数控(圆弧面加工)
四、圆弧加工指令
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圆弧编程加工在数控编程中属于难度较 大的项目，要求编程者在编程时务必要明 确圆弧的起点、终点坐标，圆弧的方向、 刀尖圆弧半径值，补偿的方向和刀具位置 代码。任何一点的错误，都将影响到圆弧 的正确加工。
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本节课结束
23
倒角圆弧
2
一、圆弧的加工指令：
1、G02------顺时针圆弧加工指令 2、G03------逆时针圆弧加工指令 3、程序段格式：G02 X（U） Z（W） R F G03 X（U） Z（W） R F 4、含义：X、Z为圆弧的终点坐标（X/Z为绝对值 U/W为增量值）。 R为圆弧的半径，当中心角大于180°时为负值。 F为进给量。 5、举例：G02 X50 Z-4 R4 F120; G03 X60 W-5 R6 F0.1;
同心圆法 等半径法 车锥法
6
4，注意刀具的干涉问题。 在加工内凹或外凸圆弧时，刀具的副后刀面以及 副切削刃会和工件接触，因此在加工这类圆弧时， 要选用比较尖的刀具。
刀具干涉
7
• 5，刀尖圆弧半径补偿。
为提高刀尖强度，一般刀尖都做成圆弧形过渡刃，但刀 尖圆弧的存在产生虚拟刀尖，使车削时刀刃不同的点和工 件接触，出现加工误差。
3
• 二、圆弧加工的关键技术：
• 1，圆弧方向的判定：刀架位置 刀具走刀方向
方向 顺时针
逆时针
方向
若刀具反向走刀圆弧方向正好相反！！
4
• 2，圆弧的起点和终点坐标。 • 圆弧开始前刀具要位于圆弧的起点，因此在圆弧编
程中一个很重要的方面就是要明确圆弧的起点和终点 坐标。对于简单圆弧可直接计算得到，对于复杂圆弧 现在一般通过CAD辅助得到。
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程序实例：
O0100; M3S1000T0101;----启动主轴，调用1号刀 G0X0Z10; G42G1Z0F100;----刀补建立 G3X40Z-20R20; G1W-30;
数控车床圆弧加工程序与刀补的处理
不 能在连续 出现两次 以上 ，否则会过切或少切 ；
用上述程序加工时 ，所得到的刀位点方 向是 ３，如图 ２中的 ３ （５）在补偿启 动段或补偿状态下不得指定 移动距离为 ０的 Ｇ００、
号刀尖 ，在对刀时要注意对刀参数输人 的区别 。如果对刀 面为工件 Ｇ０１等指令 ； 右端 面 ，尖 刀的左侧碰到工件 右端 面后 ，在刀具补偿 的对应刀具号 （６）在 Ｇ４０刀尖 圆弧半径补偿取 消段 ，必须 同时有 ｘ、ｚ两个轴 上输入 ｚ刀尖上输 ０，在对 ｘ 方 向时，圆弧刀碰工件 的圆柱 面后 方 向的位移 ，且不能用圆弧指令 Ｇ０２、Ｇ０３。
· ５６ ·
科 技 论 坛
２利用 广 州 数 控 ９８０ＴＡ 圆弧 编 程 加 工
黑色圆弧为理想蛳
数控车床编制数控车床加工程序时 ，车刀刀尖 被看 作是一个点
（假想刀尖点 ），但 实际上为了提高 刀具 的使用 寿命 和降低工件表面
粗糙 度 ，车刀刀尖被磨 成半径不大 的圆弧 ，但这 必将产生加 工工件
Ｆ】００
Ｇ４１、Ｇ４２、Ｇ４０进行编程加工 时还应注意 以下几点 ：
Ｎ６０ ￥１４００ Ｍ０３
Ｎ１６０ Ｘ２９ Ｗ 一１０．３９ ＦＳ０
（１）Ｇ４０．Ｇ４１．Ｇ４２都是模态代码 ，可相互 注销 ；
Ｎ７０ Ｎ１ ＧＯ Ｇ４２ Ｘ０
Ｎ１７０ Ｚ一６２
’
（２）程序结束时 ，必须清除刀补 Ｇ４２、Ｇ４１；
的问题 ，这属于少切现象。如图 ５所示 ，在数控车床上加工图示 的凸 圆弧时 ，会在 圆弧 的右侧产生少切现象 ，而左侧却产生过切 现象 。编 写加工程 序时 ，为了简化编程 ，总是设 想车刀 的刀尖沿 着图纸上 零 件的轮廓 运动来进行编 程 ，即利用 假想刀尖进行 编程 ，对刀时用 的 也是假想刀尖 ，数控车床依照所编写的程序进行加 工。但是 ，不论 是
圆弧面蜗杆数控车削加工的宏程序
圆弧面蜗杆数控车削加工的宏程序
提供思路与程序,螺纹参数程序后面会有说明
就不详解了：
程序如下：
O0001T0101
G90G0X60Z5S100M03
#3=－22．5；弧面圆心Z
#4=170；弧面圆心X
#6=0；切深初值
#7=68．5－63；圆弧刀总切深
WHILE#6LE#7DO1；切深分层循环
#5=63+#6；圆弧半径
#1=－［90－25．46］*PI/180；起始角
