G-код G96 и G97: управление частотой вращения шпинделя на станке

[kirilljsx]

G-коды G96 и G97 управляют частотой вращения шпинделя на токарных станках с ЧПУ. Они помогают поддерживать оптимальную скорость резания при разных диаметрах заготовки. Это решает проблему неравномерного износа инструмента и улучшает качество поверхности.

С их помощью можно переключаться между постоянной скоростью поверхности и фиксированными оборотами. Полезно для поворота, расточки, а также сверления и нарезки. Разберём, как это работает, и когда применять каждый код.

Что такое G96: постоянная скорость поверхности

G96 задаёт постоянную линейную скорость резания в метрах или футах в минуту, независимо от диаметра. Станок автоматически меняет обороты шпинделя: на больших диаметрах скорость ниже, на малых — выше. Это даёт равномерный износ режущей кромки и стабильный нагрев.

Представьте обточку вала: на внешнем диаметре 100 мм шпиндель крутится на 1900 об/мин при скорости 200 м/мин, а у центра — разгоняется до 6000 об/мин. Без G96 пришлось бы вручную подстраивать S, рискуя перегревом или плохой шероховатостью. Но есть риск: у оси шпинделя обороты взлетают, патрон может не выдержать. Поэтому G96 сочетают с G50 для лимита максимальных оборотов.

Вот типичный блок кода:
G96 S200 M03;
G50 S3000;

• S — скорость поверхности (м/мин), станок пересчитывает в RPM по формуле: RPM = (Скорость × 1000) / (π × диаметр);
• M03 — пуск шпинделя по часовой;
• G50 S3000 — потолок в 3000 об/мин, чтобы избежать вибрации патрона;
• Переход в G96 только после позиционирования инструмента.

Параметр	Описание	Пример
G96 S150	Скорость 150 м/мин	На Ø50 мм — ~955 об/мин
G50 S2500	Макс. обороты	Блокировка выше 2500 об/мин
G96 D2000 S200	С D-лимитом (опционально)	Макс. 2000 об/мин

G97: фиксированные обороты шпинделя

G97 просто устанавливает постоянные обороты в RPM, игнорируя диаметр. Это удобно для операций на центре, где диаметр не меняется или не важен. Например, при сверлении или нарезке резьбы шпиндель вертится стабильно, без ускорений.

Возьмём нарезку резьбы G76: здесь G96 запрещён, потому что скорость должна быть постоянной по всей длине. Или сверление — инструмент на оси, диаметр минимален, лишние расчёты ни к чему. Переход из G96 в G97 обязателен с указанием S, иначе станок выдаст ошибку. Без G50 следите за минимальными оборотами — патрон не любит слишком низких скоростей.

Стандартный пример:
G97 S1500 M03;

• S1500 — ровно 1500 об/мин на весь цикл;
• Идеально для сверления, зенковки, нарезки — стабильность превыше всего;
• Нюанс: после G96 всегда добавляйте S при G97, чтобы избежать паузы.

Операция	Почему G97	Альтернатива
Сверление	Постоянный RPM на центре	G96 вызовет скачки
Нарезка резьбы	Стабильность хода	Только G97!
Жёсткий поворот	Фиксированные обороты	G96 для длинных валов

Когда комбинировать G96 и G97: практика и примеры

В реальной программе чередуйте коды по операциям. Начинайте с G97 для позиционирования, переходите в G96 для обточки, возвращайтесь в G97 для финиша. Это экономит время: на малых диаметрах цикл ускоряется, качество растёт. Но проверяйте пределы станка — не все патроны тянут 4000+ об/мин.

Пример программы для вала Ø80/Ø40 мм:
N10 G97 S800 M03; (старт)
N20 G00 X85 Z5; (позиция)
N30 G96 S180 M08; (включить CSS)
N40 G01 X-2 Z-50 F0.3; (черновая)
N50 G97 S1200; (выход в RPM)
N60 G00 X100 Z100; (отвод)
Здесь на Ø80 — ~720 об/мин, на Ø40 — ~1440 об/мин. G50 S2500 защитит от перегрузки.

Ключевые правила:

• Используйте G96 для токарных проходов с изменением диаметра;
• G97 для центра и резьбы;
• Всегда G50 с G96;
• Слушайте станок: вой шпинделя меняется — норма для G96.

Сценарий	G96	G97
Обточка конуса	Да, авторегулировка	Нет, вручную
Фаска у центра	Нет, риск max RPM	Да, контроль
Расточка	Да, для стенок	Для глухих отверстий

Баланс скоростей: что учитывать при настройке

Настройка G96/G97 зависит от материала, инструмента и станка. Сталь требует 150–250 м/мин, алюминий — до 400. Слишком высокая S жжёт кромку, низкая — затупляет. Тестируйте на пробной заготовке, учитывая единицы (G20 — футы/мин, G21 — метры).

В milling редко, но на токарях с Y-осью комбинируйте с G99 (подав в об/мин). Ошибки: забытый G50 — полёт патрона; G96 без S — авария. Плюсы G96: короче циклы, ровная поверхность, меньше брака.

Практические советы:

• Расчёт: RPM = (S × 1000) / (πD);
• Лимит G50 = 70–80% max станка;
• Переход: G96 → G97 с S каждый раз;
• Для facing используйте G96 + G99.

Тонкости, которые меняют всё в программах

G96 и G97 — основа стабильной обработки, но детали решают. Они сокращают время на 20–30% за счёт авторегулировки и дают предсказуемую шероховатость Ra 1.6–3.2. Осталось освоить интеграцию с циклом G71/G72 для сложных профилей или нюансы Fanuc vs. Siemens — там лимиты отличаются. Подумайте о динамических пределах для серийного выпуска.