广数980TD 数控车床实训课 · G94
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。”

长轴:长度长、直径差小 刀沿 Z 方向“横着车” → 用 G90
图1 长轴类:G90 外圆循环
盘类:长度短、直径差大 刀沿 X “竖着车” 余量 → 用 G94
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)

主轴中心线 这一刀车掉 Z0 右端面 A 循环起点 ① Z 快进 ② X 切削(向里) ③ Z 切削退刀 ④ X 快退 终点(X,Z) +X ↓
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
①Z 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
②X 轴切削进给到终点 XF 慢真正干活:从外圈往中心竖着刮一层
③Z 轴切削进给退回起点 ZF 慢贴着刚车出的台阶慢慢往右退出来
④X 轴快速退回起点 AG00 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。
👆 点任意一行程序,这里显示大白话解释。

6. 难点:锥端面的 R 怎么算?

切削终点 (X20, Z-6) 切削起点(在起点 X50 处)Z-9 |R| = 3 毛坯 Φ48 循环起点 X50 Z2
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。
🧮 R 值计算器



④ 实操技能步骤:法兰盘 Φ20 凸台编程与上机加工

6 Φ20 Φ50 材料 45 钢,毛坯 Φ50 棒料,端面已车平 原点
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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。

⑦ 小结:下机前必背 5 条

  1. 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。
  2. 四步:Z 快进 → X 切削 → Z 切削退刀 → X 快回。
  3. 分层改 Z,G94 模态,后面几刀只写 Z;结束后一定写 G00。
  4. 循环起点必须在毛坯外:X 比毛坯大 2~5,Z 离端面 1~3。
  5. 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。

中职数控车削编程与操作 · 广数 GSK980TD 前置刀台 · 本课件为纯原生离线 HTML,可直接在电脑、平板、手机浏览器打开