梁新平

(西安铁路职业技术学院，陕西西安710014)

1 SINUMERIK 802DT数控系统车削循环概述

1.1 车削循环的作用

对于加工余量较大的表面，需多次进刀加工。为减少程序段的数量，缩短编程时间，减少程序所占的内存，可采用循环编程。

1.2 车削循环的特点

车削循环主要用于切削余量比较大的场合。车削循环不但可以使程序段的长度减少，缩减程序所占的内存，而且把原来需要人工设计和计算的走刀路线由数控机床自动完成。它通过指定切削参数、轮廓形状和始终点坐标，由系统自动计算加工路径、自动完成切削过程，可使编程大大简化，是重要的编程方法。车削循环大幅提高了编程效率和质量。不同的数控系统循环差异比较大。文中介绍SINUMERIK 802DT的常用车削循环。

1.3 车削循环类型

循环指令分为固定循环和复合循环。固定循环是数控系统生产厂家将数控机床常见的加工动作，按规定的动作顺序，以子程序形式设计的指令集合，这些子程序可以通过一个G代码指令直接调用;复合循环是编程人员指定精加工路线或形状参数以及切削参数，系统自动计算出粗加工路线和加工次数，自动完成粗、精加工。目前，复合功能已成为衡量数控系统性能强弱的一项重要指标。SINUMERIK 802DT的主要车削循环都是复合循环，其中常用的是切槽循环CYCLE93、毛坯切削循环CYCLE95 和螺纹切削循环CYCLE97，下面针对这3个循环的编程技巧进行介绍。

2 车削循环应用技巧

2.1 切槽循环CYCLE93

2.1.1 编程格式

CYCLE93 (SPD，DPL，WIDG，DIAG，STAG1，ANG1，ANG2，RCO1，RCO2，RCI1，RCI2，FAL1，FAL2，IDEP，DIB，VARI)

2.1.2 功能

切槽循环可以用于纵向和表面加工时对任何垂直轮廓单元进行对称和不对称的切槽。可以进行外部和内部的切槽。

2.1.3 参数说明

各参数意义如图1所示。SPD为横向轴的起点;SPL为纵向轴的起点;WIDG为凹槽槽宽;DIAG为凹槽槽深;STA1为轮廓与纵轴的夹角;ANG1为侧面角1，在凹槽的起始点;ANG2为侧面角2，在凹槽的终点;RCO1为倒角1，凹槽边的外部起点;RCO2为倒角2，凹槽底部的外部起点;RCI1为倒角1，凹槽根部的外部起点;RCI2为倒角2，凹槽根部的内部起点;FAL1为凹槽底部的精加工余量;FAL2为材料的精加工余量;IDEP为进给深度;VARI为加工类型。

图1 切槽循环各参数含义

2.1.4 应用技巧

参数中没有定义切断刀宽度。切槽循环中切断刀刀宽需按如下方式定义:调用切槽循环之前，必须使能一个双刀沿刀具，两个切削沿偏移值必须以两个连续刀沿保存，而且在首次循环调用之前必须激活第一个刀具号(切断刀的左右刀尖刀补参数必须存在两个连续的刀补号中，例如D1 和D2，切断刀宽度通过这种方式通知数控系统)，否则系统会显示刀具参数定义不完整。切槽循环可以加工内、外槽;可以加工对称和不对称槽;槽的两边可以是斜面，槽底和槽顶可以有倒角。

2.2 毛坯切削循环CYCLE95

2.2.1 编程格式

CYCLE95 (NPP，MID，FALZ，FALX，FAL，FF1，FF2，FF3，VARI，DT，DAM，_ VRT)

2.2.2 功能

使用毛坯切削循环，可以进行轮廓切削。该轮廓已编程在子程序中。轮廓可以包括凹凸切削。使用纵向和表面加工可以进行外部和内部轮廓的加工。工艺可以随意选择(粗加工、精加工、综合加工)。粗加工轮廓时，按最大的编程进给深度进行切削，且到达轮廓的交点后清除平行于轮廓的毛刺，进行粗加工直到编程的精加工余量。

2.2.3 参数说明

NPP为轮廓子程序名;MID为进给深度(无符号输入);FALZ为纵向轴的精加工余量(无符号输入);FALX为横向轴的精加工余量(无符号输入);FAL为轮廓的精加工余量;FF1为非切槽加工的进给率;FF2为切槽时的进给率;FF3为精加工的进给率;VARI为加工类型，范围值:1，…，12;DT为粗加工时用于断屑时的停顿时间;DAM为粗加工因断屑而中断时所经过的长度;_ VRT:粗加工时从轮廓的退回行程，增量(无符号输入)。

