摘 要：在生产实践和教学工作中，数控车床的手工编程经常使用内（外）径粗车复合循环指令G71 ，该指令可以很大程度上缩短加工程序的长度，使编辑的程序得到优化，因此G71指令在数控车床手工编程中具有重要意义，由于数控机床种类较多，但利用粗车复合循环加工指令G71 加工零件时，在各种数控车床中相差甚大。下面仅以华中数控系统的为例，研究内外径粗车复合循环指令G71 在数控车床加工中的应用。

关键词：华中数控车床；G71 应用；复合循环指令

0 前言

伴随计算机技术的发展，各种自动编程软件不断出现，为数控加工带来极大便利，但手工编程由于其编程方便快捷，针对性强，对一些形状相对简单，工艺不太复杂的零件，具有一定优势，所以在现今数控加工当中中仍占有重要地位。内（外）径粗车复合循环指令G71指令在编程中经常使用到，它可以简化程序，优化加工方案，但G71指令中代码和需要注意的事项较多，在学习过程中不容易理解掌握，尤其在实践过程中，如果出现运用错误，不但不能保证工件的公差工尺寸和其他技术要求，还可能会出现撞刀，引发安全事故。所以有必要对数控车床G71指令的编程方式进行探讨与分析，下面就以华中数控车床为例，讨论该指令在数控车床加工中的应用。

1 G71指令的格式及代码含义

G71是内（外）径粗车复合循环指令。數控车床在车削加工圆棒料或在加工余量比较大的情况下使用，要求外形尺寸单一变化。G71有两种情形的格式：

1.1 无凹槽加工时

格式：G71 U（? d） R（r） P（ns） Q（nf） X（? x） Z（? z） F（f） S（s） T（t）；

参数说明：

△d：切削深度（每次切削量），指定时不加符号。

r：每次退刀量；

ns、nf：分别指精加工路径中第一程序段和最后程序段的顺序号；

x、z ：分别指x、z 方向精加工余量；

f、s、t：粗加工时 G71 中编程的 f、s、t 有效，而精加工时处于 ns 到 nf 程序段之间的f、s、t有效。

1.2 有凹槽加工时

格式：G71 U（? d） R（r） P（ns） Q（nf） E（e） F（f） S（s） T（t）；

参数说明：

e：精车余量，其为 X轴方向的等高距离；外径切削时为正，内径切削时为负。

2 G71指令使用时常见问题分析

（1）指令使用不当，G80、G71、G72、G73应用范围问题。G71是外圆粗车循环，它和G80外圆切削单一循环的区别是：G80全称是外圆切削单一循环，它的走刀轨迹是可细分为4个加工步骤的单一循环，如果工件加工余量较大，就需多次调用，重复加工，使编辑的程序变得异常复杂。G71指令可以看做多个G80指令的复合，可以自动通过数控系统内部计算，通过加工余量和设定的背吃刀量计算出需要循环的次数，自动进行加工，并且可以在最后一次进到过程中进行精加工。G72是端面切削复合循环，它和G71是内（外）径粗车复合循环指令最大区别在于走刀路径不同，G72主要平行于X轴，G71主要平行于Z轴，所以G72一般适用于径向大于轴向的零件，如盘类零件，而G71一般适用于轴向大于径向的零件，如长轴累零件。G73指令全称为：封闭切削循环指令，它与G71的区别主要也在刀具的运行轨迹上，G71指令的刀具的运行轨迹只能是一直呈上升趋势或者一直呈下降趋势，而G73指令的刀具的运行轨迹可以是起伏”的曲线。

（2）指令中参数设置问题。华中车床数控系统中内（外）径粗车复合循环指令G71本身包含粗车与与精加两个部分，这点与其他数控系统如FANUC数控系统有着很大不同。FANUC数控系统中，G71与G70总是成对并同时使用，G71在前，G70紧随其后，两者的参数设置T、S、F不同，G71是粗车G70为精车。而华中车床数控系统中内（外）径粗车复合循环指令G71粗车和精车的切削参数均在置于G71指令段内，在精加工工件轮廓的程序段（ns-nf）内为精加工，其他为初加工。精加工和粗加工时的切削参数均需要特别指定，如过将粗加工的F、S、T等切削参数放置于在精加工工件轮廓的程序段（ns-nf）内，在程序后部配套使用精加工循环时，就会造成精加工切削参数错误，影响工件加工后的精度和表面粗糙度。

（3）起刀点和循环起点设置问题。起刀点是刀具开始运行的起点，可以以是空行程，而循环起点确定了加工时刀具从何位置开始切削。一般起刀点比循环起点距离工件远些。G71指令从起刀点开始运行，起刀点一般离工件要有一个合适位置，否则很可能造成与工件发生干涉，造成撞刀的严重后果。循环起点是开始切削的点，每次沿径向进给一个已设定好的背吃刀量，逐次切削直至完成加工。所以循环起点不能离毛坯太远，否则切削不到工件，造成空走刀浪费工时；更不能定在待加工工件以内，因为在循环结束、刀具返回循环起点时，有可能使刀具撞击到工件。

3 G71指令在使用时提高加工精度的方法

（1）刀具补偿。为了得到精确的工件轮廓形状和精度，在加工过程中需要进行刀具补偿。在控制面板上手工输入刀具补偿值，使用刀具半径补偿指令。执行刀补指令后，数控系统便能自动地计算出刀具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。即刀具自动偏离工件轮廓一个补偿距离，从而加工出所要求的工件轮廓。

（2）刀尖方位的设置。车刀种类和形状多种多样，同时由于刀架在机床中的安装位置位置也各不相同，因此决刀尖圆弧所在位置也不尽相同。代表车刀形状和位置的参数输入到数据库中，以刀尖方位号表示。机床将以刀尖圆弧中心为刀位点进行刀补计算处理。

（3）建立和取消刀补。G71是内（外）径粗车复合循环指令中建立和取消刀补需要在G71循环开始处建立，在G71循环结束处取消，否则机床会报警“刀具干涉”。所以，我们在使用G41/G42时要注意它的建立和取消位置，刀补的数值，注意要填写在相应刀具号处。

4 结论

华中数控系统中的G71指令虽然结构比较复杂，参数设置相对繁琐，但是认真分析后也是有规律可循，可以理解掌握的，本文通过生产加工和教学实践出现的问题，对G71用法作出一些总结和探讨，希望能更好地将其应用于生产实践和教学工作，提高零件加工精度和学习效率。

参考文献：

[1]韩鸿鸾，丛培兰.数控加工工艺[M].人民邮电出版社，2010.

[2]姜庆华.数控机床编程与加工[M].机械工业出版社，2009.

作者简介：冯锐（1983—），男，河南信阳人，助理实验师，研究方向：机械设计及制造。