螺纹加工的编程

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2024年5月13日发(作者：)

常用固定循环（FANUC系统）及螺纹车削加工编程

一、 数控车削固定循环

数控车床上被加工工件的毛坯常用棒料或铸、锻件，因此加工余量大，一般需要多次重

复循环加工，才能去除全部余量。为了简化编程，数控系统提供了不同形式的固定循环功能，

以缩短程序段的长度，减少程序所占内存。本书以BEIJING-FANUC 0i Mate-TB系统为例，

介绍几个常用的车削固定循环指令。

1、单一形状固定循环G90

G90主要用于轴类零件的外圆、锥面加工，有两种编程格式。

（1）外圆切削循环G90。其编程格式为：

G90 X（U）__ Z(W)__ F__ ；

式中：X、Z取值为圆柱面切削终点坐标值；

U、W取值为圆柱面切削终点相对循环起点的坐标分量。

图1的循环，刀具从循环起点开始按矩形1R→2F→3F→4R循环，最后又回到循环起点。

图中虚线表示按R快速移动，实线表示按F指定的刀具进给速度移动。

（2）锥面切削循环指令G90。其编程格式为：

G90 X（U）__Z(W)__ R __ F __ ；

式中：X、Z取值为圆锥面切削终点坐标值；

U、W取值为圆锥面切削终点相对循环起点的坐标分量；

R取值为圆锥面切削始点与圆锥面切削终点的半径差，有正、负号。

图2的循环，刀具从循环起点开始按梯形1R→2F→3F→4R循环，最后又回到循环起点。

图中虚线表示按R快速移动，实线表示按F指定的工件进给速度移动。

图1 外圆切削循环G90 图2 锥面切削循环G90

2、端面切削循环G94

G94指令用于一些短、面大的零件的垂直端面或锥形端面的加工，直接从毛坯余量较大

或棒料车削零件时进行的粗加工，以去除大部分毛坯余量。其程序格式也有加工圆柱面、圆

锥面之分。其循环方式参见图3及图4。

（1）车大端面循环切削指令G94。其编程格式为：

G94 X（U）___ Z(W) ___ F ___ ；

式中：X、Z取值为端面切削终点坐标值；

U、W取值为端面切削终点相对循环起点的坐标分量。

（2）车大锥型端面循环切削指令G94。其编程格式为：

G94 X（U___Z(W)___ R___ F ___ ；

式中：X、Z取值为端面切削终点坐标值；

U、W取值为端面切削终点相对循环起点的坐标分量；

R为端面切削始点至终点位移在Z轴方向的坐标增量。

图3 端面切削循环G94 图4 带锥度的端面切削循环G94

3、外圆粗车循环G71

G71指令适用于切除毛坯的大部分加工余量，其编程格式为：

G71 P (

ns

) Q (

nf

) U (

u

) W (

w

) D（d） F __ S __ T __ ；

其中：

ns

----循环中的第一个程序段顺序号；

nf

----循环中的最后一个程序段顺序号；



u

----

X

轴方向精加工余量的距离和方向；



w

----

Z

轴方向精加工余量的距离和方向；



d

----每次径向吃刀深度。

图5为用G71粗车外圆的走刀路线。图中C点为起刀点，A点是毛坯外径与端面轮廓的

交点。

w

为轴向的精车余量；

u

/2是径向的精车余量。

d

是切削深度，e是径向退刀量（由

参数确定）。R表示快速进给，F表示切削进给。

图5 外圆粗车循环G71

当上述程序指令的是工件内径轮廓时，G71就自动成为内径粗车循环，此时径向精车余

量

u

应指定为负值。

[例1] 图6为棒料毛坯的加工示意图。刀具进给速度为0.2mm/r,主轴转速为500r/min，

粗加工切削深度为2mm，精加工余量X向为4mm(直径)，Z向2mm，程序起点如图。加工程序

如下：

O

2007 ；

N05 T0101 M03 S500 ；

N10 G00 X120.0 Z10.0 M08 ；

N15 G71 P20 Q50 U4.0 W2.0 D2.0 F0.2 ；

N20 G00 X40.0 ；

N25 G01 Z-30.0 ；

N30 X60.0 Z-60.0 ；

N35 Z-80.0 ；

N40 X100.0 Z-90.0 ；

N45 Z-110.0 ；

N50 X120.0 Z-130.0 ；

N55 G70 P20 Q50 ；

N60 G00 X200.0 Z150.0 M09 ；

N65 M05 ；

N70 M02 ；

4、端面粗加工循环G72

图6 外圆粗车循环G71实例

G72适用于圆柱棒料毛坯端面方向粗车，其编程格式

G72 P (

ns

) Q (

nf

) U (

u

) W (

w

