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任务二圆弧沟槽的加工[教学目标]1.熟练掌握G02/G03圆弧插补指令的格式。
2.掌握G02/G03圆弧插补指令的使用方法。
[教学重点]圆弧沟槽件的编程方法[教学难点]圆弧沟槽件的编程方法[教学过程]新课教学一、圆弧插补指令（G02/G03）圆弧插补指令格式如下：G17 G02/G03 X Y R （I J ）F ；G18 G02/G03 X Z R （I K ）F ；G19 G02/G03 Y Z R （J K ）F ；说明：（1）G17为选择XY平面， G18为选择XZ平面，G19为选择YZ平面，此三个指令为同组模态指令，如图2-9所示。
（2）沿圆弧所在平面另一根轴的正方向向负方向看，顺时针圆弧插补为G02，逆时针圆弧插补为G03。
（3） X、Y、Z为圆弧的终点坐标，R为圆弧半径。
（4）I、J、K为起点到圆心的距离分别在X、Y、Z轴上的矢量值。
图2-9 圆弧插补平面选择示意图二、圆弧的表示方法圆弧的表示方法有圆心法和半径法两种。
（1）圆心法。
用I、J、K指定圆弧起点位置的方法称为圆心法。
I、J、K后面的数值定义为圆弧起点相对于圆心在X、Y、Z轴上的分向量。
图2-10所示为圆心法编程示意图。
图2-10 圆心法编程示意图(2)半径法。
以R指定圆弧半径的方法称为半径法。
半径法以起点、终点和圆弧半径来表示一段圆弧，在圆上会有两段圆弧出现，如图2-11所示。
R后面的数值是正值时，表示圆心角小于等于1800的圆弧；R后面的数值是负值时，表示圆心角大于1800的圆弧。
半径法圆弧加工程序如下：加工圆弧A：G17 G02 X_ Y_ Ra_ F _;加工圆弧B：G17 G02 X_ Y_ -Rb_ F_;图2-11 半径法编程示意图三、整圆编程对于铣削一整圆，只能用圆心法进行加工（见图2-12），半径法无法执行。
如果用半径法以两个半圆相接，其真圆度误差会太大。
整圆的加工程序为G03 X40. Y0. I-40. J0 F100；练习过程：一、布置练习任务独立完成下图零件的加工二、老师讲解加工中心自动加工圆形槽零件的操作步骤及方法。
Science &Technology Vision 科技视界1建立学习目标本组指令面对的是中专二年级学生,已经学习了《机械制图》,《机械基础》等基础应用课程。
并且通过基本的数控认知学习对数控机床的结构、工作原理等有了基本认识,能进行简单的手动操作和直线、斜线编程。
1.1知识目标1.1.1使学生熟记并掌握G02/G03指令格式及指令中每个参数的含义;1.1.2使学生在实际编程时能够正确应用G02/G03指令。
1.2能力目标培养学生正确分析图纸,正确确定轮廓加工时走刀路线,编制一段完整程序的能力。
引导学生体验探究的过程,提高知识的应用能力,通过探究学习提高学生对数控编程课程的兴趣。
1.3学习重点1.3.1圆弧插补指令G02/G03的灵活运用,熟记指令格式中每个参数的含义。
1.3.2圆弧顺逆的判断方法。
1.4学习难点1.4.1圆弧编辑终点圆心方式中(I.J.K)的计算;1.4.2如何利用终点圆心方式(I.J.K 方法)进行整圆编辑的技巧。
2基础判断2.1平面选择在加工中心和数控铣床上进行圆弧指令操作必须先利用右手笛卡尔坐标系判断加工平面。
G17———加工XY 面Z 轴垂直(数控铣床一般默认加工此平面);G18———加工ZX 面Y 轴垂直;G19———加工YZ 面X 轴垂直。
图1应用右手笛卡尔坐标系判断加工平面2.2指令选择2.2.1G02:顺时针圆弧插补G03:逆时针圆弧插补G02/G03指令格式1)终点半径方式G17G02/G03X_Y_R_F_G18G02/G03X_Z_R_F_G19G02/G03Y_Z_R_F_参数说明:(1)R 为圆的半径值如图2所示,圆心角设为θ:则0°≤θ≤180°时,半径R 取正值,所对应圆弧为劣弧;则180°<θ<360°时,半径R 取负值,所对应圆弧为优弧。
(2)F 为进给速率(3)R 编程方式不能加工整圆图2圆心角对应圆弧的R 值判定2)终点圆心方式G17G02/G03X_Y_I_J_F_G18G02/G03X_Z_I_K_F_G19G02/G03Y_Z_J_K_F_参数说明:I,J,K 分别表示X,Y,Z 轴圆心的坐标减去圆弧起点的坐标,如下图所示。
