圆弧插补指令编程

加工操作过程
（1）输入程序。
（2）数控编程模拟软件对加工刀具轨迹仿真，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
所以X(C)=2HJ=18.15 ，Z(C)=33CJ=25.148 ， 圆弧切点C坐标为（X18.15，Z25.148 ）
② 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）。
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。
工件的参考程序
• • • • • • • • • • • • • • O0304 (O0304); G40G97G99M03S500T0101F 0.2 G00X30.0Z2.0 X0 G01Z0 G03X18.15Z-19.85R12.0; G02X22.0Z-34.0R11.0 G01Z-44.0 U3.0 G00Z2.0 X100.0Z100.0 M05 M02 %
图3-3 圆弧的顺、逆方向
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）所示为车床上圆 弧的顺逆方向。
① 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。 ② 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。 ③ 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。
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。
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ห้องสมุดไป่ตู้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。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：M→A→B→C→D→E→F→M。
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
① 用I、K指定圆心位置：
指令格式：G02/G03 X（U）Z（W） I K F ② 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
表3-2
工艺路线 平端面 粗车外圆 粗加工圆弧 精车 图3-4
序号 1
刀具号 T0101
刀具名称及规格 刀尖角35°精车 外圆刀
刀尖半径 0.4mm
数量 1
加工表面 外圆、圆弧面等
备注
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。 ① 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Rt△DIH中： DH2= HI2+DI2 =242+112 ∠DHI=24.62° 根据余弦定理：DG2=GH2+HI22DG×HI×cos∠DHG 112=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°=9.075 CJ=CH×sin∠CHJ= 12×sin40.87°=7.852 DH=26.401 Sin∠DHI=DI/DH=11/26.401
数控机床操作入门
模块三 单一指令加工应用
主讲 张卫卫
洛阳职业技术学院
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。