以下是一个 G71 外圆/内孔粗车循环 的详细编程实例及解释（以常见的 FANUC系统 为例）：

零件图要求

加工一个阶梯轴，尺寸如下：

1. 直径 Ø50mm，长度 30mm
2. 直径 Ø40mm，长度 20mm (总长 50mm)
3. 直径 Ø30mm，长度 30mm (总长 80mm)
4. 毛坯为 Ø55mm 棒料，总长 82mm (留 2mm 切断余量)
5. 材料：45#钢

数控加工程序示例 (FANUC)

O0001;                          (程序号)
G99 G21 G40;                   (每转进给, 公制, 取消刀补)
T0101;                         (调用1号粗车刀, 1号刀补)
M03 S800;                      (主轴正转, 800r/min)
G00 X57.0 Z2.0 M08;            (快速定位到循环起点, 开冷却液)
G71 U1.5 R0.5;                 (G71粗车循环指令: U-每次切深1.5mm(半径值), R-退刀量0.5mm)
G71 P10 Q20 U0.5 W0.1 F0.2;   (P-精加工轮廓起始段号, Q-结束段号, U-X向精车余量0.5mm(直径值), W-Z向精车余量0.1mm, F-粗车进给0.2mm/rev)
N10 G00 X26.0;                 **(精加工轮廓开始 N10)**
     G01 Z0.0 F0.1;            (平端面, 精车进给)
     X30.0 Z-2.0;              (车C2倒角)
     Z-30.0;                   (车Ø30外圆至Z-30)
     X40.0;                    (车阶台)
     Z-50.0;                   (车Ø40外圆至Z-50)
     X50.0;                    (车阶台)
     Z-80.0;                   (车Ø50外圆至Z-80)
     X55.0;                    (X向退刀至毛坯外)
N20 G00 X57.0;                 **(精加工轮廓结束 N20, X向退刀)**
G00 X150.0 Z100.0 M09;         (快速退刀至安全位置, 关冷却液)
M05;                           (主轴停转)
M30;                           (程序结束并复位)

G71 指令详解

G71 U_R_;
G71 P_Q_U_W_F_;

1. 第一行 G71 U1.5 R0.5;

   • U1.5: 粗车时 每次的切削深度 (半径值)。本例中每次沿X径向切深1.5mm。值越大，切削力越大，效率越高，但需考虑机床刚性和刀具强度。
   • R0.5: 每次粗车循环后，刀具沿 X方向退刀量 (半径值)。退刀是为了断屑、让刀和冷却。本例退0.5mm。

2. 第二行 G71 P10 Q20 U0.5 W0.1 F0.2;

   • P10: 精加工轮廓程序段的起始段号 (N10)。数控系统从这里开始读取精加工形状。
   • Q20: 精加工轮廓程序段的结束段号 (N20)。系统读到此处结束轮廓定义。
   • U0.5: X方向预留的精加工余量 (直径值)。粗车后留给精车工序(G70)去除。本例直径留0.5mm。
   • W0.1: Z方向预留的精加工余量。粗车后留给精车工序去除。本例留0.1mm。
   • F0.2: 粗车循环过程中的进给速度 (mm/rev)。此F值对P至Q段内定义的G01/G02/G03有效。通常比精车进给大。

精加工轮廓定义 (N10 到 N20) 要点

1. 运动方向: 必须从毛坯外朝向工件轮廓定义。程序从 X57 Z2 开始，N10 先定位到 X26 (小于毛坯Ø55)，再移动到 Z0。
2. 单调变化: X和Z坐标在轮廓上必须单向递增或递减 (通常是X向单调递增，Z向单调递减)。本例中：
   • X: 26 -> 30 -> 40 -> 50 -> 55 (递增)
   • Z: 0 -> -2 -> -30 -> -50 -> -80 (递减)
3. 轮廓描述: 使用 G00, G01, G02, G03 等指令精确描述最终零件形状（包含倒角、圆角、锥度）。
4. 结束动作: 在 N20 (Q点) 结束前，X轴必须退回到毛坯外径以上 (本例 X55 -> X57)，否则可能撞刀。
5. F/S指令: P至Q段内可以包含精加工的F值和S值，但粗车时会被G71指定的F覆盖。建议在精车循环G70中使用它们。

G71 粗车过程图解

1. 系统自动计算总切削深度 (毛坯Ø55 - Ø30 = 25mm半径差)。
2. 根据U1.5进行分层切削（共约25/1.5≈17层）。
3. 每层：
   • 从循环起点 (X57 Z2) 快速移动到切削起点 (X = 当前层深度 + 余量)。
   • 按P-Q定义的轮廓形状进行仿形粗车（留出U、W余量）。
   • 按Z方向分多刀切削（系统自动计算）。
   • 完成后按R0.5退刀。
4. 循环结束后，刀具返回循环起点 (X57 Z2)，零件轮廓已粗车成型，留有精加工余量。

重要注意事项

1. 起点安全: 循环起点 (X, Z) 必须位于毛坯轮廓之外且不碰撞工件和夹具。
2. 余量方向: U (精车余量) 总是正值。系统根据轮廓自动判断内孔/外圆加工。
3. 精车循环: G71后通常紧跟 G70 P Q; 指令进行精加工。例如：

   G70 P10 Q20; (调用N10到N20定义的轮廓进行精车, 使用该段内F/S)

4. 系统差异: 不同系统 (如西门子、广数、华中) 格式略有不同（如 U 有时是直径值）。务必查阅机床说明书！
5. 锥度处理: G71可加工带锥度的轮廓（如 X30 Z-30; X40 Z-50; 定义锥面），但需保持轮廓单调。

总结

G71 是数控车床的核心循环指令，极大简化阶梯轴/孔类零件的编程：

1. U, R 定义粗切参数（切深、退刀）。
2. P, Q 定义精加工轮廓范围。
3. U, W 定义留给精加工的余量。
4. N10-N20段 严格按照零件最终形状编程（含倒角/锥度）。
5. 粗车后使用 G70 进行精加工。

掌握G71能显著提高编程效率，特别适合批量生产形状规则的轴套类零件。实际应用时需根据材料、刀具、机床性能合理选择切削参数 (U、R、F)。