圓弧插補指令編程

模塊三單一指令加工應用

主講張衛(wèi)衛(wèi)

洛陽職業(yè)技術學院數(shù)控機床操作入門課題二圓弧插補指令編程及加工

知識、技能目標順/逆時針插補G02/G03

圓弧插補示例小結(jié)知識、技能目標知識目標掌握G02G03指令的編程格式及特點。掌握簡單形面的程序設計思想和方法。技能目標通過對簡單零件的加工，能熟練使用數(shù)控車床面板的各功能鍵。通過車削帶圓柱、圓錐、倒角、倒圓及圓弧的工件，培養(yǎng)學生基本操作技能，養(yǎng)成安全、文明生產(chǎn)的習慣。

順/逆時針圓弧插補

圓弧順、逆的判斷圓弧插補的順、逆可按如圖3-3所示的方向判斷（點擊箭頭進入）

G02/G03指令編程格式①用I、K指定圓心位置：指令格式：G02/G03X（U）Z（W）IKF②用圓弧半徑R指定圓心位置：指令格式：G02/G03X（U）Z（W）

RF

說明

①用絕對值編程時，圓弧終點坐標為圓弧終點在工件坐標系中的坐標值，用X、Z表示。當用增量值編程時，圓弧終點坐標為圓弧終點相對于圓弧起點的增量值，用U、W表示。②圓心坐標（I,K）為圓弧起點到圓弧中心點所作矢量分別在X、Z坐標軸方向上分矢量（矢量方向指向圓心）。本系統(tǒng)I、K為增量值，并帶有“±”號，當矢量的方向與坐標軸的方向不一致時取“”號。③R為圓弧半徑，不與I、K同時使用。當用半徑R指定圓心位置時，由于在同一半徑R的情況下，從圓弧的起點到終點有兩個圓弧的可能性，為區(qū)別兩者，規(guī)定圓心角≦180°時，用“+R”表示，≧180°時，用“R”表示。用半徑R指定圓心位置時，不能描述整圓。

沿圓弧所在平面（如X-Z平面）的垂直坐標軸的負方向（Y）看去，順時針方向為G02，逆時針方向為G03。數(shù)控車床是兩坐標的機床，只有X軸和Z軸，那么如何判斷圓弧的順、逆呢？應按右手定則的方法將Y軸也加上去來考慮。觀察者讓Y軸的正方向指向自己（即沿Y軸的負方向看去），站在這樣的位置上就可正確判斷X-Z平面上圓弧的順、逆了。圓弧的順、逆方向可按如圖3-3（a）所示的方向判斷：沿與圓弧所在平面（如X-Z平面）相垂直的另一坐標軸的負方向（Y）看出，順時針為G02，逆時針為G03，如圖3-3（b）所示為車床上圓弧的順逆方向。

圖3-3圓弧的順、逆方向

圓弧插補示例【案例】

車削如圖3-4所示的球頭手柄。試設計一個精車程序，在

25mm的塑料棒上加工出該零件。圖3-4圓弧插補實例解答過程

零件圖工藝分析數(shù)值計算工件參考程序加工操作過程零件圖工藝分析

（1）技術要求分析。如圖3-4所示，零件主要包括凹凸圓弧面、圓柱面。零件材料為塑料棒。（2）確定裝夾方案、定位基準、加工起點、換刀點。毛坯為塑料棒，用三爪自定心卡盤軟卡爪夾緊定位。工件零點設在右端面上，加工起點設在工件端面附近，換刀點可以距離工件合適位置，在換刀時不能與工件發(fā)生碰撞時可以。（3）制定加工工藝路線，確定刀具及切削用量。加工刀具的確定如表3-2所示。（4）確定刀具加工工藝路線。如圖3-4所示，刀具從起點M（換刀點）出發(fā)，加工結(jié)束后再回到M點，走刀路線為：M→A→B→C→D→E→F→M。

表3-2工藝路線平端面粗車外圓粗加工圓弧精車圖3-4序號刀具號刀具名稱及規(guī)格刀尖半徑數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T0101刀尖角35°精車外圓刀0.4mm1外圓、圓弧面等數(shù)值計算（1）設定程序原點，以工件右端面與軸線的交點為程序原點建立工件坐標系。（2）計算各節(jié)點位置坐標值。

①計算圓弧起點、終點坐標。如圖5-15所示，兩圓弧相切于C點。在直角三角形Rt△DIH中：DH2=HI2+DI2=242+112DH=26.401Sin∠DHI=DI/DH=11/26.401∠DHI=24.62°根據(jù)余弦定理：DG2=GH2+HI22DG×HI×cos∠DHG112=26.4012+2322×26.401×12×cos∠DHG故∠DHG=24.51°所以，∠CHJ=90°∠DHI∠DHG=90°24.62°24.51°

=40.87°HJ=CH×cos∠CHJ=12×cos40.87°=9.075CJ=CH×sin∠CHJ=12×sin40.87°=7.852所以X(C)=2HJ=18.15，Z(C)=33CJ=25.148，圓弧切點C坐標為（X18.15，Z25.148）②根據(jù)圖3-4得各點絕對坐標值為：

M（100,100）、A（0,47）、B（0,45）、C（18.15,25.148）；D（22,9）、E（22,0）、F（26,0）。

加工操作過程（1）輸入程序。（2）數(shù)控編程模擬軟件對加工刀具軌跡仿真，或數(shù)控系統(tǒng)圖形仿真加工，進行程序校驗及修整。（3）安裝刀具，對刀操作，建立工件坐標系。（4）啟動程序，自動加工。（5）停車后，按圖紙要求檢測工件，對工件進行誤差與質(zhì)量分析。安全操作和注意事項（1）選刀時，刀尖角一定要控制在40°以下，如果刀尖角過大，凹圓弧將過切。（2）裝刀時，刀尖同工件中心高對齊，對刀前，先將工件端面車平。（3）為保證精加工尺寸準確性，可分半精加工、精加工。（4）由于暫不計刀尖圓弧半徑，因此實際圓弧存有過切或欠切現(xiàn)象。O0304(O0304);G40G97G99M03S500T0101F0.2G00X30.0Z2.0X0 G01Z0 G03X18.15Z-19.85R12.0;G02X22.0Z-34.0R11.0 G01Z-44.0U3.0 G00Z2.0 X100.0Z100.0 M05 M02 %工件的參考程序小結(jié)所有不同型號的數(shù)控車床、銑床都必須用到G00、G01、G02、G03指令，這四個指令在所有數(shù)控系統(tǒng)中都通用。在數(shù)控車、