#2=－［90+25．46］*PI/180；终止角
#10=10*#5/67．5；当前弧面的螺距
G1X［#4+2*#5*SIN［#1］］Z［#3+#5*COS［#1］］F30；到起始位置
WHILE#1GE#2DO2；圆弧小角度分割
G32X［#4+2*#5*SIN［#1］］Z［#3+#5*COS［#1］］F［#10］；小线段车螺纹#1=#1－0．1；角度递变
ENDW2
G0X60F50G0Z5
#6=#6+0．08；切深递变
ENDW1
G0X100．Z100．
M05
M30
加工时，圆弧车刀以圆弧中心为刀位点对刀，其最终切深按两侧齿廓线以刀尖圆弧半径倒圆后的圆心位置来确定，圆弧段螺纹车制的起始和终止角度可按超出有效毛坯外的第一个齿槽位置求算。
采用圆弧车刀预切结束的同时也完成了齿底的加工，仅剩两侧齿廓留余量。
由于刀具采用直进直出的运动，弧面蜗杆有效齿廓线的两侧不允许有倒卷，否则会产生刀具干涉，即弧面蜗杆的弧面半径和有效区段的弧心角应受到一定的限制。
数控车(铣)床编程与操作课题3 内圆弧面零件加工
[操作注意事项]
1）内孔车刀安装应避免车刀后刀面干涉，加 工前应先调试内孔车刀是否干涉。
2）零件材料为45钢，加工时应充分浇注切削 液。
3）车端面、钻中心孔、钻孔均采用手动方式 加工，不需编写程序；若采用全功能数控车床， 则可采用编程加工并需切换成G17平面。
4）为加工方便，也可在钻孔后，按排切断工 序，然后加工内轮廓。
参考点是机床上的一 个固定点，用该指 令可以使刀具非常 方便地移动到该位 置。
（2）指令格式 见表415。
法那克系统
西门子系统
G28 X_ Z ； X、Z指定 G74 X0 Z0；占独立
中间点的坐标
程序段
例：N1 G28 X40 Z10； 例：N20 G74 X0 Z0
中间点（X40，Z10） ；回机床参考点
见表4-16。
G75 X0 Z0；占独立 程序段，固定点的位 置固定的存贮在机床 数据中 例：N40 G75 X0 Z0 ；回固定点
（3）指令使用说明
1）法那克系统与西门子系统指令、含义各不 相同。
2）返回固定点指令为程序段有效指令。 3）返回固定点指令之后的程序段中原先的
G0、G1、G2、G3…将再次生效。 4）西门子系统回固定点程序写成：G75 X30
二、对刀
四把刀依次采用试切法对刀，通过对刀把操作得到的零 偏值分别输入到各自长度补偿中,加工时调用。
三、空运行及仿真
对输入的程序进行空运行或轨迹仿真，以检测程序是否 正确。
四、零件自动加工方法及尺寸控制
打开程序，选择AUTO（自动加工）模式，按数控启动 按钮进行自动加工。加工过程中进行外圆、内孔尺寸 控制，方法同前面课题。
刀具回参考点
N280 N290 N300 N310 N320 N330 N340 N350 N360 N370 N380 N390 N400 N410 N420 N430 N440 N450
数控编程圆弧计算方法
数控编程圆弧计算方法
数控编程是机械加工中非常重要的一部分，它可以通过编程来控制机床进行加工。
其中圆弧计算是数控编程中的一个重要内容，因为很多零件都包含有圆弧形状，准确计算圆弧可以保证零件的精度和质量。
数控编程圆弧计算方法主要包括以下几个方面：
1. 圆弧的半径计算：在圆弧加工中，半径是一个非常重要的参数，需要根据零件图纸中给出的半径进行计算。
计算方法是：半径=圆弧的直径÷2。
2. 圆弧的圆心计算：圆弧的圆心是计算圆弧路径的重要参数，需要根据零件图纸中给出的圆心坐标进行计算。
计算方法是：圆心坐标=起点坐标+向量1+向量2，其中向量1和向量2可以根据起点、终点和半径计算得出。
3. 圆弧的切线方向计算：圆弧的切线方向是计算进给速度和刀具路径的重要参数，需要根据圆心坐标和半径计算得出。
计算方法是：切线方向=圆心坐标-起点坐标或终点坐标-圆心坐标，这两个向量都是在圆弧平面内的向量。
4. 圆弧的角度计算：圆弧的角度是计算圆弧路径长度和编程精度的重要参数，需要根据圆弧的半径和圆心角度计算。
计算方法是：角度=圆心角度×π÷180，其中π是圆周率，180是角度制和弧度制之间的转换因子。
数控编程圆弧计算方法是数控编程中的基础知识之一，掌握了这些计算方法可以提高圆弧加工的精度和效率。
同时，在数控编程中，还有很多其他的计算方法和技巧需要掌握，只有不断学习和实践才能成为一名优秀的数控编程工程师。
浅谈圆弧面的数控车削
在 数 控 加 工 中 ， 刀具 （ 严 格 说 是 刀 位 点 ）相 对 于 工 件 的 运
