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课题7 圆弧插补指令G02、G03
【教材分析】
本教材通过项目教学目标实践任务要求，学习当构成零件的要素中含有圆弧要素时，如何来进行编程与加工。
目的是使学生通过目标的达到来熟悉圆弧加工指令的格式、功能、应用的基本知识。
本项目讲解起来，如仅讲解理论知识和教材中的实例，不可避免的使学生感觉过于沉默，无趣。
为了激发学生的学习兴趣，结合学生生活环境和可能接触的生产实际来创建学习场景，让学生通过身边实际问题的解决，充分感受到学习的乐趣。
【学生情况分析】
中专二年级的学生已经开始接触和学习数控专业知识，具备了加工一般零件的工艺知识，但对含有圆弧零件的编程与加工还比较陌生。
我们的职责并不是仅仅讲授书本上的知识，更重要的是教会他们一些做人的道理和做事的方法。
使其树立安全意识、规范意识、效率意识和质量意识。
【教学目标】
知识目标：1．让学生掌握G02、G03指令格式、功能及应用。
2．启发学生寻找G02、G03应用中方向的判别方法。
能力目标：1．通过学习G02、G03指令能加工带圆弧的工件。
2．加工带圆弧工件时，能熟练快速判别插补方向。
情感目标：1．培养学生积极思考，勇于探索的精神；
2．使学生树立严谨、务实的学习态度。
【教学重、难点】
教学重点：圆弧插补指令的应用。
教学难点：圆弧插补指令的应用场合的区分。
【教学方法】
任务驱动、引导、思考、启发。
【教学过程】。
数控教案-G02、G0315 年级学科《数控机床操作与维护》教学设计收集于网络，如有侵权请联系管理员删除收集于网络，如有侵权请联系管理员删除收集于网络，如有侵权请联系管理员删除1.格式中的X 、Z 分别表示什么含义？2.格式中的U 、W 分别表示什么含义？3.格式中的I 、K 分别表示什么含义？教师总结：在圆弧插补指令中，指定圆心的方式有两种，• 一是用半径R 来指定• 一是用圆心相对于圆弧起点的位置增量来指定。
（常用于数铣）三、项目分析：手柄的加工根据图纸，学生思考回答如下问题： 1. 图纸所表达的物体的形状是什么？2. 手柄共有几段圆弧面组成？所对应的圆弧半径分别是多少？3. 内置刀架的机床，刀具的精加工轨迹是什么？4. 外置刀架的机床，刀具的精加工轨迹是什么？5. 轴线上方的三段圆弧分别是什么方向？6. 轴线下方的三段圆弧分别是什么方向？提出问题：为什么出现表达同一段圆弧面的圆弧方向相反得问题？导出知识点三。
按照第一个知识点的形式来学习该知识点，学生轻松掌握。
教师指出该知识点的重要性，指导学生分别写出每一种的指令格式。
投影展示图纸，指出是车间实训要加工的第二个零件，突出理论与实践的密切结合。
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除四、圆弧顺逆方向的判定方法方法：在加工平面内（即观察者迎着Y 轴的指向，所对的平面），根据插补时的旋转方向，顺时针则为G02，逆时针则为G03。
练习一：选出判断正确的一组。
结论：不管是内置刀架，还是外置刀架，同一段圆弧面的圆弧方向是一致的。
为方便同学们判断，按照轴线上方的圆弧顺、逆来确定。
学生编程：分别用华中、FANUC 系统编写手柄的精加工程序。
华中系统：%1001 T0101 M03S400 G00X32Z2 X0G01Z0F60学生根据图纸思考所提问题，分组探究回答。
通过问题的探究回答，学生加深对手柄图纸的分析和理解根据不同小组得出的不同答案，教师创设课堂气氛，激发学生积极讨论探究，教师适时指导。
5.2圆弧插补指令G02、G03
教学目的和要求：
1、掌握圆弧插补指令G0
2、G03方向的判别
2、掌握圆弧插补指令G02、G03的用法
教学重点难点：
1、圆弧插补指令G0
2、G03的应用
教学方式：课堂理论教学
教学时数：4学时
授课内容：
（一）圆弧插补指令G02、G03
指令格式：G02/G03 X(U)___Z(W)___I___K___F___；
G02/G03 X(U)___Z(W)___R___F___；
1.圆弧顺逆的判断
圆弧插补指令分为顺时针圆弧插补指令G02和逆时针圆弧插补指令G03。
