切槽循环、

第四节　切槽循环G74、G75

【工作任务】

制订如图3-27所示零件的加工工艺方案，应用G74、G75指令编写内、外槽及端面槽的程序并加工，毛坯选用φ42mm×45mm的钢料。

图3-27　梯形槽轴

【相关理论】

一、端面切槽循环（G74）

1.指令格式

G74 R（e）；

G74 X（U）　Z（W）　P（Δi）Q（Δk）R（Δd）F　；

e：退刀量，其值为模态值；

X（U）　Z（W）　：切槽终点处坐标。

Δi：刀具完成一次轴向切削后，在X方向的偏移量，该值用不带符号的半径量表示；

Δk：Z方向的每次切深量，用不带符号的值表示；

Δd：刀具在切削底部的Z向退刀量，无要求时可省略；

F：径向切削时的进给速度。

例　G74 R0.5；

　　G74 U6.0 W5.0 P1500 Q2000 F0.1；

2.指令的运动轨迹及工艺说明

G74循环轨迹如图3-28所示。不同之处是刀具从循环起点A出发，先轴向切深，再径向平移，依次循环直至完成全部动作。

G74循环指令中的X（U）值可省略或设定为0，当X（U）值设为0时，在G74循环执行过程中，刀具仅作Z向进给而不作X向偏移。该时该指令可用于端面啄式深孔钻削循环，但使用该指令时，装夹在刀架（尾座无效）上的刀具一定要精确定位到工件的旋转中心。

图3-28　端面切槽循环轨迹图

车一般外沟槽时，因切槽刀是外圆切入，其几何形状与切断刀基本相同，车刀两侧副后角相等，车刀左右对称。但车端面槽时，车刀的刀尖点A处于车孔状态，为了避免车刀与工件沟槽的较大圆弧面相碰，刀尖A处的副后刀面必须根据端面槽圆弧的大小磨成圆弧形，并保证一定的后角，如图3-29所示。

图3-29　端面槽刀

3.端面槽加工注意事项

（1）刀具选择与安装　见表3-8。

表3-8　刀具选择与安装要求

续表

当选择刀杆时，在可能的情况下尽量从端面槽的最大直径外切入，逐渐切向小的直径。这样，刀具使用达到最好。端面横首切的外径必须在车刀杆所允许切入的最大直径和最小值净值之间，如图3-30所示，这样能使刀杆切入时在刀具和工件之间有间隙。

