1、模块三 单一指令加工应用主讲 张卫卫洛阳职业技术学院,数控机床操作入门,课题二 圆弧插补指令编程及加工,知识、技能目标 顺/逆时针插补G02/G03圆弧插补示例小 结,知识、技能目标,知识目标掌握G02 G03指令的编程格式及特点。掌握简单形面的程序设计思想和方法。 技能目标通过对简单零件的加工，能熟练使用数控车床面板的各功能键。通过车削带圆柱、圆锥、倒角、倒圆及圆弧的工件，培养学生基本操作技能，养成安全、文明生产的习惯。,顺/逆时针圆弧插补,圆弧顺、逆的判断圆弧插补的顺、逆可按如图3-3所示的方向判断 （点击箭头进入 ）G02/G03指令编程格式 用I、K指定圆心位置：指令格式：G02/G0
2、3 X（U）Z（W） I K F 用圆弧半径R指定圆心位置：指令格式：G02/G03 X（U）Z（W） R F 说 明 用绝对值编程时，圆弧终点坐标为圆弧终点在工件坐标系中的坐标值，用X、Z 表示。当用增量值编程时，圆弧终点坐标为圆弧终点相对于圆弧起点的增量值，用U、W表示。 圆心坐标（I, K）为圆弧起点到圆弧中心点所作矢量分别在X、Z坐标轴方向上分矢量（矢量方向指向圆心）。本系统I、K为增量值，并带有“”号，当矢量的方向与坐标轴的方向不一致时取“”号。 R为圆弧半径，不与I、K同时使用。当用半径R指定圆心位置时，由于在同一半径R的情况下，从圆弧的起点到终点有两个圆弧的可能性，为区别两者，规
3、定圆心角 180时，用“+R”表示， 180时，用“R”表示。用半径R指定圆心位置时，不能描述整圆。,沿圆弧所在平面（如X-Z平面）的垂直坐标轴的负方向（Y）看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。数控车床是两坐标的机床，只有X轴和Z轴，那么如何判断圆弧的顺、逆呢？应按右手定则的方法将Y轴也加上去来考虑。观察者让Y轴的正方向指向自己（即沿Y轴的负方向看去），站在这样的位置上就可正确判断X-Z平面上圆弧的顺、逆了。圆弧的顺、逆方向可按如图3-3（a）所示的方向判断：沿与圆弧所在平面（如X-Z平面）相垂直的另一坐标轴的负方向（Y）看出，顺时针为G02，逆时针为G03，如图3-3（b）所示为车
4、床上圆弧的顺逆方向。,图3-3 圆弧的顺、逆方向,圆弧插补示例,【案例】 车削如图3-4所示的球头手柄。试设计一个精车程序，在 25mm的塑料棒上加工出该零件。,图3-4 圆弧插补实例,解答过程,零件图工艺分析数值计算工件参考程序 加工操作过程,零件图工艺分析,（1）技术要求分析。如图3-4所示，零件主要包括凹凸圆弧面、圆柱面。零件材料为塑料棒。 （2）确定装夹方案、定位基准、加工起点、换刀点。毛坯为塑料棒，用三爪自定心卡盘软卡爪夹紧定位。工件零点设在右端面上，加工起点设在工件端面附近，换刀点可以距离工件合适位置，在换刀时不能与工件发生碰撞时可以。 （3）制定加工工艺路线，确定刀具及切削用量。
5、加工刀具的确定如表3-2所示。 （4）确定刀具加工工艺路线。如图3-4所示，刀具从起点M（换刀点）出发，加工结束后再回到M点，走刀路线为：MABCDEFM。,表3-2,数值计算,（1）设定程序原点，以工件右端面与轴线的交点为程序原点建立工件坐标系。 （2）计算各节点位置坐标值。 计算圆弧起点、终点坐标。如图5-15所示，两圆弧相切于C点。在直角三角形RtDIH中：DH2= HI2+DI2 =242+112 DH=26.401 SinDHI=DI/DH=11/26.401DHI=24.62根据余弦定理：DG2=GH2+HI22DGHIcosDHG 112=26.4012+232226.40112
6、cosDHG 故DHG=24.51所以 ，CHJ = 90DHIDHG = 9024.6224.51 = 40.87HJ=CHcosCHJ=12cos40.87=9.075CJ=CHsinCHJ= 12sin40.87=7.852所以X(C)=2HJ=18.15 ，Z(C)=33CJ=25.148 ， 圆弧切点C坐标为（X18.15，Z25.148 ） 根据图3-4得各点绝对坐标值为：M（100, 100）、A（0, 47）、B（0, 45）、C（18.15, 25.148）；D（22, 9）、E（22, 0）、F（26, 0）。,加工操作过程,（1）输入程序。 （2）数控编程模拟软件对加工刀
7、具轨迹仿真，或数控系统图形仿真加工，进行程序校验及修整。 （3）安装刀具，对刀操作，建立工件坐标系。 （4）启动程序，自动加工。 （5）停车后，按图纸要求检测工件，对工件进行误差与质量分析。,安全操作和注意事项,（1）选刀时，刀尖角一定要控制在40以下，如果刀尖角过大，凹圆弧将过切。 （2）装刀时，刀尖同工件中心高对齐，对刀前，先将工件端面车平。 （3）为保证精加工尺寸准确性，可分半精加工、精加工。 （4）由于暂不计刀尖圆弧半径，因此实际圆弧存有过切或欠切现象。,O0304 (O0304); G40G97G99M03S500T0101F0.2 G00X30.0Z2.0 X0 G01Z0 G03
8、X18.15Z-19.85R12.0; G02X22.0Z-34.0R11.0 G01Z-44.0 U3.0 G00Z2.0 X100.0Z100.0 M05 M02 %,工件的参考程序,小 结,所有不同型号的数控车床、铣床都必须用到G00、G01、G02、G03指令，这四个指令在所有数控系统中都通用。在数控车、铣床自动编程中，任何平面、曲面加工的路径最后都是由直线、圆弧插补组成。所以说，这四个指令是数控编程的最基本组成单元。用G02、G03指令加工圆弧面时，要注意顺、逆方向及圆弧半径和圆心坐标编程的不同之处。通过实训项目的学习，了解数控车床对刀与工件坐标系之间的关系；通过半精加工、精加工掌握如何控制工件尺寸。,
