数控复合车削循环编程的比较法教学探讨

樊雄

（广西工业职业技术学院，广西 南宁 530001）

在数控车削编程中，复合切削指令G71、G73常用于工件的内外轮廓粗车加工，是数控车削编程中的两个非常重要的指令，复合循环指令由于指令的参数繁多，刀具轨迹和程序复杂，是教学难点内容，如何能够高效率的学习复合车削循环指令并且能牢固掌握，是教学中必须解决的问题。

捷克的近代教育家夸美纽斯在《大教学论》的扉页上写下了这样一句名言：“我们的目的在于寻找一种教学方法，使得教师因此可以少教，但是学生可以多学”[1]。

俄国教育家乌申斯基说：“比较是一切理解和思维的基础。”在“数控加工技术”课程教学实践中，我们采用了比较法来讲解复合切削指令G71、G73，收到了很好的教学效果。

1 内外圆粗车循环指令G71的教学

学情分析：在G71指令学习之前，学生已学习数控车编程的基本指令，对工件轮廓的一次精加工走刀切削的简单编程方法已掌握。

新指令的学习要点：先用分层车削方法，去除大块的多余坯料（图1的阴影部分），再沿轮廓精车。

第一行：

⊿d为每一刀切深（半径量）；

e为退刀量。

第二行：

ns为循环开始程序段；

nf为循环终了程序段；

⊿u为直径精加工余量；

⊿w为长度精加工余量。

根据学生已有的编程基础，我们在新指令G71教学时，采用与一次精车件和G71车削件进行比较，具体做法如下。

指令格式：

G71 U（⊿d）R（e）

G71 P（ns）Q（nf）U（⊿u）W（⊿w）F（⊿f）[2]

1.1 比较坯料和车削量

在最终产品一样的情况下，一次精加工件的坯料已经过粗车，加工余量小（如图2（a），单边切深为0.5 mm），因此可一次车至最后尺寸；而G71车削工件一般为棒料毛坯，加工余量大（如图2（b），单边最大切深为10 mm），不能一次车去，必须分多层车削。

图2 坯料和车削量比较

1.2 比较走刀路线

图3 坯料和车削量比较

图1 G71内径/内径粗车复合循环轨迹

一次精车工件的走刀路线如图3（a），直接车至最后尺寸；G71指令车削工件的走刀路线如图3（b），先分层车削，然后再沿工件轮廓车至最后尺寸。

1.3 车削程序比较

（1）一次精车工件程序。

O0001

N10 T0101

N20 G97G99 M03S1000

N30 G00X30Z2 快速定位靠近工件

N40 G00X10 A

N50 G01Z-10F0.1 B

N60 X20 C

N70 Z-25 D

N80 X28Z-35 E

N90 G00X100Z100

N100 M30

%

（2）G71指令车削程序。

O0002

N10 T0101

N20 G97G99 M03S1000

N30 G00X30Z2 快速定位靠近工件（循环起点）

N31 G71U2R0.5 指定切深和退刀量

N32 G71P40Q80U1W0F0.4指定循环区间、精加工余量，进给速度

N40 G00X10 A

N50 G01Z-10F0.1 B

N60 X20 C

N70 Z-25 D

N80 X28Z-35 E

N90 M03S1000 提高转速

N110 G70P40Q80 精车循环

N120 G00X100Z100

N130 M30

%

比较两个程序，会发现非常相似，差别只是G71车削时多了4行程序，即加粗部分，只要把加粗部分了解，编程就会变得容易。

N31、N32两行带G71的程序确定了粗车参数，和循环区间（A至E），N101、N102两行是高转速精车。

通过比较法学习G71循环车削指令，能够很快地掌握，并且便于记忆巩固。

2 粗车闭环车削复合循环指令G73的比较法教学

学情分析：在G73指令学习之前，学生已学习G71循环车削指令。

新指令的学习要点：先用仿形分层车削方法，去除厚度基本均匀的多余坯料（图3（b）中的阴影部分），再沿轮廓精车。以下将G73和G71比较进行教学。

2.1 比较毛坯加工余量特点

G71适用于棒料毛坯加工，各处切削厚薄不匀；而G73适用于铸、锻毛坯等仿形车削，各部分去除量厚薄大体一致。编程指令如果选择不当，则易造成大量空刀，降低生产效率。

图4 G71和G73工件切削余量比较

2.2 比较车削路线

G71车削的分层刀路均平行于轴线，而G73的分层刀路则与工件最后轮廓相同。

图5 G71和G73刀路图

2.3 车削程序比较

（1）指令格式比较。

G73 指令格式[3]：

G73 U（⊿i）W（⊿k）R（d）

G73 P（ns）Q（nf）U（⊿u）W（⊿w）F（⊿f）

G71指令格式：

G71 U（⊿d）R（e）

G71 P（ns）Q（nf）U（⊿u）W（⊿w）F（⊿f）

第一行，符号有些相似，但含义完全不同，教学中着重讲解，注意区分。

第二行，G73和G71编程格式完全一样，只须把G71改成G73即可。

（2）程序比较。仍以上图为例，仅把粗加工循环程序段进行比较。

G71编程时，程序为：

N31 G71U2R0.5

N32 G71P40Q80U1W0F0.4

N40 G00X10 A

N50 G01Z-10F0.1 B

N60 X20 C

N70 Z-25 D

N80 X28Z-35 E

而如果用G73编程，程序为：

N31 G73U12.5W0R7

N32 G73P40Q80U1W0F0.4

N40 G00X10 A

N50 G01Z-10F0.1 B

N60 X20 C

N70 Z-25 D

N80 X28Z-35 E

两个程序除了黑色字体部分有差别外，其余部分是一样的，教学过程只须将差别部分讲透，学生即可很快掌握新的指令编程方法。

3 结束语

在数控复合切削循环指令G71、G73教学实践过程中使用比较法，遵循了温故知新、由易到难、循序渐进的教学规律，能够化繁为简，可收到事半功倍的效果。

[1]（捷）夸美纽斯.大教学论[M].北京：教育科学出版社，1999.

[2]张晓东，王小玲.数控编程与加工技术[M].北京：机械工业出版社，2008.

[3]丛 娟.数控加工工艺与编程[M].北京：机械工业出版社，2007.