中职数控加工技术数控车削编程与操作GSK980TD 前置刀台建议 2 课时
G94 端面单一切削循环 —— 指令参数解析与编程实例应用
上节课学了 G90（沿着 Z 轴“横着车”外圆），这节课学它的好兄弟 G94（沿着 X 轴“竖着车”端面）。
📘 知识目标
① 说出 G94 一个循环的 4 步走刀动作；
② 记住直端面、锥端面两种格式；
③ 搞懂 X、Z、R、F 每个参数的意思。
🛠 技能目标
① 会定 循环起点，会分层（每层改一个 Z）；
② 能独立编出台阶端面、车平端面程序；
③ 会算锥端面的 R 值。
🦺 素养目标
① 上机前先图形模拟、单段试切；
② 养成“起点在毛坯外”的防撞习惯；
③ 测量、记录、6S 整理。
本课用料：45 钢棒料毛坯 Φ50（锥面例题用 Φ48）；外圆车刀 T0101；统一 G98 每分进给，F 单位 mm/min；工件原点在工件右端面中心；直径编程。
② 知识导入：又短又粗的“大饼”零件，还用 G90 车吗？
车间来了一批 法兰盘：毛坯 Φ50，要在右端车出一个 Φ20、只有 6mm 长 的小凸台。小李习惯用 G90 一刀一刀车外圆，结果 Z 方向只走 6mm，X 方向却要一层层进刀十几次，程序写了一长串，刀还总在端面上“蹭”。
师傅说：“这种 径向（直径方向）余量大、轴向（长度方向）余量小 的活，换个方向车——让刀 从外往里竖着刮，每次只往左吃 2mm，三刀就完事。这就是 G94。”
图1 长轴类：G90 外圆循环
图2 盘类/短台阶：G94 端面循环（黄色为要车掉的余量）
💡 一句话记住：G90 是“削甘蔗”——沿长度方向一条条削；G94 是“切大饼”——从饼边往饼心一层层刮。
③ 核心知识讲解：G94 指令格式、参数与四步动作
1. 两种格式
格式一：直端面（平端面）切削循环
G94 X(U)__ Z(W)__ F__ ;
格式二：锥端面（斜端面）切削循环
G94 X(U)__ Z(W)__ R__ F__ ;
2. 参数大白话拆解
| 参数 | 专业说法 | 大白话 |
|---|
| X | 切削终点 X 坐标（直径值，绝对坐标） | 刀“刮”到离中心多远停下——写直径。车凸台就写凸台直径，车平端面写 X0。 |
| Z | 切削终点 Z 坐标（绝对坐标） | 这一刀车到多深。右端面是 Z0，往左车所以一般是负数，如 Z-2。 |
| U / W | 终点相对循环起点的增量（U 为直径增量） | 不说“到哪里”，说“走多少”。初学建议先用 X、Z。 |
| R | 锥端面：切削起点与切削终点 Z 坐标的差值（R = Z起点 − Z终点） | 斜端面外圈比里圈“低（靠左）”多少。外圈靠左 → R 为负。直端面不写 R。 |
| F | 切削进给速度，G98 模式下单位 mm/min | 刀每分钟走多少毫米。端面一般 F60～F100，本课用 F80。 |
⚠️ G94 是模态指令（大白话：说一次，一直有效）。下一刀只改 Z，直接写 Z-4; 就行，X 和 F 自动沿用。要结束循环，下一行写 G00 就退出了。
3. 一个循环 = 自动走 4 步（前置刀台，从图上看下半边）
G00 快速（虚线）G01 切削（实线）
图3 G94 四步走刀（前置刀台：刀在操作者这边，+X 朝向操作者）
| 步 | 动作 | 速度 | 大白话 |
|---|
| ① | Z 轴从起点 A 快速移到切削 Z 位置 | G00 快 | 刀先“往左挪”到要车的深度，此时还在毛坯外面 |
| ② | X 轴切削进给到终点 X | F 慢 | 真正干活：从外圈往中心竖着刮一层 |
| ③ | Z 轴切削进给退回起点 Z | F 慢 | 贴着刚车出的台阶慢慢往右退出来 |