动 轨 迹和 方 向称 为 加工 路 线 ，包括 切 削 加工 的路 径 及 刀具 引入 、 返 回等非切削空行程。加工路线的确定首先必须保证工件的尺寸 精 度 和 表面 质 量 ，其次 考 虑数 值 计算 简 单 、编程 方 便 、走 刀路 线 尽量 短 、效 率较 高 等 。但 是 ，在 实际 加 工大 圆弧 时 ，由于 加工 工
圆弧车削指令Ｇ ０ ２ 、Ｇ ０ ３ 是运动指令 。刀具在给 定平面 内以 Ｆ 的速度进给 ，从当前点 向终点进行圆弧插补。该指令且为模态
Ｇ指 令 。
１ ． １ 指 令 格 式
多车削余量切除 ，最后才车得所需圆弧。即在进行圆弧加工时，
需 要 进行 粗 、精 车 的加 工工 序 ，而 圆弧 的粗 加工 ，则是 圆弧 加工
在 判 别 车削 圆弧 的顺 逆方 向时 ，一 定要 注 意 刀架 的位 置 及Ｙ 轴 的
方 向。
１ ． ３ 圆弧 半径 的确 定
圆 弧￣ ４ ｋ ． Ｒ 有 正 值 与负 值 之 分 。当 圆弧 所对 的 圆心 角小 于或 等于 １ ８ ０ 。 时 ，Ｒ 取 正值 。当 圆弧 所对 的 圆 心 角大 干 １ ８ ０ ｏ 并 小于 ３ ６ ０ 。时 ，Ｒ 取 负值 。通 常 情 况 下 ，数控 车床 上 所 ， ￣ Ｕ ３ ２ 的 圆弧 的 圆心 角 小于 １ ８ ０ 。。
注 意 ：用 Ｒ 编 程 只 适 用于 非整 圆的 圆弧 插补 的情况 ，不适 于
整圆 加工 。
１ ． ４ 圆弧 中心 坐标 Ｉ 、Ｋ的确 定
G02-G03指令圆车削圆弧面
• G02-G03指令介绍 • 圆弧面车削技术 • G02-G03指令编程实例 • 常见问题与解决方案 • 总结与展望
01
G02-G03指令介绍
G02指令定义
定义
G02用于顺时针圆弧插补，以给定的I、J、K值为圆心，以R值为半 径进行圆弧插补加工。
格式
G02 X(U) Z(W) I J K F
N11 G49 D1 (关闭刀具补偿)
G02-G03指令综合编程实例
01
02
03
N12 G97 S80 M3 (设 置主轴转速和反转)
N13 G49 D2 X-4 Z-4 F8 (切槽加工)
N14 G49 D1 (关闭刀具 补偿)
G02-G03指令综合编程实例
N15 G97 S80 M3 (设置主轴转速和 反转)
G02指令编程实例
N30 G00 X10 Z10 (快速定位 到圆弧起点)
N40 G02 X20 Z5 I5 J0 F100 (顺时针圆弧插补，加工圆弧面)
N50 G00 X10 Z10 (返回起点)
G02指令编程实例
N60 M30 (程序结束)
```
G03指令编程实例
总结词
G03指令用于逆时针圆弧插补，编程 实例展示了如何使用G03指令进行圆 弧车削加工。
圆弧面车削质量不稳定
总结词
在圆弧面车削过程中，可能会出现质量不稳 定的情况。
详细描述
这可能是由于刀具磨损、切削参数设置不合 理、工件材料特性等因素导致的。为了提高 圆弧面车削的质量稳定性，需要定期检查刀 具的磨损情况，合理调整切削参数，并根据 工件材料特性选择合适的刀具和切削参数。
提高圆弧面车削效率的方法
数控圆弧编程举例讲解
数控圆弧编程举例讲解——I0和J0编程、圆弧用R编程封闭圆编程图使机床在XOY、XOZ、YOZ平面内执行圆弧插补运动，加工出圆弧轮廓。
G02为顺时针圆弧插补指令，G03为逆时针圆弧插补指令。
圆弧的顺、逆可按图1给出的方向进行判断：沿圆弧所在平面（XOY）的另外一坐标轴的负方向（即-Z）看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。
圆弧插补程序应包括：坐标平面选择、圆弧的顺逆、圆弧的终点坐标及圆心坐标或半径。
其程序格式为： G17 G02（G03） X┈Y┈I┈J┈（R┈）F┈G18 G02（G03） X┈Z┈I┈K┈（R┈）F┈G19 G02（G03） Y┈Z┈J┈K┈（R┈）F┈当机床只有一个坐标平面时，平面选择指令可省略（如车床）；当机床具有三个坐标时（如立式加工中心），G17可以省略。
圆弧插补终点坐标可以用绝对坐标,也可以用增量坐标，取决于程序中已指定的G90或G91。
图1圆弧顺逆的区分圆心坐标I、J、K一般用圆心相对于圆弧起点（矢量方向指向圆心）在X、Y、Z坐标的分矢量，且总是为增量值（圆弧起点作为圆心坐标的原点），与程序中已指定的G90无关。
圆心参数也可用半径R。
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，为区别二者，当圆心角θ≤180°的圆弧用R，当θ>180°的圆弧用-R。