圆弧插补的顺逆可按图5-4给出的方向判断：沿圆弧所在平面(如XZ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，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平面上圆弧的顺逆时针了。
图5-4 圆弧顺逆的判断
2.说明：
①采用绝对值编程时，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。
当采用增量值编程时；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所作矢量分别在X、Z坐标轴方向
上的分矢量(矢量方向指向圆心)。
本系统I、K为增量值，并带有“±”
号，当分矢量的方向与坐标轴的方向不一致时取“－”号。
③当用半径只指定圆心位置时，由于在同一半径只的情况下，从圆弧的起点
到终点有两个圆弧的可能性，为区别二者，规定圆心角≤180°时，用“＋R”表示。
若圆弧圆心角>180°时，用“－R”表示。
④用半径只指定圆心位置时，不能描述整圆。
图5-5 G02应用实例图5-6 G03应用实例
如图5-5所示G02应用实例：
(1)用I、K表示圆心位置，绝对值编程：
N03 G00 X20.O Z2.O；
N04 G01 Z-30.0 F80；
N05 G02 X40.0 Z-40.0 IO.O KO F60；
(2)用I、K表示圆心位置，增量值编程：
N03 G00 U-80.O W-98.0；
N04 G01 UO W-32.0 F80；
N05 G02 U20.O W-10.0 I0.0 K0 F60；
(3)用R表示圆心位置
N04 G01 Z-30.O F80；
N05 G02 X40.0 Z-40.O R10 F60，
如图5-6所示G03应用实例：
(1)用I、K表示圆心位置，采用绝对值编程。
N04 G00 X28.0 Z2.O；
N05 G01 Z-40.0 F80；
N06 G03 K40.O Z-46.0 I0 K-6.0 F60；
(2)采用增量值编程
N04 G00 U-150.O W-98.0；
N05 G01 W-42.O F80；
N06 G03 U12.0 W-6.0 10 K-6.0 F60；
(3)用R表示圆心位置，采用绝对值编程。
N04 G00 X28.0 Z2.O；
N05 G01 Z-40.0 F80；
3. G02/G03车圆弧的方法：
应用G02（或G03）指令车圆弧，若用一刀就把圆弧加工出来，这样吃刀量
太大，容易打刀。
所以，实际车圆弧时，需要多刀加工，先将大多余量切除，最后才车得所需圆弧。
下面介绍车圆弧常用加工路线。
图5-7 车锥法图5-8 车圆法
图5-7为车圆弧的车锥法切削路线。
即先车一个圆锥，再车圆弧。
但要注意，车锥时的起点和终点的确定，若确定不好，则可能损坏圆锥表面，也可能将余量留得过大。
确定方法如图2-4所示，连接OC交圆弧于D，过D点作圆弧的切线AB。
图5-8为车圆弧的同心圆弧切削路线。
即用不同的半径圆来车削，最后将所需圆弧加工出来。
此方法在确定了每次吃刀量ap后，对90°圆弧的起点、终点坐标较易确定，数值计算简单，编程方便，常采用。
但空行程时间较长。
编程实例
例5-2 如图5-9所示，工件已粗加工完毕，各位置留有余量0.2mm，要求重新编写精加工程序，不切断。
图5-9
编写加工程序
O0502
N10 G99 G50 X100 Z100；
N20 M03 S1000 T0101；
N30 G00 X10 Z2；
N40 G01 Z0 F0.5；
N50 G03 X12 Z-1 R1 F0.2；
N60 G01 Z-12；
N70 G02 X18 Z-15 R3；
N80 G03 X22 W-2 R2；
N90 G01 Z-28；
N100 G00 X100 Z100；
N110 M05 T0100；
N120 M30;
【小结】：
本课题是数控车床编程的重点和难点，必须掌握圆弧顺，逆方向的判断方法及熟练掌握圆弧插补指令的编程格式。
【课外作业】：
P219 图(9)。