（2）切削控制　调整切削速度和进给量，以获得最好的铁屑成形，并保证铁屑从槽中排出，挤屑会造成槽表面加工质量差，刀具折断并缩减刀具寿命。

（3）刀具设置　应当尽量对准刀尖高，可略低于工件中心线，从而避免产生大的毛刺将刀杆与工件表面摆成90°。

（4）扩宽端面槽　当首刀切入后，可以使用相同的刀具向工件中心或外径进刀将端面槽扩宽。最好的加工方法是从外径向内径切去，如图3-31所示。

图3-30　端面横首切要求图

图3-31　扩宽端面槽

4.端面槽切削加工中的疑难解析（表3-9）

表3-9　端面槽切削疑难解析

续表

5.编程实例

例　试用G74指令编写图3-32所示工件的切槽（切槽刀的刀宽为3mm）及钻孔加工程序。

图3-32　端面槽轴

O0210；

　　G99 G40 G21；

　　T0101；

　　G00 X100.0 Z100.0；

　　M03 S400；

　　G00 X20.0 Z1.0；　　　　　　　　　　（快速定位至切槽循环起点）

　　G74 R0.3；

　　G74 X24.0 Z-5.0 P1000 Q2000 F0.1；　（X坐标相差一个刀宽）

　　G28 U0 W 0；　　　　　　　　　　　　（返回参考点，以便转刀）

　　T0202；　　　　　　　　　　　　　 　（转2号刀即φ10mm钻头）

　　G00 X0.0 Z3.0；　　　　　　　　　 　（快速定位到啄式钻削起点）

　　G74 R0.3；

　　G74 Z-28.0 Q5 000 F0.1；

　　G28 U0 W0；

　　M30；

二、径向切槽循环（G75）

1.指令格式

G75 R（e）；

G75 X（U）　Z（W）　P（Δi）Q（Δk）R（Δd）F　；

e：退刀量，其值为模态值；

X（U）　Z（W）　：切槽终点处坐标；

Δi：X方向的每次切深量，用不带符号的半径量表示；

Δk：刀具完成一次径向切削后，在Z方向的偏移量，用不带符号的值表示；

Δd：刀具在切削底部的Z向退刀量，无要求时可省略；

F：径向切削时的进给速度。

例　G75 R0.5；

　　G75 U6.0 W5.0 P1500 Q2000 F0.1；

2.指令的运动轨迹及工艺说明

G75循环轨迹如图3-33所示。

①刀具从循环起点（A点）开始，沿径向进刀Δi并到达C点。

②退刀e（断屑）并到达D点。

③按该循环递进切削至径向终点X的坐标处。

④退到径向起刀点，完成一次切削循环。

⑤沿轴向偏移Δk至F点，进行第二层切削循环。

⑥依次循环直至刀具切削至程序终点坐标处（B点），径向退刀至起刀点（G点），再轴向退刀至起刀点（A点），完成整个切槽循环动作。

G75程序段中的Z（W）值可省略或设定值为0，当Z（W）值设为0时，循环执行时刀具仅作X向进给而不作Z向偏移。

对于程序段中的Δi、Δk值，在FANUC系统中，不能输入小数点，而直接输入最小编程单位，如P1500表示径向每次切深量为1.5mm。

图3-33　径向切槽循环轨迹图

3.径向槽加工注意事项

（1）刀具选择与安装

①根据加工选择切槽刀时，需考虑切削宽度（刀片宽度）、断屑槽类型、圆角半径、硬质合金牌号等各项参数。

②为尽可能减少振动和偏移，应做到：刀杆悬伸尽可能小，刀杆尽可能选择大尺寸。

③整体型刀杆刚性最好，螺钉式夹紧型刀杆推荐为轴向和径向浅槽切削，如图3-34所示。

④为得到垂直加工表面，减少振动，刀具和工件中心线成90°，如图3-35所示。

图3-34　轴向和径向浅槽切削

图3-35　刀具和工件中心线成90°

（2）不同类型沟槽的加工方法，见表3-10

表3-10　不同类型沟槽的加工方法

（3）槽宽大于刀片宽度的加工方法，见表3-11

表3-11　槽宽大于刀片宽度的加工方法

续表

4.径向槽切削加工中的疑难解析，见表3-12

表3-12　径向槽切削疑难解析

5.编程实例

例　试用G75指令编写图3-36所示工件（设所用切槽刀的刀宽为3mm）的沟槽加工程序。

分析　在编写本例的循环程序段时，要注意循环起点的正确选择。由于切槽刀在对刀时以刀尖点M（图3-36）作为Z向对刀点，而切槽时由刀尖点N控制长度尺寸25 mm，因此，G75循环起始点的Z向坐标为“-25-3（刀宽）=-28”。