用R参数时，不能描述整圆。
应注意的是，圆弧是由数控装置的圆弧插补器完成的，若给出的圆弧参数有误差时，圆弧的终点处必残留一个小的直线段而形成圆弧误差ε，一般限制在ε≤10μ。
现代的数控机床都可跨象限编制圆弧程序。
但有些旧式数控机床是按象限划分程序段的。
图2为封闭圆，用圆心坐标I、J编程。
设刀具起点在坐标原点O，刀具回转中心快速移到A ，按箭头方向以F=100mm/min速度切削整圆至A，再返回原点。
（1）假定不能跨象限编程，只能按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限分别编程。
用绝对坐标：N001 G92 XO YO LFN002 G90 G00 X20 YO S200 M03 T01 LFN003 G03 X0 Y20 I-20 J0 F100 LFN004 X-20 Y0 I0 J-20 LFN005 X0 Y-20 I20 J0 LFN006 X20 Y0 I0 J20 LFN007 GOO X0 Y0 M02 LF注：I0和J0可以省略用增量坐标：N001 G91 G00 X20 Y0 S200 M03 T01 LFN002 G03 X-20 Y20 I-20 J0 F100 LFN003 X-20 Y-20 I0 J-20 LFN004 X20 Y-20 I20 J0 LFN005 X20 Y20 I0 J20 LFN006 GOO X-20 Y0 M02 LF增量坐标还可以表达为：N001 G00 U20 V0 S200 M03 T01 LFN002 G03 U-20 V20 I-20 J0 F100 LFN003 U-20 V-20 I0 J-20 LFN004 U20 V-20 I20 J0 LFN005 U20 V20 I0 J20 LFN006 G00 U-20 V0 M02 LF图2 封闭圆编程<="">图图3 圆弧用R编程（2）可以跨象限编程用绝对坐标：N001 G92 X0 Y0 LFN002 G90 G00 X20 Y0 S200 M03 T01 LFN003 G03 X20 Y0 I-20 J0 F100 LFN004 G00 X0 Y0 M02 LF用增量坐标：N001 G91 G00 X20 Y0 S200 M03 T01 LFN002 G03 X0 Y0 I-20 J0 F100N003 G00 X-20 Y0 M02 LF图3为圆弧插补圆参数用R编程。
数控车圆弧编程技巧
数控车床与普通车床相比具有适应性强，加工精度高，生产效率高，能完成复杂型面的加工等特点。
随着新产品的开发，其形状越来越复杂，精度要求也越来越高，无疑要充分发挥数控车床的优点。
圆弧加工就体现了数控车床的优点。
但是，在实际加工大圆弧时，由于加工工艺的选择不当或缺少辅助计算工具常常出现编程困难，重者出现异常加工误差。
对此引起了我的注意，通过长期的试切实验，证明应用下面方法在圆弧编程中思路简单，加工出的零件精度高。
下面我以几种常见零件为例与大家一起讨论。
一、圆弧分层切削法1.圆弧始点、终点均不变，只改变半径R如图a所示，在零件加工一个凸圆弧，根据过两点作圆弧，半径越小曲率越大的原则，因此在切削凸圆弧时，可以固定始点和终点把半径R由小逐渐变大至规定尺寸。
但要注意，圆弧半径最小不得小于成品圆弧弦长的一半。
N10 G01 X40 Z-5 F0.3;N20 G03 X40 Z-25 R10.2 F0.2;N30 G00 X53;N40 Z-5;N50 G01 X40 F0.3;N60 G03 X40 Z-25 R12 F0.2;N70 G00 X53;N80 Z-5;N90 G01 X40 F0.3;N100 G03 X40 Z-25 R16 F0.1 :2.圆弧始点、终点坐标变化，半径R不变如图b所示，在零件上加工一个凹圆弧，为了合理分配吃刀量，保证加工质量，采用等半径圆弧递进切削，编程思路简单。
N10 G01 X54 Z-30 F0 .3;N20 G02 X60 Z-33 R10 F0 .2;N30 G00 X54 Z-30;N40 G01 X48 F0.3 ;N50 G02 X60 Z-36 R10 F0.2;N60 G00 X48 Z-30;N70 G01 X42 F0.3 ;N80 G02 X60 Z-39 R10 F0.2;N90 G00 X42 Z-30;N100 G01 X40 F0.3;N110 G02 X60 Z-40 R10 F0.1;3.圆弧始点、终点坐标，半径R均变化如图c所示，在零件一端加工一个半球，在该种情况下，走刀轨迹的半径R等于上次走刀半径R与Z(或X)方向的变化量∆Z(∆X)之差。