| ④ | X 轴快速退回起点 A | G00 快 | 在工件外面快速回到出发点，等下一刀 |
🔑 口诀：“Z 快进，X 切削；Z 退刀，X 快回”。
对比 G90：“X 快进，Z 切削；X 退刀，Z 快回”——两者 X、Z 正好对调。
4. G90 和 G94 对比
| 对比项 | G90 外圆单一循环 | G94 端面单一循环 |
|---|
| 主切削方向 | 沿 Z 轴（从右往左） | 沿 X 轴（从外往里） |
| 适合零件 | 长轴、长度方向余量大 | 盘类、短台阶，直径方向余量大 |
| 分层时改谁 | 每刀改 X（直径） | 每刀改 Z（深度） |
| R 的含义 | 起点与终点的半径差（X 方向） | 起点与终点的 Z 坐标差（Z 方向） |
| 用什么刀 | 外圆车刀 | 外圆车刀或端面车刀（本课用 T0101 外圆刀） |
5. 交互仿真器：看 G94 怎么一层层把余量车掉
点案例按钮切换程序；2D 截面与 3D 立体同步演示，速度可用滑块按 0.1 倍微调；“单步”每次走一个动作；点程序行看大白话解释。
GSK980TD 绝对坐标AUTO
X(直径)54.000
Z2.000
程序段N40
进给 F / 主轴 SF80 / S600
刀数0 / 3
刀具停在循环起点 A，点“播放”开始。
6. 难点：锥端面的 R 怎么算？
图4 R = Z起点 − Z终点 = (−9) − (−6) = −3
⚠️ 两个关键：
① R 是 Z 方向的差（不是半径差！和 G90 不一样）；
② “切削起点”取在 循环起点的 X 位置（锥面要延长到这里再量），不是取在毛坯外圆上。
🔑 判正负口诀：外圈比里圈 更靠左（更深） → R 为负；外圈比里圈 更靠右 → R 为正。
④ 实操技能步骤：法兰盘 Φ20 凸台编程与上机加工
图5 零件图：右端车出 Φ20×6 凸台
工艺分析
- 直径方向单边余量 (50−20)÷2 = 15mm，长度方向只有 6mm → 径向大、轴向小，选 G94。
- 每层吃刀深度 2mm，Z 分 3 层：Z-2 → Z-4 → Z-6。
- 循环起点 A（X54, Z2）：X 比毛坯 Φ50 大 4，Z 离端面 2mm——刀一定在毛坯外面。
- 切削参数：S600 r/min，F80 mm/min（G98）。
| 刀次 | 程序段 | 终点 |
|---|
| 第 1 刀 | G94 X20 Z-2 F80; | X20 Z-2 |
| 第 2 刀 | Z-4; | X20 Z-4 |
| 第 3 刀 | Z-6; | X20 Z-6 |
完整程序（与仿真器“案例1”一致）
O0094;
N10 G98; （每分进给 mm/min）
N20 M03 S600; （主轴正转 600r/min）
N30 T0101; （1号外圆刀，1号刀补）
N40 G00 X54 Z2; （快速到循环起点 A）
N50 G94 X20 Z-2 F80; （第1刀，深2）
N60 Z-4; （第2刀，只改Z）
N70 Z-6; （第3刀，到尺寸）
N80 G00 X100 Z100; （退回换刀点，同时取消G94）
N90 M05; （主轴停）
N100 M30; （程序结束）
上机操作步骤（红色为安全关键步）
- 装夹毛坯：三爪卡盘夹 Φ50 外圆，伸出约 20mm，夹紧后取下卡盘扳手。
- 装刀对中心高：外圆刀刀尖必须对准主轴中心，高了低了都会在端面中心留小凸头，车平端面时尤其明显。
- 对刀：按上节课方法试切端面录 Z0、试切外圆录 X（测量直径值），建立工件坐标系。
- 输入程序：编辑方式下输入 O0094，逐行核对，重点核对 X54 Z2 和三个 Z 值。
