数控加工中的G96/G97指令详解：恒定表面速度与恒定主轴转速

数控加工中的G96/G97指令详解：恒定表面速度与恒定主轴转速

数控加工中，恒定表面速度（G96）和恒定主轴转速（G97）是两种常用的指令模式。本文将详细介绍这两种模式的工作原理、计算方法及编程示例，帮助读者更好地理解和应用这些技术。

恒定表面速度（G96）

在机械加工中，恒定表面切削速度意味着刀具和工件之间保持恒定相对速度（称为“切削速度”）。这是通过让床根据工作直径控制主轴转速来实现的。随着切削刃越来越接近工件中心（直径较小），转速会增加以保持恒定的切削速度。

G96是模态命令，指示 CNC 系统输入“恒定表面切割速度”。随后输入的任何运动 CNC 代码都将相应地运行。

计算所需 RPM 的公式

以下公式计算在G96 模式下输入特定切削速度时 CNC 控制器将请求的主轴转速。（请注意，英制和公制单位的公式不同。）

英制

Vc，单位为SFM（表面英尺/分钟）

公制

Vc以米/分钟为单位。

恒定 RPM（G97）

在加工中，恒定 RPM 意味着对 CNC 车床以保持主轴的 RPM 恒定进行加工。因此，当加工不同直径时，表面速度 (SFM ) 会有所不同。随着刀具远离工件中心，切削速度会增加。

G97是模态命令，指示 CNC 系统进入“恒定主轴转速”模式。随后输入的任何运动 CNC 代码都将相应地运行。

确定 RPM 的切削速度的公式

以下公式计算在G97 模式下编程特定主轴速度时获得的切削速度 (SFM) 。（请注意，英制和公制单位的公式不同。）

英制

Vc，单位为 SFM（表面英尺/分钟）

公制

Vc（米/分钟）

G96 和 G97 –编程示例

恒定 SFM（G96 示例）

N10 G21；（公制单位）
N20 G96 S91；（常数 Vc=91 米/分钟）
N30 G00 Z0 X25.4；（定位）
N40 G01 Z2.0 F0.25（车削 Φ1"）
N50 G00 Z3 X50.8；（定位）
N60 G01 Z4.0 F0.25（车削 Φ2"）

注释：

• N20 – 切削速度为 91 米/分钟
• 主轴转速按下式计算：
• N40 - 直径为 25.4 毫米时主轴转速将为 1146 RPM。
• N60 – 直径为 50.8 毫米时主轴转速将为 573 RPM。
• 表面速度 (Vc) 保持恒定，主轴速度变化 50%。
• 注意：实际上，如果计算的 RPM 高于机器的最大速度或大于 G50 中设置的限制，实际速度可能会更慢。

恒定 SFM（G97 示例）

N10 G21；（公制单位）
N20 G97 S700；（恒定 RPM n=700）
N30 G00 Z0 X25.4；（定位）
N40 G01 Z2.0 F0.25（车削直径Φ 1"）
N50 G00 Z3 X50.8；（定位）
N60 G01 Z4.0 F0.25（车削直径 Φ2"）

注释：

• N20 – 主轴转速定义为 700 RPM
• 每个直径的切削速度（SFM）通过以下公式计算：
• N40 – 直径为 25.4 毫米时，表面速度将为 183 SFM
• N60 – 直径为 50.8 毫米时，主轴转速将为 365 SFM
• 正如您所看到的，不同的直径下会“感受到”不同的切削速度。