) D（d） F __ S __ T __ ；

G72程序段中的地址含义与G71相同，但它只完成端面方向粗车。图7为刀具从外径方

向往轴心方向车削端面循环示意图。

图7 端面粗车循环G72

[例2]如（图8），端面粗车循环G72粗加工程序如下：

O

2008 ；

N05 T0101 M03 S500 ；

N10 G00 X176.0 Z2.0 M08 ；

N15 P20 Q45 U2.0 W2.0 D2.0 F0.2 ；

N20 G00 Z-70.0 ；

N25 G01 X120.0 Z-60.0 ；

N30 Z-50.0 ；

N35 X80.0 Z-40.0 ；

N40 Z-20.0 ；

N45 X36.0 Z2.0

N50 G70 P20 Q45 ；

N55 G00 X200.0 Z150.0 M09 ；

N60 M05 ；

图8 端面粗车循环G72实例

N65 M02 ；

5、固定形状粗车循环G73

G73适用于毛坯轮廓形状与零件轮廓形状基本接近的铸、锻毛坯件。其编程格式为：

G73 P (

ns

) Q (

nf

) I（i）K（k） U (

u

) W (

w

) D（d） F __ S __ T __ ；

其中：

ns

----循环中的第一个程序段顺序号；

nf

----循环中的最后一个程序段顺序号；

i----粗切时径向切除的余量（半径值）；

k----粗切时轴向切除的余量；



u

----

X

轴方向精加工余量的距离和方向；



w

----

Z

轴方向精加工余量的距离和方向；



d

----循环次数。

G73的走刀路线如（图9）。执行G73功能时，每一刀的切削路线的轨迹形状是相同的，

只是位置不同。每走完一刀，就把切削轨迹向工件移动一个位置，这样就可以将锻件待加工

表面分布较均匀的切削余量分层切去。

图9 固定形状粗车循环G73

[例3]如（图10）。设粗加工分三刀进行，第一刀后余量（X和Z向）均为单边14mm,

三刀过后，留给精加工的余量X方向（直径上）为4.0mm，Z向为2.0mm；粗加工进给速度

为0.3mm/r，主轴转速为500r/min；精加工进给速度为0.15mm/r，主轴转速为800r/min；

其加工程序如下：

O

1990 ；

N05 T0101 M03 S800 ；

N10 G00 X220.0 Z160.0 M08 ；

N15 G73 P20 Q45 I14.0 K14.0 U4.0

W2.0 D3.0 F0.3 S500 ；

N20 G00 X80.0 W-40.0 S800 ；

N25 G01 W-20.0 F0.15 ；

N30 X120.0 W-10.0 ；

N35 W-20.0 ；

N40 G02 X160.0 W-20.0 R20.0 ；

N45 G01 X180.0 W-10.0 ；

N50 G70 P20 Q45 ；

N55 G00 X260.0 Z220.0 M09 ；

图10 固定形状粗车循环G73实例

N60 M05 ；

N65 M02 ；

6、精车循环加工G70

由G71、G72、G73进行粗切削循环完成后，可用G70指令进行精加工。其编程格式为：

G70 P（

ns

）Q（

nf

）

其中：

ns

----循环中的第一个程序段顺序号；

nf

----循环中的最后一个程序段顺序号；

在用G70指令编程时，应注意以下几点：

（1）在含G71、G72或G73的程序段中指令的地址F、S、T对G70的程序段无效。而在

顺序号ns到nf之间指令的地址F、S、T对G70的程序段有效。

（2）G70精加工循环一旦结束，刀具快速进给返回起始点，并开始读入G70循环的下一

个程序段。

（3）在G70被使用的顺序号ns～nf间程序段中，不能调用子程序

（4）G70循环时，要特别注意快速退刀路线，防止刀具与工件发生干涉。

二、 数控车削螺纹

1、数控车削螺纹的基本知识

（1）螺纹的切削方法。由于螺纹加工属于成型加工，为了保证螺纹的导程，加工时主轴

旋转一周，车刀的进给量必须等于螺纹的导程，进给量较大；另外，螺纹车刀的强度一般较

差，故螺纹牙型往往不是一次加工而成的，需要多次进行切削，如欲提高螺纹的表面质量，

可增加几次光整加工。在数控车床上加工螺纹的方法有直进法、斜进法两种，如（图11）。

直进法适合加工导程较小的螺纹，斜进法适合加工导程较大的螺纹。常用螺纹的切削的进给

次数与吃刀量可参考表12.6。

（2）车螺纹前直径尺寸的确定。普通螺纹各基本尺寸：

螺纹大径d=D（螺纹大径的基本尺寸与公称直径相同）

螺纹中径d2=D2=d-0.6495P （P为螺纹的螺距）

牙型高度h1=0.5413P