数控车(铣)床编程与操作课题2 凸圆弧面零件加工
4 垫刀片
5 划线盘
1 游标卡尺
0～150mm
2 千分尺
0～25mm 25～50mm
3 圆弧样板
R1～R6.5 R7～R14.5
4 粗糙度样板
1 外圆粗车刀
90°
2 外圆精车刀
90°
3 切槽刀
4
图号 精度
0.01
SKC4-2
单位 副 副 副 块 个 把
数量 1 1 1
若干 1 1
个
1
套
2
套
图4-16凸圆弧表面车削方法
例：如图4-16b，假设d1 =20 d2=30 R=50 单边加工余 量2mm，求A、B点坐标。
解：OM=√OG2-GM2 =√502-102= 49 AM=√OA2-OM2=√522-492=17.44 则A点坐标为（49，34.88）。 ON=√OH2-HN2 =√502-152=47.7 BN=√OB2-ON2=√522-47.72=20.7 则B点坐标为（-47.7,41.4）
课题2 凸圆弧面零件加工
1.知识目标 ①掌握圆弧插补终点坐标+圆心坐标指令格式
及应用。 ②掌握倒圆、倒角指令及应用。 ③了解凸圆弧表面车刀特点及选用。 ④掌握凸圆弧零件加工工艺制定方法。 2.技能目标 ①掌握凸圆弧类零件尺寸检验方法。 ②掌握凸圆弧类零件加工及尺寸控制方法。
[知识学习]
本课题因存在台阶，不 宜采用尖刀或成形车刀 车削，粗、精加工外圆、 圆弧均用棱形偏刀，棱 形偏刀副偏角应足够大。 具体规格见表4-10。
图4-15凸圆弧面加工主、副刀刃干涉情况
表4-10凸圆弧面零件加工工、量、刃具清单
种类 工具
量具 刀具
工、量、刃具清单
数控加工与编程项目三圆弧加工教案
学习情境三带圆弧阶梯轴的加工学习情境三：带圆弧阶梯轴的加工（详案）件(检查) 2．零件加工质量评估；3．总结。
任务扩展1. 圆弧插补I、K编程方式；；2．车床上孔的加工；3．学习应用教师讲授课后自学1.5课时评价完成情况（60%）方法能力（20%）创新意识（20%）一、学习情景描述给学生发放零件图，给出该零件的信息和加工要求。
图示零件为简单阶梯轴，结构要素有外圆柱面、倒角和圆弧面。
毛坯为φ38mm的棒料，材料为45钢，要求完成零件的数控加工，车削尺寸至图中要求。
图3.1 零件图图3.2 三维图二、制订加工工艺（一）引入新知识1．数控车削刀具的分类（1）．按车刀结构分类①整体车刀：用整体高速钢制造。
②焊接车刀：焊接硬质合金或高速钢刀片。
③机夹车刀：硬质合金刀片用机械夹固的方法固定在刀杆上。
④可转位车刀：使用可转位刀片的机夹车刀。
图3.3 车刀按结构分类（2）．按加工内容分类按车削加工内容分为端面车刀、外圆车刀、内孔车刀、切槽刀、螺纹车刀等。
图3.4 车刀按加工内容分类（3）按车刀的形状分类①尖形车刀：以直线形切削刃为特征的车刀，刀尖由直线形成的主副切削刃构成。
②圆弧形车刀：以圆弧形切削刃为特征的车刀，车刀圆弧刃每一点都是车刀的刀尖。
③成形车刀：其刀形根据工件轮廓设计。
2．车刀材料车刀材料是指刀头部分的材料，在数控车床上常采用高速钢、硬质合金或涂层刀具。
（1）．高速钢高速钢是一种含有钨、钼、铬、钒等合金元素较多的材料。
高速钢刀具制造简单，刃磨方便，韧性较好，能承受较大的冲击力。
但其耐热性较差，因此不能用于高速切削。
（2）．硬质合金硬质合金中高熔点、高硬度碳化物含量高，因此其常温硬度很高，热熔性、热硬性高，切削速度比高速钢提高4~7倍。
其缺点是脆性大，抗弯强度和抗冲击韧性不强。
（3）．涂层刀具涂层刀具是在韧性较好的硬质合金或高速钢刀具基体上，涂覆一层耐磨性较高的难熔金属化合物。
常用的涂层材料有TiC、TiN、Al2O3 等。
数控车床项目教学--简单圆弧轴的加工
数控车床项目教学——简单圆弧轴的加工侯海华【教学内容】《数控车床编程与加工技术》(高等教育出版社）项目四“成形面的加工"之任务一“简单圆弧的加工"。
【设计理念】根据“以能力为本位，以就业为导向”的职业教育方针，构建以岗位能力为本位的专业课程新体系,注重把理论知识和技能训练相结合，教学项目内容与任务拓展相结合，突出了实践操作、工艺分析和编程能力，并适当拓展相关知识，提高学生对所学知识的应用能力和综合能力。
通过让学生动手去做的有效教学途径，让学生在实践的过程中有所启发，有所感悟。
教师精选恰当的任务载体和正确的引导，使学生乐于接受任务,并在任务的完成的过程中获取相关知识和技能。
采用分组的方法，能够增强学生团队合作精神，同时吸取别人的长处，弥补自己的不足。