- 图形模拟 / 空运行校验：先看轨迹是不是“Z 快进 → X 往里切 → Z 退 → X 快回”，发现轨迹钻进工件立即停。
- 单段 + 低倍率首件试切：快速倍率调到 25%，进给倍率 50% 起，右手放在“进给保持”键上，一段一段执行。
- 测量：游标卡尺量凸台 Φ20 和长度 6，超差就修改刀补后精车一刀。
- 收尾：停主轴、回参考点、清理铁屑、填写记录，6S 整理。
⑤ 常见误区 & 易错坑点（点开看）
❌ 坑 1：循环起点放在毛坯里面 ＋
错：毛坯 Φ50，写 G00 X48 Z2;
对：G00 X54 Z2;（X 比毛坯大 2～5，Z 离端面 1～3）
后果：第①步 Z 快速往左走时，刀直接撞进毛坯外圆——快速撞刀！
❌ 坑 2：G90、G94 用反了 ＋
盘类件、短台阶用 G90，X 要分十几刀，程序长、效率低；长轴用 G94，Z 方向要分几十层。
对：看余量方向——径向大用 G94，轴向大用 G90。
❌ 坑 3：X 写成半径 ＋
错：凸台 Φ20 写成 G94 X10 Z-2 F80;
对：G94 X20 Z-2 F80;
后果：凸台被车成 Φ10，零件报废。
❌ 坑 4：每层吃刀太深 ＋
端面切削时刀刃接触宽、受力大，一刀吃 6mm 容易崩刃、闷车。
对：粗车每层 1～2mm，最后一刀可留 0.2～0.5mm 精车。
❌ 坑 5：锥端面 R 的符号、位置弄错 ＋
错误一：按半径差算（那是 G90 的 R）。错误二：在毛坯外圆处量 Z 差，没延长到循环起点 X。错误三：外圈靠左却写成正 R。
对：R = 起点X处的Z − 终点Z，外圈靠左为负，如 R-3。
❌ 坑 6：循环后面忘了写 G00 ＋
错：N70 Z-6; N80 X100 Z100;
对：N80 G00 X100 Z100;
后果：G94 是模态的，N80 会被当成又一个 G94 循环执行，刀可能扫过工件！
⑥ 课堂练习：闯关自测（点选项立即批改）
编程巩固题
毛坯 Φ60 棒料，端面已车平，右端车出 Φ36、长 4.5mm 的凸台。用 G94 编程，每层吃刀 1.5mm，S600、F80，外圆刀 T0101。
O0095;
N10 G98;
N20 M03 S600;
N30 T0101;
N40 G00 X64 Z2; （起点在 Φ60 外）
N50 G94 X36 Z-1.5 F80;
N60 Z-3;
N70 Z-4.5;
N80 G00 X100 Z100;
N90 M05;
N100 M30;
⑦ 小结：下机前必背 5 条
- G94 = 端面单一切削循环，适合 径向余量大、轴向余量小 的盘类、短台阶。
- 四步：Z 快进 → X 切削 → Z 切削退刀 → X 快回。
- 分层改 Z，G94 模态，后面几刀只写 Z；结束后一定写 G00。
- 循环起点必须在毛坯外：X 比毛坯大 2～5，Z 离端面 1～3。
- 锥端面 R = Z起点 − Z终点（在循环起点 X 处量），外圈靠左为负。
⑧ 拓展小知识：车间里的 G94
🔸 端面中心的“小尾巴”
车平端面车到 X0 后中心还留个小凸点？多半是 刀尖不在中心高。垫刀片调好中心高，比把 X 写成负数更靠谱。
🔸 越往中心越“慢”
转速不变时，刀越靠近中心，切削线速度越低，表面越粗糙。工厂里会用 G96 恒线速功能（以后会学），初学阶段先用固定转速。
🔸 下一步：G72
G94 每层只能车一个“平”或“斜”的端面。零件端面方向有好几个台阶、圆弧时，用 G72 端面粗车复合循环，一行搞定全部分层——就像 G90 升级成 G71。
🔸 用什么刀更好
大批量车端面常用 45° 端面车刀或 95° 外圆端面刀，刀尖强度好、排屑顺。实训中用外圆刀 T0101 即可，注意主切削刃朝向。