевой. Для операций, где при остановленном шпинделе требуется подача (например, вытягивание податчиком прутка или некоторые измерительные движения), используется G98.
• Работа приводным инструментом (фрезерование): когда на многофункциональном станке ось C зафиксирована, а приводной инструмент фрезерует, заготовка не вращается, поэтому естественно использовать подачу в минуту.
• Участки с очень низкой частотой вращения шпинделя: при низкой частоте, например во время подрезки больших диаметров, этот режим иногда используют для поддержания постоянной скорости перемещения.

Подача на оборот и шероховатость поверхности

На точеной поверхности следы вершины пластины располагаются с шагом подачи на оборот, подобно винтовой линии. Теоретическая максимальная высота неровностей оценивается как Rz ≈ f² ÷ (8 × r) (f — подача на оборот, r — радиус вершины, в mm). Для пластины с радиусом R0.8 при F0.2 это 0.04 ÷ 6.4 ≈ 0.0063 mm, то есть около 6.3 µm. Уменьшение подачи вдвое до F0.1 снижает шероховатость до четверти — примерно 1.6 µm.

Из этой зависимости следует, что чистовые режимы естественно задавать подачей на оборот, а не в минуту: если F (mm/rev) сохраняется, теоретическая шероховатость не меняется даже при изменении частоты вращения шпинделя. Из-за вибрации, нароста на кромке и свойств материала реальная поверхность часто грубее расчетной, поэтому используйте это лишь как отправную точку.

Аварии из-за путаницы в единицах подачи

Самый опасный случай — записать значение на оборот, например F0.2, при активной G98. Инструмент движется со скоростью 0.2 mm в минуту, практически стоит на месте, а кромка трется о поверхность заготовки, вызывая наклеп и повреждение инструмента. И наоборот, F200 при G99 означает 200 mm на оборот: инструмент почти на быстром ходу входит в заготовку и ломается. Большинство систем ЧПУ ограничивает F верхним пределом, но даже этот предел остается опасным.

Поэтому после кадра, изменяющего единицу подачи, F всегда задают заново в соответствии с новой единицей. В примере перемещение сразу после G98 также содержит F200.

В обрабатывающих центрах используются другие номера кодов

На обрабатывающем центре подача в минуту задается G94, а подача на оборот — G95; G98/G99 означают уровни возврата постоянного цикла (исходная точка/точка R). Одна и та же G98 на токарном станке задает единицу подачи, а на обрабатывающем центре — возврат в цикле сверления. В системах G-кодов B и C токарные станки также используют G94/G95, поэтому проверьте систему G-кодов станка.

Частые вопросы

Следующие шаги

Проверить траекторию в CNC Path Analyzer