G76車牙

文章日期：2008-10-10 00:02

工具機若使用Fanuc控制器，車牙轉速有一個先天上的限制： S × P ＜ 4000 請參考

車牙的NC碼計有G32、G92、G76三種(使用方法

這三個指令中，手寫G92一般是直進式切削，牙刀的兩刃皆受力，直進式切削，每刀吃深不多，以免造成牙面粗糙，反觀G76則是斜進式單邊車削，可以有較大的進刀深度，寫法也簡短方便廣受採用，不論多大的牙，G76只要兩個單節就可解決了。

由於G76有單邊切削的效果，廣受學校或職訓單位的喜愛，如下圖所示。
  

   

Fanuc0T系列控制器之G76格式如下 :

指令說明

(m)：精車次數。

(r)： 車牙末端拔刀時留下的不完全牙長度(倍率)。

(a)：牙刀之角度，可選擇80°、60°、55°、30°、29°、0°等角度。

Q(△dmin)：最小進刀深度。

R(d)：精車預留量。

X(u)：螺紋程式終點的X軸方向座標。

Z(w)：螺紋程式終點的Z軸方向座標。

R(i)：螺紋部份的半徑差，如果I=0可作一般直線螺紋車削。

P(k)：螺紋高度即牙深度，K為正值在X軸方向用半徑值指定。

Q(△d)：第一次螺紋的切削深度，用半徑值指定。

F(l)：螺紋的導程，與G32相同。

以M20X2.5外螺紋為例，常見的寫法如下 :

G76 P010060 Q40 R0.02

G76 X16.933 Z-10.0 P1533  Q500  F2.5
1. G76第一行的P010060，這01表示最後精車時只車一刀精車，00表示車牙最後拔刀時不留倒角，此所謂之倒角是不完全牙之意，亦即因拔刀而在工件上留下牙深較淺的牙，Fanuc的拔刀精度是0.1倍的導程，若是此值改成10，則表示拔刀時在軸向會留下一倍導程長度的不完全牙，這一倍就是指導程2.5的一倍，也就是不完全牙會有2.5mm那麼長，60表示要車的牙角是60度，G76所適應的刀角範圍不但很大，Fanuc允許牙角0、29、30、55、60、80度，因此如果是要車30度梯牙，就可改寫成P010030，此外，G76的車牙深度是依據第一刀的車牙深度來算第二刀的車牙深度，且每刀的吃深越來越淺，因此在第一行的Q40是指最小進刀深度為40μ(4條)，如上圖所示，G76每刀的吃深越來越少，如果第一刀的所設定的吃深太小，車到最後幾刀的吃深有可能少到僅有幾條或幾μ，所以這是為了防止車牙時越車吃深越少導致車了太多刀所設的，這值隨操作者設定，為半徑值，第一行的最後面的R0.02則是指精車預留量為0.02mm(2條)，G76粗車時是採左斜進法車削，但是最後精車時則採直進法車削，因此在精車之時會呈雙刃切削，所以此值不能太大，否則會震刀。

2. G76採用左斜進刀，其每次進刀的深度是依據第一次進刀量再乘以刀數的開根號差值，以此例來說，這G76第二行的Q500就是表示車牙時的第一刀進刀深度是500μ，也就是50條的意思(為甚麼要設50條?這牽涉到機台剛性、牙角、牙刀材質而定)，那麼它第二次車牙時的進刀量就是50*(√2 - √1)=20.7條，第三次車牙時的進刀量就50*(√3 - √2)=15.9條，依此類推。此外這P1533是表示牙深1.533mm，也就是車牙時的進刀總深度(單邊值)，X16.933 表示牙底的直徑，此值來自於外牙的外徑減去兩倍的牙深，牙深的值並不等於牙距，牙深的值與牙刀刀鼻半徑之值息息相關，不過一般車牙時，大多數的人都先採用0.6495*P(牙距)，但在理論上，公制螺紋的牙深應該是0.6134*P(牙距)，等上機時再邊車邊補正差值，Z-10.表示螺紋在Z軸向的終點位置，F2.5是牙的導程，如果是單線螺紋，此值就是牙距。

G76的車牙次數計算

G76是以第一次車牙時的進刀深度的Q值來推每次的進刀深度，把這些每次進刀的深度加起來，Q+Q*(√2 - √1)+ Q*(√3 - √2)+…+ Q*(√n - √(n-1))  =  Q*√n，這就是G76的車牙總深度，其中n是粗車牙的總次數，如果粗車總深度用0.6134*P-R(R是指精車量)，則可得下列公式：

Q*√n = 0.6134*P =>  n = ( (0.6134*P-R)/Q )^2

這個公式相當好用，因為大量車牙時得要精算車牙時間，所以車牙的次數非常重要。

例一 : M20X2.5外螺紋

G76 P0100060 Q40 R0.02

G76 X16.933 Z-10.0 P1533  Q500  F2.5

以此題來說，p=2.5，Q=0.5，R=0.02代入上式，則 n = ( (0.6134*P-R)/Q )^2 = 10.5 =>11，所以粗車牙用了11刀，再加上第一行的P010060的01就是表示精車次數是1，所以總共車了12刀。

例二 : M10X1.25 內螺紋

G76 P0100060 Q120 R20

G76 X10.05 Z-22.0 P811  Q280  F1.25，

以此題來說，p=1.25，第一刀深度Q=0.28，R=0.02代入上式n = ( (0.6134*P-R)/Q )^2，則 n = 7.99 =>8，所以粗車牙用了8刀，但是實際上是粗車牙用了6刀，因為這裡有一個粗車牙的最低限度Q120μ，也就是12條的意思，所以第一刀深度0.28mm，第二刀深度0.28*(√2 - √1) = 0.116mm，此時就會發現進刀深度已收斂到粗車牙的最低限度0.12mm以下，因此從第二刀起，每次的進刀深度都是0.12mm，因此，粗車牙用了 1+(0.811-0.01-0.28)/0.12 = 5.25 => 粗車牙用了6刀，若再加上第一行的P010060的01(就是表示精車次數是1)，所以總共車了7刀。

