G72 端面粗加工循环:沿 Z 方向分层切削直径差大的法兰
以法兰示例说明 G72 端面粗加工循环与 G71 相比何时使用、第一段的 W 为何是 Z 向切深、如何从端面向内编写轮廓程序段以及如何选择刀具。
G71 与 G72 的切削方向相差 90 度
G71 沿 X 一点点切入,沿 Z 方向(长度方向)反复进行长距离切削,适合细长的轴。而 G72 是沿 Z 一点点切入,沿 X 方向(直径方向)反复切削,适合直径差大而长度短的法兰、圆盘和端面一侧的凸台。
同样的轮廓,如果长 10 mm、直径差 60 mm,G71 需要重复二十多次短切削,而 G72 用几次长距离端面切削就能完成。刀具接触工件的时间越长效率越高,所以基本原则是选择沿较长方向切削的循环。
地址的含义:W 成为切深
| 程序段 | 地址 | 在 G72 中的含义 | 与 G71 比较 |
|---|---|---|---|
| 第一段 | W | Z 方向每次切深 | G71 用 U(X 半径切深) |
| 第一段 | R | 每刀的退刀量 | 相同 |
| 第二段 | P/Q | 轮廓首段和末段的编号 | 相同 |
| 第二段 | U/W | X(直径)和 Z 的精加工余量 | 相同 |
| 第二段 | F | 粗加工进给 | 相同 |
轮廓程序段从 Z 开始
正如 G71 的 P 程序段只指令 X,G72 的 P 程序段 N10 G00 Z0. 通常只指令 Z。轮廓从端面一侧的外径出发,向内(向小直径)书写,同时 Z 只朝一个方向加深。中间若有 Z 回退的凹槽,则无法用 Type I 格式处理。
法兰示例
把 Ø80 毛坯端面粗车成 Ø50 锥面和 Ø24 凸台
O2005
T0101
G21 G90 G18 G99
G50 S2000
G96 S150 M03
G00 X82. Z2.
G72 W2. R0.5
G72 P10 Q20 U0.4 W0.1 F0.25
N10 G00 Z0.
G01 X80. F0.12
X50. Z-4.
X30. Z-4.
X24. Z-14.
N20 X20. Z-14.
G70 P10 Q20
G00 X150. Z100.
M30上图是CNC Path Analyzer对该程序的解析结果 (快速移动 27 段, 直线切削 13 段).
路径图的检查要点
- 竖向的长线是沿 X 方向的端面切削。每一刀沿 Z 加深 2 mm。
X50. Z-4.区段是锥面,所以上方的刀路长,下方的刀路被轮廓挡住而变短。- 到
X24. Z-14.的斜线是凸台侧面的锥度。粗加工在偏离精加工余量 W0.1、U0.4 的轮廓处停止。 - 最后的
G70 P10 Q20沿同一轮廓走一遍,去除余量。换精加工刀具可以像 G70 文章的示例那样插在中间。
刀具与切削条件
G72 是刀具沿直径方向移动进行切削,因此即使在外圆车刀中,也需要刀刃朝向端面切削方向的刀具。直接使用普通外径粗车刀杆,刀片侧面或刀杆本体可能碰到端面。请确认刀杆的主偏角和后角,必要时另用端面刀杆。
沿直径方向切削时,即使转速相同,外侧与中心一侧的切削速度也相差很大。像示例那样同时使用 G96 恒线速控制和 G50 最高转速限制,可以减轻外径处过慢、中心处过快的问题。
同样的轮廓用 G71 要走几刀
示例轮廓在直径方向上要从 Ø82 去除到 Ø24,共 58 mm(半径 29 mm),而长度方向的深度只有 14 mm。从循环起点 Z2 算起是 16 mm,所以用 G72 的 W2.,16 ÷ 2 = 约 8 刀就能到底(第一刀经过端面前方的空间)。
同样的轮廓若用 G71 的 U2.(半径切深 2 mm)加工,需要 29 mm ÷ 2 ≈ 15 刀,而且每刀的切削长度大多只有 4~14 mm。每一刀都要加上接近、退刀和返回的时间,所以实际循环时间的差距比刀数差距更大。这就是为什么只要选择沿轮廓“长方向”切削的循环,就能大幅减少非切削时间。
| 循环 | 切入方向 | 所需刀数(大约) | 每刀切削长度 |
|---|---|---|---|
| G71 U2. | X(半径 2 mm) | 约 15 次 | 短(4~14 mm) |
| G72 W2. | Z(2 mm) | 约 8 次 | 长(最大半径 29 mm) |
工具阻止 G72 的情况
如果轮廓方向不符合端面粗加工的规则,或循环起点位于轮廓范围内,CNC Path Analyzer 不会绘制路径,而是显示原因行。对于像轮廓最后一段以 G00 结束这类各控制器解释不同的格式,默认予以阻止,只有当用户明确选择参考解析时才显示。