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1、教学内容及步骤：零件的数控铣削编程插补指令应用1 目标要求知识目标：掌握 G02、G03指令在加工圆弧和整圆中的使用格式掌握 G00、G01指令的使用格式以及区别掌握插补指令中各坐标字的含义以及坐标数值计算能力目标：能够分别使用 I 、J、K 和 R方式生成圆弧插补轨迹能够正确计算插补指令坐标值能够完成具有圆弧和直线特征轮廓的程序编制，并进行模拟仿真能够进行现场加工2 任务引入任务内容：应用数控铣床完成图 2.1 所示的简单外轮廓零件 （材料为 45 钢，尺寸为 100mm× 25mm）的铣削加工，铣削深度为 5mm。6.33.26.3其余5502.0 0+5+0.046800?10
2、062-R2020×45°40.00+0820×45°图 2.1外轮廓特征零件图3 基础知识介绍3.1 顺时针 / 逆时针圆弧插补指令（ G02、G03）指令格式（ FANUC）如下：17 G02X_Y_ RGI_J_03GG18G02X_Z_R_ K _G03IG19G02Y _Z _ RG03J _K_其中：X 、 Y 、Z 为圆弧终点坐标；I 、J、K 为圆弧中心在各轴方向上相对于圆弧起点的坐标增量值，有正负号，当 I、 K 为零时可以省略； R 为圆弧半径。说明：1）顺时针圆弧与逆时针圆弧的判别方法：刀具在加工零件时是按顺时针路径作圆弧插补运动用
3、G02指令，按逆时针路径作圆弧插补运动用G03指令，见图 3.1。图 3.1各补偿平面下的圆弧方向2）用圆弧半径 R编程 除了可以用 I 、K 表示圆弧圆心的位置外，还可以用圆弧半径表示圆心的位置。 对于同一半径 R，在圆弧的起点和终点之间有可能形成两个圆弧， 为此规定圆心角 <180°时（即劣弧） ，R 取正值； >180°（即优弧）时， R 取负值； 180°时， R 取正负值均可；图 3.2劣弧、优弧、整圆编程3）程序段中同时给出I 、K 和 R时，以 R值优先， I 、K 无效；4）当走整圆时，不能用圆弧半径R编程；5）在 G90时，圆弧终点坐
4、标是相对编程零点的绝对坐标值，在G91时，圆弧终点是相对圆弧起点的增量值。实例一：练习图3.2 优弧、劣弧、整圆的插补、增量、绝对指令表 3-1 优弧、劣弧的程序类别劣弧（弧）优弧（ b 弧）G91G02X30Y30R30F100G91G02X30Y30R-30F100增量编程G91G02X30Y30I30J0F100G91G02X30Y30I0J30F100G90G02X0Y30R30F100G90G02X0Y30R-30F100绝对编程G90G02X0Y30I30J0F100G90G02X0Y30I0J30F100表 3-2整圆的程序类别从 A 点顺时针一周从点逆时针一周增量编程G91G0
5、2X0Y0I-30J0F100G91G03X0Y0J30F100绝对编程G90G02X30Y0I-30J0F300G90G03X0Y-30I0J30F100实例二：如图3.4 所示， A 点为始点， B 点为终点。图 3.4圆弧编程实例图 3.5圆弧编程实例表3-3 例2的程序使用分矢量 I、J 编程使用圆弧半径 R编程O0001 ；O0002 ；G90 G54 G02 I50.0 J0. F100 ；G90G54 G02 I50.0 J0 F100；（加工整圆只能用I 、J、K指定）G03X50.0 Y50.0 I 50.0 J0 ； G03X50.0 Y50.0 R50.0；X 25.0
6、Y25.0 I0. J 25.0 ；X25.0 Y25.0 R 50.0 ；M30；M30；实例三：如图3.5 所示为半径 R等于 50 的球面，其球心位于坐标原点 O,刀心轨迹为 ABCA,数控程序如下：O001；G90 G54 G17 G03 X0 Y50.0 I 50.0 J0 F100 ；G19 G91 G03 Y50.0 Z50.0 J50.0 K0 ；G18 G03 X50.0 Z 50.0 I0 K 50.0 ；M30；3.2 直线移动指令（ G00、 G01）（1）快速定位指令 (G00)指令格式： G00 X_ Y_ Z_ ；说明：1）其中 X、Y、Z 为快速定位的目标点坐标