2.2.4 应用技巧

毛坯切削循环可以加工带凹槽的轮廓;可以加工内、外轮廓;可以完成粗加工、精加工和粗精加工;可以完成纵向、横向切削;子程序名必须带双引号;精加工轮廓子程序不能封闭，即子程序只到加工结束，不能退刀，否则出错。

2.3 螺纹加工循环CYCLE97

2.3.1 编程格式

CYCLE97 (PIT，MPIT，SPL，FPL，DM1，DM2，APP，ROP，TDEP，FAL，IANG，NSP，NRC，NID，VARI，NUMT)

2.3.2 功能

使用螺纹切削循环可以获得在纵向和表面加工中具有恒螺距的圆形和锥形的内外螺纹。螺纹可以是单头螺纹和多头螺纹。加工多头螺纹时，依次加工每个螺纹。自动执行进给时，可在每次恒进给量切削或恒切削截面积进给中选择。右手或左手螺纹是由主轴的旋转方向决定的，该方向必须在循环执行前设置好。车螺纹时，进给率和主轴转速调整都不起作用。

2.3.3 参数说明

图2 螺纹切削循环各参数含义

各参数含义如图2所示。PIT为螺纹的导程;MPIT为螺纹的公称尺寸;SPL为纵向起始点;FPL为纵向终点;DM1为螺纹起始点直径;DM2为终点的螺纹直径;APP为空刀导入量;ROP为空刀退出量;TDEP为螺纹深度;FAL为精加工余量;NRC为粗加工次数;NID为停顿次数;IANG为切入角度;NSP为第一螺纹起始点偏移;NUMT为螺纹头数;VARI为加工类型。

2.3.4 编程技巧

可以加工圆柱螺纹和端面螺纹;可以加工圆柱螺纹和锥螺纹;使用螺纹切削循环可以方便加工单头、多头(对称和不对称)螺纹;多头螺纹只要设置好第一条螺纹起始点偏移，其他螺纹系统自动进行偏移;可以加工左右旋螺纹。

3 应用实例

在数控车床上加工如图3所示的轴类零件，毛坯为φ80 mm的棒料，需编写其粗、精车外圆、切槽、车螺纹、切断程序。坐标系、对刀点及所用的刀具，如图3所示。

图3 加工零件图

3.1 加工工艺设计

(1)加工工艺过程:粗精车外轮廓→切4×4 退刀槽→车M40×3的螺纹→切断。

(2)加工所用的刀具:T01为外圆车刀;T02为切槽刀，刃宽为3 mm (必须手动设置两个连续的刀沿D1 和D2，D2 比D1 在位置补偿中z 向大3 mm，用于向系统提供刀宽数据);T03为螺纹车刀。

(3)编程原点取在工件右端面中心，如图3所示。

(4)夹具:三爪卡盘，以工件的左端面和外圆柱定位。

(5)选择切削参数:①粗车外轮廓:主轴转速S=800 r/min，进给速度F=0.3 mm/r，切削深度Δd=2 mm，循环起点A (80，5)，精车余量Δu=0.5 mm，Δw=0.2 mm;②精车外轮廓圆:切削速度v=100 m/min (恒线速)，进给速度F=0.05 mm/r;③切槽:主轴转速S=300 r/min，进给速度F=0.1 mm/r，起点B (55，－50);④车螺纹:主轴转速S=300 r/min;螺距P=3 mm，牙型高度h=1.949 mm，分7次切削，循环起点C (45，5);⑤切断:主轴转速S=300 r/min，进给速度F=0.05 mm/r，起点D (85，－224)。

3.2 编写程序

主程序:

子程序:L10. SPF//毛坯切削循环子程序

4 结论

车削零件的毛坯大多数为圆柱棒料或铸件、锻件毛坯，余量较大，如果使用常用指令编写粗、精加工程序，会使程序特别长，而且易出错。西门子802DT数控系统提供了功能强大、使用方便的车削循环，可以大大缩短程序，提高编程效率，对于手工编程，掌握循环指令是非常重要的。利用802DT数控系统循环指令编程时，一定要查编程手册确定各参数的含义及书写顺序，否则极易出错。

【1】胡如祥.数控加工编程与操作[M].大连:大连理工大学出版社，2008.

【2】陈天祥.数控加工技术及编程实训[M].北京:清华大学出版社，2005.

【3】张丽华，马利克.数控编程与加工技术[M].大连:大连理工大学出版社，2006.

【4】西门子自动化部.SINUMERIK 802D 编程手册[M]，2004.