為了計算方便，龍城特地做了一個G76試算功能，就放在FGcam小幫手裡面，歡迎索取使用。

                                    G76之車削次數與車削時間 

     

使用G92、G76時，車螺紋的前段及後段會有無效牙及不完全牙產生，

所以牙刀車螺紋初始之起點要離工件L1的距離，並且，

車至螺紋之末時，要多車L2的距離才能完全拔刀，

此L1、L2的計算請參考 :

http://tw.myblog.yahoo.com/cu01joe/article?mid=2788&prev=3010&next=2770&l=f&fid=20

一、對於不同牙距的螺紋，若以泛用型的車刀來車削，常會以較小刀鼻之牙刀來切削較大刀鼻之螺紋，故得需更多道切削來達到更深的牙深切削，如下圖所示，這也就是一般人常在問的 : 為甚麼公制牙深是0.6134p，可是我用0.6495p車也沒甚麼關係呀!(請參考http://tw.myblog.yahoo.com/cu01joe/article?mid=2128&prev=2466&next=1526&l=f&fid=18)

沒錯，以較小刀鼻的牙刀並採牙深0.6495p方式車牙，在牙的左右兩面的配合是可辦到，只是牙底的深度會過深，且車削次數及牙強度都會受影響。

    

像這種以較小刀鼻的牙刀來車牙的例子，其總牙深的實際切深是隨著牙刀刀鼻的大小(r)而有所不同，以公制牙為例，牙深公式如下 :

外牙：0.75777*P - r

內牙：0.64952*P - r
公制公螺紋牙底圓弧半徑規定為0.144*p，故切記外牙刀刀鼻半徑r的最大值是0.144*p，如果外牙刀刀鼻大於此值，並且節徑公差無法吸收此多出來的量，不是車出來的內牙不能配合(牙底ㄎ一ㄠ角)，不然就是車出來的外牙於配合時過鬆(因加深車牙深度導致牙兩邊的配合過鬆)。
至於公制內螺紋其牙底圓弧半徑規定為0.072*p，故切記內牙刀刀鼻半徑r的最大值是0.072*p，如果內牙刀刀鼻大於此值，並且節徑公差無法吸收此多出來的量，不是車出來的內牙不能配合(牙底ㄎ一ㄠ角)，不然就是車出來的內牙於配合時過鬆(因加深車牙深度導致牙兩邊的配合過鬆)。

注意：如果使用標準刀片，則可將外牙刀鼻半徑r=0.1447*p及內牙刀鼻半徑r=0.072*p分別代入上述外牙及內牙的牙深公式，最後可得到常見的 =>牙深=0.6134*p這個公式。

二、使用G76，雖是單邊車削，但其最後1-2刀的精車很容易形成雙邊切削，容易有振刀的現象。

 

三、使用G76，無法垂直拔刀，牙尾部位會留下較多的不完全牙。

四、使用G76車較大的牙(牙距3mm以上)時，由於開根號方式推算車牙深度會使每刀進深過快衰減，故耗時，目前除了少量加工，或是參加技能檢定之外，用得不多。

車牙完後做內外螺牙配合時，若過緊，以直牙來講有三種可能:

1.外牙牙頂碰到內牙牙底

2.外牙牙底碰到內牙牙頂

3.內外牙之螺旋面干涉

常見的解決之法:

1.外牙牙頂碰到內牙牙底 =>外牙的外徑車小一點，所以一般外牙的外徑公差大約有0.05-25條。

2.外牙牙底碰到內牙牙頂=>內牙的搪孔內徑車大一點，所以一般內牙的內徑都用外牙的外徑減掉一個牙距，這裡面就已經含有很大的公差在裡面了。

3.內外牙之螺旋面干涉=>這是指內外牙的節徑的誤差了，以G76的做法只能把牙深再加深，車到可以配合為止，這也就是明明公制牙的牙深是0.6134*p，但大多數的人都採用0.6495*p來算也可以的原因之一。

有鑑於G76的缺點，FGcam自行開發車牙的方法，其優點有:

1. 對於以較小牙距之牙刀來切削較大牙距之螺紋，不會有過深切削的情況，加大牙刀能切削不同牙距的範圍(CNC牙刀通常都很短)，減低換刀片的需要。

2. 在車牙過程的精修階段，完全採用單邊切削，俾使螺紋達到精準的境界。

3. 能根據使用者輸入不同的刀鼻來產生不同的車牙程式。

4. 能根據使用者輸入不同的螺紋節徑公差來產生不同的車牙程式。

5. 在車牙的進刀方式則提供了右斜單邊進刀法、左斜單邊進刀法、交叉進刀法、分層進刀法等四種供使用者挑選，以車削不同材質的工件。

6. 精算每刀的進刀深度，降低工時，大大提高加工效率。

用FGcam來車牙，它會根據刀鼻半徑與節徑公差之不同而產出不同的車牙程式，以達精確與效率，使用者在產出CNC程式時

，記得盡量不要選用G76模式。


G76的試算剛使用G76時常見的缺點就是:最小進刀深度設得太小。當G76時執行車牙時，每刀吃深會越進越少，此時若是最小進刀深度設得太小，不但總行程會車非常多刀，且會因每刀吃深少，刀刃無法進行正常切削，反而變成磨刀，如圖所示