圆弧插补指令G02/G03指令格式：G02R__X （U ）__ Z （W ）__ F__ ；G03 I__ K__指令意义：刀具沿X 、Z 两轴同时从起点位置（当前程序段运行前的位置）以R 指定的值为半径或以I 、K 值确定的圆心顺时针（G02）/逆时针（G03）圆弧插补至X（U ）、Z （W ）指定的终点位置。
指令地址：G02：顺时针圆弧插补，见图3-15A ； G03：逆时针圆弧插补，见图3-15B ；X ：终点位置在X 轴方向的绝对坐标值，其取值范围是：-9999.999mm ～+9999.999mm；Z ：终点位置在Z 轴方向的绝对坐标值，其取值范围是：-9999.999mm ～+9999.999mm；U ：终点位置相对起点位置在X 轴方向的坐标值，其取值范围是：-9999.999mm ～+9999.999mm；W ：终点位置相对起点位置在Z 轴方向的坐标值，其取值范围是：-9999.999mm ～+9999.999mm；I ：圆心相对圆弧起点在X 轴上的坐标值，其取值范围是：-9999.999mm ～+9999.999mm；K ：圆心相对圆弧起点在Z 轴上的坐标值，其取值范围是：-9999.999mm ～+9999.999mm；R ：圆弧半径；F ：沿圆周运动的切线速度，其取值范围是：1~15000mm/min，其速度合成图见本手册3.6节进给功能F 代码。
图3-15A G02轨迹图图3-15B G03轨迹图指令说明：● 顺时针或逆时针是从垂直于圆弧所在平面的坐标轴的正方向看到的回转方向，它是与采用前刀座坐标系还是后刀座坐标系有关的，如图3-16；图3-16 圆弧方向的确定● 圆弧中心用地址I 、K 指定时，其分别对应于X ，Z 轴。
I 、K 表示从圆弧起点到圆心的矢量分量，是增量值：I ＝圆心坐标X －圆弧起始点的X 坐标； K ＝圆心坐标Z －圆弧起始点的Z 坐标;OKI图3-17 圆弧I 、K 值I 、K 根据方向带有符号，I 、K 方向与X 、Z 轴方向相同，则取正值；否则，取负值。
圆弧插补指令实例1该零件由三处外圆（Ø34、Ø26、Ø16）、两段倒圆（R4、R5）、一段倒角(C2)组成。
外圆粗车工作已经完成，请编制精加工程序。
编程原点设置在工件右端面的中心，经计算各基点的坐标从右到左依次为A （12，0）、B（16，-2）、C（16，-15）、D（26，-20）、E（26，-31）、F（34，-35）、G(34，-45)。
O0001;T0101;M03 S600 ; （主轴以600r/min旋转）G00 X0 Z2.0;GO1 X12实例2O0001;T0101M03 S400 （主轴以400r/min 旋转）G00 X0 （到达工件中心）G01 G42 G01Z0 F60 （工进接触工件毛坯）(加刀补)G03 U24 W-24 R15 （加工R15圆弧段）G02 X26 Z-31 R5 （加工R5圆弧段）G40 G00 X30 (取消刀补)G01 Z-40 （加工Φ26外圆）X40 Z5 （回对刀点）M30 （主轴停、主程序结束复位）刀具补偿数控车床通常连续实行各种切削加工，刀架在换刀时前一刀具刀尖位置和新换的刀具位置之间会产生差异，刀具安装也存在误差、刀具磨损和刀尖圆弧半径等误差，若不利用刀具补偿功能予以补偿，就切削不出符合图样要求形状的零件。
此外，合理利用刀具补偿还可以简化编程。
数控车床的刀具补偿可分为两类，即刀具位置补偿和刀具半径补偿。
刀具位置补偿 刀具补偿 刀具的几何补偿（TXXXX 实现） 尖圆弧半径补偿（G41、G42实现） 几何位置补偿磨损补偿由于存在两种形式的偏移量，所以刀具位置补偿使用两种方法，一种方法是将几何补偿值和磨损补偿值分别设定存储单元存放补偿值，其格式为：另一种方法是将几何偏移量和磨损偏移量合起来补偿，如图（b）所示，其格式为：刀具半径补偿的目的1.若车削加工使用尖角车刀，刀位点即为刀尖，其编程轨迹和实际切削轨迹完全相同。
数控铣床编程圆弧插补中平面选择指令的应用数控铣床编程中，圆弧插补是一种常见的加工方式，通过控制刀具沿指定的圆弧轨迹进行加工。