【教学对象】中等职业学校高二年级数控专业学生【教学课时】4课时其中：2课时（讲授+练习）数控实训车间多媒体教室2课时(机床操作+评比总结)数控实训车间【教材分析】《数控车床编程与加工技术》教材采用“任务驱动、项目教学”的方式编写，实际操作性强,任务直接选自企业生产实践案例，具有一定的综合性、难度和代表性。
【学情分析】本次课的教学对象是职高二年级学生，他们已有一学期的普通车床学习积累。
在本次课前，学生已学习了“项目一数控车床的认识"、“项目二数控车削的准备”、“项目三轴孔的加工”，有了一定的数控车床编程和加工基础。
【教学目标】根据教学大纲和教学内容，结合学生实际，制定如下教学目标。
1、最终目标：会加工简单圆弧成形面零件2、促成目标：（1）、知识目标能读懂简单圆弧成形面零件图知道简单圆弧成形面零件加工的相关工艺知识会用G02/G03指令编圆弧面的加工程序能熟练应用G71/G70循环指令完成外轮廓的编程(2)、技能目标会正确安装工件能正确选用刀具并安装会在数控系统上输入和校验程序能进行试切对刀，完成零件调试加工能完成简单圆弧成形面零件的测量（3)、情感目标☺通过对简单圆弧成形面零件的车削加工，使学生在最短时间内掌握成形面的加工方法,从而树立学习数控车工的自信心，使他们热爱自己的专业☺ 通过小组合作，同学间的互相帮助，培养学生团队合作精神 ☺ 养成规范的操作习惯和精益求精的工作作风【重点难点】★ 重点：能正确运用G02/G03指令编制圆弧轴的加工程序★ 难点：正确判断圆弧的顺逆方向，选择圆弧插补G02或G03指令编程【教学方法】任务驱动+小组合作+项目教学 【教学准备】学生人数：中职高二年级数控专业40名以内（2人一组，互相合作完成) 教学环境：数控实训车间+数控实训车间多媒体教室（现场教学） 零件实物：1件（讲授时展示给学生，引入项目用）零件毛坯：40件(每一组学生操作一台数控车床,提供毛坯2件) 数控车床:CY —K6132 （FANUC 系统） 20台【教学流程】实物展示任务引入 任务要求多媒体教室任务分析多媒体教室机床操作数控实训车间任务评价数控实训车间教学反思 数控实训车间项目四 任务一简单圆弧轴加工多媒体教室任务实施多媒体教室知识拓展 巩固、作业知识链接相关编程知识任务要求1、出示图纸技术要求、锐角倒钝，去毛刺。
数控车削中圆弧加工常出现的问题及分析
５ 车 刀 的选择 车 削 圆弧 ，尤 其是跨 象 限圆弧 车 削时 ，车 刀后 刀面经 常会 与 “ 圆弧肚 ”发生干 涉 ，俗称 “ 刀 ” 抗 ， 需要选 择后 角相对 较 大的 车刀进 行加 工 。 当刀 尖半 径 比工件 圆弧 半径大 时 ，刀 补建立 不
成 功也 就不起 补偿 作用 ，极易产 生过 切 。车 刀 刀尖 半 径 的大小应 根据 图纸 要求 选择 。
加工 ，一 定是加 工不 出与 图纸相 符 的形状 来 的 ；另 外 ，Ｒ 也 是具 有模 态功 能的尺 寸字 代码 ，Ｎ８ ０行加
工第一 段 圆弧半径 Ｒ１ ｎ ｌ ５ Ｉｌ，Ｎ９ Ｔ ０行 加工 第二 段 圆 弧半径 Ｒ ＩＩ ５＇Ｔ ＩＩ，如果 Ｒ Ｔ ５省 略不 写 ，表 明第 二段 圆
是 典 型的指 令书 写不完 整 。不指 定 圆弧半 径 的圆弧
插 补指 令是 不能够 正 常加工 圆弧 的 。指令程 序 书写 错 误或 不完整 还有 下 面几种情 况 ：
Ｎ７５ Ｇ ０１ Ｘ０ Ｚ０ Ｆ０． ２：
是学 生在 运 用 刀具 半 径 补偿 功能 时 常 出现 的 问题 。 （ ）要 使刀 具半径 补偿 功 能起作 用 ，不光 要输 ２ 入 相应 刀具 补偿 号 内刀具 圆弧 半径值 ，还 要输入 假 想 刀 尖 车 削加 工 时 的刀 位 码 （ ～ ） ０ ９ ，这 是 因 为 内 、
。
．－ －－ ｜
ｌ
Ｌ － －
ｇ ｚ
这 两行程序 都是错 误 的。首先 ，圆弧插 补 的起
点应该 是 （ ，）点，Ｎ７ 圆弧前 的定位 （ ，）点 ００ ０行 ０ ２
＋＿ ｘ１ Ｉ
＋
并不能 当做是 圆弧的起 点 ，显然 是基 点坐标位 置选 取 不 当；其次 ，Ｎ８ 圆弧插补 指令 Ｇ ３的选择是 ０行 ０
数控机床操作与编程：十五 圆弧槽(面)编程与加工
任务15.1 圆弧槽板零件工装选择、刀具选择 和加工工艺卡的制作
15.1.3零件加工工装、刀具和加工工艺卡
1.工装 采用机用虎钳装夹的方法，如图10-11所示，底部用垫块垫起，利用工件的底面和一个侧面在机