图3-36　径向切槽循环示例件

O0209；

　　　G99 G40 G21；

　　　T0101；

　　　G00 X100.0 Z100.0；

　　　M03 S400；

　　　G00 X42.0 Z-28.0；　　　（快速定位至切槽循环起点）

　　　G75 R0.3；

　　　G75 X32.0 Z-31.0 P1500 Q2000 F0.1；

　　　G00 X100.0 Z100.0；

　　　M30；

对于槽侧的两处斜边，在切槽循环结束且不退刀的情况下，巧用切槽刀的左右刀尖能很方便地进行编程加工，其程序如下：

……

G75 X32.0 Z-31.0 P1500 Q2000 F0.1；

G01 X40.0 Z-26.0； （图3-36所示刀尖N到达切削位置）

　　X32.0 Z-28.0； （车削右侧斜面）

　　X42.0；　　　　（应准确测量刀宽，以确定刀具Z向移动量）

　　X40.0 Z-33.0； （用刀尖M车削左侧斜面）

　　X32.0 Z-31.0；

　　X42.0；

……

6.使用切槽复合固定循环（G74、G75）时的注意事项

（1）在FANUC系统中，当出现以下情况而执行切槽复合固定循环指令时，将会出现程序报警。

①X（U）或Z（W）指定，而Δi或Δk值未指定或指定为0。

②Δk值大于Z轴的移动量（W）或Δk值设定为负值。

③Δi值大于U/2或Δi值设定为负值。

④退刀量大于进刀量，即e值大于每次切深量Δi或Δk。

（2）由于Δi和Δk为无符号值，所以，刀具切深完成后的偏移方向由系统根据刀具起刀点及切槽终点的坐标自动判断。

（3）切槽过程中，刀具或工件受较大的单方向切削力，容易在切削过程中产生振动，因此，切槽加工中进给速度f的取值应略小（特别是在端面切槽时），通常取0.1～0.2mm/r。

三、内沟槽加工工艺

1.内沟槽车刀

内沟槽车刀如图3-37所示，车刀的几何参数与外圆切槽刀相似，只是装夹方向相反，且在内孔中车槽。由于内沟槽通常与孔轴线垂直，因此，要求内沟槽车刀的刀体与刀柄轴线垂直。

装夹内沟槽车刀时，应使主切削刃与内孔中心等高或略高，两侧副偏角必须对称。

图3-37　数控内切槽刀具

2.车内沟槽的方法

车内沟槽与车外沟槽方法类似。

3.内沟槽的测量

①内沟槽的深度一般用弹簧内卡钳测量，内沟槽直径较大时，可用弯脚游标卡尺测量。

②内沟槽的轴向尺寸可用钩形游标深度卡尺测量。

③内沟槽的宽度可用样板和游标卡尺（孔径较大时）测量。

4.内沟槽加工路线的确定

两种内沟槽进、退刀加工路线如图3-38所示。

图3-38　内沟槽加工中进、退刀路线

【手工编程】

1.编程准备

（1）分析零件图样　该零件的加工部位为内、外表面槽的加工，采用循环指令G75编程，加工时需要用粗、精加工，并在粗、精加工之间加入测量和误差调整补偿。长度尺寸用一般加工方法就可以保证，表面粗糙度要求为R _a1.6um。零件材料为45钢，调质处理，加工后去毛刺。端面沟槽采用循环指令G74即可完成编程。

（2）方案分析　零件轮廓简单，按轮廓粗、精加工。在数控加工中一般要体现工序集中原则，以提高生产率。

（3）夹具分析　零件为一般轴套类零件，采用三爪自定心卡盘装夹，装夹方便、快捷，定位精度高。

（4）刀具、切削用量选择　选用刀宽为3mm的内、外切槽刀，端面槽刀注意与最小半径φ24mm的干涉。

切槽刀具刚性相对差，切削用量推荐值如下：粗加工切削速度n=500r/min，进给量f=0.1mm/r。在加工时，主轴转速和进给速度可以通过操作面板上的“倍率”修调按钮随时调整。

2．编写加工程序

（1）选择编程原点　如图3-27所示，选择工件两侧端面的中心作为工件编程原点。

（2）循环点的设定　切槽刀对刀所用刀位点要与槽口的左、右起点方向相一致，否则相差一个切槽刀的宽度。对刀点选左刀位点。

（3）编制数控加工程序　采用G74、G75编程指令编写数控车加工程序见表3-13，其他程序略。

表3-13　双向锥轴实例参考程序

续表

【拓展练习】

完成图3-39所示零件的加工方案和工艺规程的编制，并利用切槽循环指令编制三个T形槽的加工程序及精加工程序（设外圆和内孔已加工完成）。

图3-39　T形槽