在编程过程中，平面选择指令起着至关重要的作用，它决定了圆弧插补所在的平面。
下面我将详细介绍平面选择指令的应用。
在数控铣床编程中，通过使用G17、G18和G19指令来选择工件加工平面。
这些指令分别对应于XY平面、XZ平面和YZ平面。
在圆弧插补中，选择合适的加工平面是非常重要的，它决定了圆弧的运动轨迹和加工结果。
我们来看G17指令，它选择XY平面作为加工平面。
当我们需要在XY平面上插补圆弧时，我们可以使用G17指令。
例如，当我们需要在平面上加工一个圆形凸起时，可以使用G17指令选择XY平面，并指定圆心坐标和半径，然后通过G02或G03指令插补圆弧。
接下来是G18指令，它选择XZ平面作为加工平面。
当我们需要在XZ平面上插补圆弧时，可以使用G18指令。
例如，当我们需要在平面上加工一个圆柱体时，可以使用G18指令选择XZ平面，并指定圆心坐标和半径，然后通过G02或G03指令插补圆弧。
最后是G19指令，它选择YZ平面作为加工平面。
当我们需要在YZ 平面上插补圆弧时，可以使用G19指令。
例如，当我们需要在平面上加工一个圆锥体时，可以使用G19指令选择YZ平面，并指定圆心坐标和半径，然后通过G02或G03指令插补圆弧。
通过合理选择平面选择指令，我们可以在数控铣床上编程插补各种形状的圆弧。
这不仅提高了加工效率，还保证了加工质量。
因此，在进行圆弧插补编程时，我们需要根据实际情况选择合适的加工平面，并正确使用G17、G18和G19指令。
平面选择指令在数控铣床编程圆弧插补中的应用非常重要。
通过合理选择平面选择指令，我们可以实现各种形状的圆弧加工。
编程人员需要充分理解平面选择指令的作用和用法，以确保编程的准确性和高效性。
这样才能更好地应用数控技术，提高加工效率和质量。
经验之谈编辑︱孙雁︱E-mail:zhiyezazhi@改革探索GOOD EXPERIENCE 在数控车床编程中，有一对指令是圆弧插补指令，即G02/G03，在各种数控系统的手册中都规定G02是顺圆插补指令，G03是逆圆插补指令。
在实际编程中，经常有学生将这对指令用错，笔者根据自己的教学实践，从分析机床坐标系的规定出发，对圆弧插补指令的使用判别进行了一些研究。
一、数控机床坐标系与运动方向的规定目前，国际标准化组织（ISO）已经统一了标准坐标系，我国也颁布了《数字控制机床坐标和运动方向的命名》（JB 3051-82）的标准，对数控机床的坐标和运动方向作了明文规定。
１．机床坐标系与运动方向（1）坐标和运动方向命名的原则。
永远假定刀具相对静止，工件坐标而运动的原则。
（2）机床坐标系的规定。
数控机床上的坐标系是采用右手直角笛卡尔坐标系。
标准机床坐标系中X 、Y 、Z 坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定：①伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90o 。
则大拇指代表X 坐标，食指代表Y 坐标，中指代表Z 坐标。
②大拇指的指向为X 坐标的正方向，食指的指向为Y 坐标的正方向，中指的指向为Z坐标的正方向。
③围绕X 、Y 、Z 坐标旋转的旋转坐标分别用A 、B 、C 表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向为X 、Y 、Z 坐标中任意一轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A 、B 、C 的正向，如图1所示。
图1 右手笛卡尔坐标�统（3）运动方向的规定。
JB 3051-82中规定：机床某一部件运动的正方向是增大工件与刀具距离的方向，即为各坐标轴的正方向。
2．数控车床坐标系的确定在数控车床中，由于刀架安装位置的不同，分为前置刀架和后置刀架两种情况，其机床坐标系也是不一样的，如图2、图3所示。
（1）Z 坐标。
数控车床的Z坐标为平行于主轴轴线的坐标轴，Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。
（2）X 坐标。
数控车床的X 坐标平行于横向导轨面，且刀具离开工件的方向为X坐标的正方向。