7、，可以是绝对值也可用增量值。2）移动速度不能用程序指令F 设定，由机床参数“最高快速移动速度”对各轴分别设定 , 快速移动速度可由机床控制面板上的快速修调旋钮修正；3）G00的执行过程：刀具由程序起始点加速到最大速度，然后快速移动，最后减速到终点，实现快速点定位。至于刀具快速移动的轨迹是一条直线还是一条折线则由各坐标轴的脉冲当量来决定；4）G00是模态指令，也可以写作G0。5）G00刀具的实际运动路线不一定是直线，使用时注意刀具与工件发生干涉，如图 3.6 所示。Y654G00321G00G01012345689X图 3.6 快进模式和直线插补模式的比较（2）直线插补指令 (G01)指令格式：
8、 G01 X_ Y_ Z_ F_；说明：1）其中 X、Y 、Z 为目标点坐标， F 为切削进给速度，不指定则为0；2）G01和 F 都是模态指令，前一段已指定，后面的程序段都可不再重写。4 任务实施过程4.1 工艺分析 机床及装夹方式的选择零件轮廓尺寸不大，根据车间设备情况选择 KVC650型数控加工中心完成本加工任务。由于零件毛坯尺寸为 100mm的圆钢，所以可选用普通三爪夹持。 刀具选择及刀路设计在本例中，主要需要加工出 2 个 R20圆弧轮廓、 2 条 20 倒角以及 4 条直线变，轮廓为外轮廓，刀具直径不受限制，结合零件材料及车间刀具配备情况，选择一把 12mm的高速钢立铣刀（ 3 刃
9、）对零件轮廓进行粗铣，选择另一把12mm的硬质合金立铣刀（ 4 刃）进轮廓半精铣及精铣。以毛坯中心为工件原点，采用逆时针方向进行铣削加工。零件外轮廓的加工工艺方案及切削用量选择，详见表4-1 。表 4-1零件外轮廓铣削加工工序卡主轴转速操作加工内容刀具规格刀号进给速度序号r.min1mm. min11粗铣零件内外轮廓12mm的高速钢键180050槽铣刀2（半）精铣零件内外轮廓12mm的硬质合金22000400立铣刀4.2 程序编制零件轮廓铣削程序见表 4-2所示。表 4-2典型零件外轮廓铣削NC程序段号FANUC0i 系统程序程序说明O2100主程序名N10G54G90G17G40G00Z50
10、程序初始化，快速移动刀具至安全高度N20M03S800主轴正转，速度为 800r/minN30M08开冷却液N40G00X65Y0刀具 X、Y 快速定位N50G00Z5刀具快速下降至工件上表面Z5mmN60G01Z-5F500直线插补下刀至 Z-5mmN70G01X46F50直线插补N80Y20直线插补N90X20Y46直线插补（右上方倒角）N100X-20直线插补铣削N110G03X-46Y-20R26逆时针圆弧插补铣削（左上角）N120G01Y-20直线插补铣削N130X-20Y-46直线插补铣削（左下方倒角）N140X20直线插补铣削N150G03X46Y-20R26逆时针圆弧插补铣削（
11、右下角）N160G01Y10直线插补N170G00Z5快速抬离工件N180G00Z100 M09快速抬刀至安全高度，关闭冷却液N190M05主轴停转N200M30程序结速5 课后扩展练习任务内容：在 ?100mm× 80mm的圆钢毛坯上，加工出图 5-1 所示的侧面轮廓，除要保证尺寸 900-0.035 、 14+0.0180 等轮廓尺寸外，还应保证 5+0.0180 深度尺寸及零件侧面对底面的垂直度。3.2A其余0.04 A?100-R1522-R255415-R25300.0-309.633R72- 25×45°+0.018314 0.+0. 018690- 0.03505025图 5-1零件图与实体图（外轮廓铣削加工）6 课堂总结（重点和难点）本次课通过简单外轮廓特征（含圆弧、直线）铣削案例，讲解了相关直线插补指令和圆弧插补指令使用格式，介绍了圆弧加工在加工整圆和非整圆过程中的不同，并针对本次任务进行了实际编程教学。重点：掌握圆弧插补方向判定、整圆与非整圆编程以及G00、G01指令区别难点：采用 I/J/K进行圆弧插补编程时的坐标计算