螺纹小径d1=D1=d-1.0825P

（3）螺纹行程的确定。在数控车床上加工螺纹时，由于机床伺服系统本身具有滞后特性，

会在螺纹起始段和停止段发生螺距不规则现象，所以实际加工螺纹的长度W应包括切入和切

出的空行程量，如(图12)。即：

W = L + δ

1

+δ

2

式中：

δ

1

---切入空刀行程量，一般取2～5mm；

δ

2

---切出空刀行程量，一般取0.5δ

1

。

图11 螺纹进刀切削方法 图12 螺纹加工

表12.6 常用螺纹切削进给次数与吃刀量

公 制 螺 纹

螺 距mm

牙深（半径值）

切削

次数

及吃

刀量

（直径

值）

1次

2次

3次

4次

5次

6次

7次

8次

9次

牙/in

牙深（半径值）

切削

次数

及吃

刀量

（直径

值）

1次

2次

3次

4次

5次

6次

7次

1

0.649

0.7

0.4

0.2

24

0.698

0.8

0.4

0.16

1.5

0.974

0.8

0.6

0.4

0.16

18

0.904

0.8

0.6

0.3

0.11

2

1.299

0.9

0.6

0.6

0.4

0.1

英 制 螺 纹

16

1.016

0.8

0.6

0.5

0.14

14

1.162

0.8

0.6

0.5

0.3

0.13

12

1.355

0.9

0.6

0.6

0.4

0.21

10

1.626

1.0

0.7

0.6

0.4

0.4

0.16

8

2.033

1.2

0.7

0.6

0.5

0.5

0.4

0.17

2.5

1.624

1.0

0.7

0.6

0.4

0.4

0.15

3

1.949

1.2

0.7

0.6

0.4

0.4

0.4

0.2

3.5

2.273

1.5

0.7

0.6

0.6

0.4

0.4

0.2

0.15

4

2.598

1.5

0.8

0.6

0.6

0.4

0.4

0.4

0.3

0.2

2、单行程螺纹切削G32

G32指令是完成单行程螺纹切削，车刀进给运动严格根据输入的螺纹螺距进行，但是车

入、切出、返回均需输入程序。其编程格式为：

G32 X（U）__ Z(W)__ F__ ；

在使用G32编程时应注意以下几点：

（1）进给速度F的单位采用旋转进给率，即mm/r(或in/r)，F的数值为螺距。

（2）螺纹两端应设置足够的切入空刀行程量δ

1

和切出空刀行程量δ

2

，如（图12）。

（3）在螺纹切削期间进给速度倍率无效（固定100%）。

（4）在螺纹切削期间主轴速度倍率无效（固定100%）。

（5）如果螺纹牙型深度较深、螺距较大时，可分次进给，每次进给的背吃刀量用螺纹深

度减去精加工背吃刀量所得的差按递减规律分配，参见表1。

3、螺纹固定循环指令G92

G92为简单螺纹循环，该指令可以切削圆柱螺纹和圆锥螺纹。

（1）圆柱螺纹加工循环G92。其编程格式为：

G92 X（U）___Z(W)___ F ___ ；

其中：

X、Z----螺纹终点坐标值；

U、W----螺纹终点相对循环起点的坐标分量；

F----螺纹的导程。

（2）圆锥螺纹加工循环G92。其编程格式为：

G92 X（U）___Z(W)___ R___ F ___ ；

其中：

X、Z----螺纹终点坐标值；

U、W----螺纹终点相对循环起点的坐标分量；

R----圆锥螺纹切削起点和切削终点的半径差；

F----螺纹的导程。

圆锥螺纹加工循环如（图13），圆柱螺纹加工循环如（图14）。

图13 圆锥螺纹加工循环G92 图14 圆柱螺纹加工循环G92

图13及图14中，刀具从循环起点A开始，按A→B→C→D进行自动循环，最后又回到

循环起点A，虚线表示快速移动，实线表示按F指令指定的进给速度移动。

[例4] 图15中，对普通圆柱螺纹M30X2-6g用G92指令加工。

由GB197-81中查出M30X2-6g的螺纹外径为φ30，取编程外（大）径为φ29.8mm。据计

算螺纹底径为φ27.246mm，取编程底（小）径为φ27.3mm。其程序为：

……

N10 T0404 M03 S300 ；

N15 G00 X35.0 Z104.0 ；

N20 G92 X28.9 Z53.0 F2.0 ；

N25 X28.2 ；

N30 X27.7 ；

N35 X27.3 ；

N40 G00 X270.0 Z60.0 T0400 ；

……

图15 圆柱螺纹加工循环G92实例

本文标签： 循环螺纹切削加工