用虎钳上定位并夹紧。零件的底面要垫一定厚度的垫块，保证加工时工件上表面露出钳口8～10 mm， 以免对刀有误或操作失误时损坏刀具，并用百分表检查工件的上表面是否上翘，保证工件的轴线水 平。
任务15.1 圆弧槽板零件工装选择、刀具选择 和加工工艺卡的制作
15.1.2零件编程指令
圆弧插补指令G02、G03编程格式：程序段有两种书写方式，一种是圆心法即用I、J、K编程，另 一种是半径法即用R编程。详见10.1.2节中的零件编程指令。
1.调用子程序指令M98，子程序返回主程序指令M99。详见10.1.2节中的零件编程指令。 2.坐标系旋转指令（G68、G69）。详见10.1.2节中的零件编程指令。 3.坐标系旋转指令（G68、G69）。详见10.1.2节中的零件编程指令。
任务15.1 圆弧槽板零件工装选择、刀具选择 和加工工艺卡的制作
15.1.3零件加工工装、刀具和加工工艺卡
2.刀具 采用ϕ125 mm面铣刀粗、精铣上表面，粗铣后留精铣余量0.5 mm，采用ϕ12键槽铣刀粗铣3个圆
弧槽，采用ϕ10立铣刀半精铣、精铣3个圆弧槽。圆弧槽板零件加工所选用刀具见表15-2。
圆弧槽加工工艺过程：ϕ12键槽铣刀粗铣3个圆弧槽→ϕ10键槽铣刀半精铣圆弧槽→ϕ10立铣刀精 铣圆弧槽。粗铣圆弧槽时，留单边余量1.0 mm，半精铣凹槽时，留单边余量0.20 mm，最后精铣凹槽 到要求尺寸。对于圆弧槽来说，可以只编写出1#圆弧槽的粗加工程序、半精加工和精加工程序，并 将其作为子程序由主程序调用，即可加工出3个呈120°间隔圆周分布的圆弧槽。粗、精加工时使用 不同的刀具半径补偿D值即可将圆弧槽加工至要求尺寸。
数控车(铣)床编程与操作课题1 凹圆弧面零件加工
图4-7凹圆弧表面车削方式
表4-3各种粗车凹圆弧形式加工特点
形式
指令格式 G18 G02（G03）X Z R F G18 G02（G03）X Z CR= F
其中X、Z为圆弧终点坐标；R（CR）为圆弧半径；F为圆弧插补进给速度
（4）指令使用说明
1）G02、G03均为模态有效指令，一经使用，持续有效， 直到同组G代码（G00、G01）取代为止。
2）R（CR）为程序段有效代码，圆弧插补格式中不能省 略。
凹圆弧表面余量不均匀，背吃量及进给速度可选择较小一些。具体见表 4-4。
表4-4凹圆弧零件加工工艺
工步号
工步内容
刀具号
1
车右端面
T01
2
粗加工外轮廓，留0.4mm 精车余量
T01
背吃量 ap/(mm)
1～2
切削用量
进给速度 主轴转速 f/(mm/r) n/(r/min)
0.2
600
1～2
0.2
600
[知识学习]
一、编程指令
1.圆弧插补指令 （1）指令功能 使刀具按给定进给速度沿圆弧方向进行切削加工。 （2）指令代码 顺时针圆弧插补指令代码：G02（或G2） 逆时针圆弧插补指令代码：G03（或G3） 顺时针、逆时针判别方法：从不在圆弧平面的坐标 轴正方向往负方向看，顺时针用G02，逆时针用G03。
课题1 凹圆弧面零件加工
1.知识目标 ① 了解加工凹圆弧面车刀种类及选用。 ② 掌握圆弧插补方向的判断。 ③ 掌握G02、G03圆弧插补指令及终点坐标+
数控车床圆弧编程实例
数控车床圆弧编程实例1. 引言数控车床是一种自动化机床，它能根据预先编写的程序来控制工件进行加工。
在进行数控车床编程时，圆弧是常见的加工形式之一。
本文将介绍一个数控车床圆弧编程的实例，包括编写程序、设置参数以及如何通过数控系统来实现圆弧加工。
2. 实例描述假设我们需要在数控车床上对一个圆柱形工件进行圆弧加工。
工件直径为100mm，长度为200mm。
我们的任务是在工件的一侧面上加工出一个半径为50mm的圆弧。
3. 编写程序在进行数控编程之前，我们首先需要了解加工路径以及所需的刀具。
在本实例中，为了加工圆弧，我们需要使用一把相应半径的切削刀具。
下面是编写圆弧加工程序的示例：N10 G90 G54 G92 S1500 M03N20 G00 X50 Z0N30 G01 Z-200 F0.1N40 G02 X0 Z-100 I-50N50 G00 Z0N60 G01 Z-200N70 G03 X-50 Z0 I50N80 G00 Z0N90 M05 M30解释： - N10：程序开始标号，G90表示以绝对坐标系进行加工，G54表示选择工件坐标系，G92设置坐标系零点，S1500设置主轴转速为1500rpm，M03启动主轴正转。
- N20：以快速定位G00的方式将刀具移动到起点位置X50（横坐标）Z0（纵坐标）。
- N30：以进给切削方式G01，以F0.1的速度进行切削，切削深度为200mm。
- N40：以顺时针方向G02进行圆弧切削，圆弧终点坐标为X0（横坐标）Z-100（纵坐标），圆心坐标为I-50（相对于起始点的横坐标）。
- N50：以快速定位G00的方式将刀具移动到Z0的位置。
- N60：以进给切削方式G01，以F0.1的速度进行切削，切削深度为200mm。
- N70：以逆时针方向G03进行圆弧切削，圆弧终点坐标为X-50（横坐标）Z0（纵坐标），圆心坐标为I50（相对于起始点的横坐标）。
G01G02G03指令加工圆弧类零件的方法探索
ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ972012 09案例C ASESG01/G02/G03指令加工圆弧类零件的方法探索欧 敏一、运用数控车床加工圆弧类零件具有曲线轮廓的旋转体表面一般是由一段或多段圆弧组成的，按圆弧的形状有凸圆弧和凹圆弧之分。
在普通车床上加工圆弧面，一般通过使用成形刀或靠操作工双手同时操作来完成，这对刀具的制作以及操作工技术、经验的要求较高。
较之普通车床，数控技术具有高质量、高精度、高成品率、高效率的性能，在圆弧加工中更能体现数控车床的优点。
二、加工方法用G01/G02/G03指令加工圆弧类零件，不可能一刀成形，否则背吃刀量大且极不均匀，容易损坏刀具，甚至无法完成加工。
在实际车圆弧时，需要多次走刀，先将大部分余量切除，最后进行精加工，以获得所需的圆弧表面。
1.车锥法车锥法，即用车圆锥的方法切除圆弧毛坯余量，再精车圆弧，如图1所示。
车锥时必须注意一个问题，就是加工路线不能超过A、B两点，否则会因为过切而伤及圆弧表面。
此法一般适用于圆心角小于90°的圆弧加工。
R 22D O A G IBF Z图1 车锥法计算A、B两点坐标值的方法如下：CD＝R CF＝ R －R ＝0.414R AC＝BC＝CF＝0.586RA点的坐标（R －0.586R ,0）B点的坐标（R ，-0.586R ）表1……N110 G01 X44 Z-8;N10 G01 X40 Z0 F0.3;N120 G00 Z2;N20 G01 X44 Z-2;N130 G01 X24 Z0;N30 G00 Z2；N140 G01 X44 Z-10;N40 G01 X36 Z0 ;N150 G00 Z2;N50 G01 X44 Z-4;N160 G01 X20 Z0;N60 G00 Z2;N170 G01 X44 Z-12;N70 G01 X32 Z0 F0.3;N180 G00 Z2;N80 G01 X44 Z-6N190 G01 X0 Z0；N90 G00 Z2;N200 G03 X44 Z-22 R22 F0.1;N100 G01 X28 Z0;……2.车圆法车圆法，即用不同半径的同心圆弧来切除毛坯余量，再精车圆弧，如图2所示。
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沿与加工圆弧所在的平面相垂直的第三轴的负方向看,从 起点到终点是顺时针则为顺圆（G02），反之为逆圆(G03)。
项目五 圆弧面加工
五、任务拓展
实际操作中，能否这样加工？（不行，背 吃刀量过大，必须学习后续课程）
项目五 圆弧面加工
一、任务描述
如图，编制该零件的精加工程序并在仿真软 件上加工出零件。
X 40 30 100
40
20
100
Z O
0 1 R
项目五 圆弧面加工
二、任务准备
（一）、加工准备及对刀。 （二）、G00、G01指令及应用。 （三）、G02/G03——顺时针/逆时针圆弧插补
1、指令格式 格式1：G02/G03 X(U)__Z(W)__R__F__ 格式2：G02/G03 X(U)__Z(W)__I__K__F__ 2、指令说明：
X 40 30 100
40
20
顺时针圆弧插补
100
Z O
0 1 R
项目五 圆弧面加工
X 46 40
R6
40
28
逆时针圆弧插补
Z
O
项目五 圆弧面加工
三、任务目标
1、掌握G02/G03指令并能熟悉应用。 2、掌握圆弧的车削（仿真）。
四、任务实施
编制图一零件的精加工程序并在仿真软件 上加工出该零件。
项目五 圆弧面加工
O0002 N10 T0101 G99; N20 M03 S500; N30 G00 X42 Z2; N40 G00 X20; N50 G01 Z-30 F0.2; N60 G02 X40 Z-40 R10 N70 G00 X100 N80 Z100 N90 M30 如用格式二，则“N60 G02 X40 Z-40 R10”改为 “N60 G02 X40 Z-40 I10”