項(xiàng)目六直線與圓弧插補(bǔ)指令的應(yīng)用

1、項(xiàng)目六直線與圓弧插補(bǔ)指令的應(yīng)用任務(wù)描述：1 .鞏固編程步驟2 .掌握絕對(duì)坐標(biāo)編程和相對(duì)坐標(biāo)編程的方法。3 .掌握定位指令、直線插補(bǔ)指令、圓弧插補(bǔ)指令的使用方法和規(guī)則 任務(wù)分析：本任務(wù)進(jìn)入到數(shù)控程序的編制實(shí)例講解，通過(guò)一個(gè)指明軌跡加工過(guò)程，示范一個(gè)簡(jiǎn)單編程范例，達(dá)到使學(xué)生初步掌握簡(jiǎn)單軌跡編程的方法。一般的加工軌跡都是由直線和圓弧組成，而直線與圓弧插補(bǔ)指令則是描繪這樣一個(gè)加工軌跡的基本指令。一、絕對(duì)坐標(biāo)編程與相對(duì)坐標(biāo)編程1.1 絕對(duì)和相對(duì)編程模式如圖 6-1所示A圖6-1絕對(duì)和相對(duì)坐標(biāo)1 .絕對(duì)坐標(biāo)（G90）:就是以零件上一個(gè)公共點(diǎn)（工件坐標(biāo)原點(diǎn)）作為參考一一稱為絕 對(duì)輸入的原點(diǎn)。例如，G90 G

2、01 X+100 Y-50 F300 ;說(shuō)明選擇 G90絕對(duì)模式，數(shù)學(xué)符號(hào)“ + ” 、“一”表 示直角坐標(biāo)系的象限，而不是運(yùn)動(dòng)方向；X+100 Y-50表示刀具在程序原點(diǎn)中的刀具位置，而不是刀具運(yùn)動(dòng)本身。2 .相對(duì)坐標(biāo)（G91）:就是以前一個(gè)目標(biāo)為起點(diǎn)到后一點(diǎn)之間的距離。例如，G91 G01 X+100 Y 50 F300;數(shù)字符號(hào)“ +”、“一”制定刀具運(yùn)動(dòng)方向，而不表示 直角坐標(biāo)系的象限；X+50 Y- 50表示刀具在制定方向上的運(yùn)動(dòng)距離。提示：1 .絕對(duì)模式下，所有的尺寸都是從程序原點(diǎn)開(kāi)始測(cè)量。2 .相對(duì)模式下，所有程序尺寸都是制定方向上的間隔距離。3 .2快速定位指令（G00）【指令

3、格式】坐標(biāo)值：表示移動(dòng)的終點(diǎn)坐標(biāo)G00 X Y Z 坐標(biāo)值：表示移動(dòng)的終點(diǎn)坐標(biāo) 提示：1 .該指令只能用于定位，不能用于切削。2 .快速定位的速度由數(shù)控機(jī)床參數(shù)決定。同時(shí)，該指令也不受“F指令”指明的進(jìn)給速度影響。3 .定位時(shí)各坐標(biāo)軸為獨(dú)立控制而不是聯(lián)動(dòng)控制。這樣可能導(dǎo)致各坐標(biāo)軸不能同時(shí)到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。例如：執(zhí)行 G00 X50 Y50;由于X軸與Y 軸同時(shí)按照機(jī)床參數(shù)給定的速度運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生X軸先到達(dá)位置，Y軸后到達(dá)的情況。編程人員應(yīng)了解所使用數(shù)控系統(tǒng)的刀具移動(dòng)軌跡情況，以避免加工中可能出現(xiàn)碰撞。4 .空間定位時(shí)要避免斜插。5 .在X/Y/Z軸同時(shí)定位時(shí)，為了避免刀具運(yùn)動(dòng)時(shí)與夾具或工件碰撞，盡量避免

4、 Z軸與 其他軸同時(shí)運(yùn)動(dòng)（即斜插）。因此建議抬刀時(shí)，先運(yùn)動(dòng)Z軸，再運(yùn)動(dòng)X/Y軸；下刀時(shí)，則相反。6 .該指令為模態(tài)指令，即在沒(méi)有出現(xiàn)同組其他指令（如：G01、G02、G03）時(shí)，將一直有效。7 .該指令使用時(shí)，不運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)可以省略。1.3圓弧插補(bǔ)指令1） .插補(bǔ)平面的選擇：G17/G18/G19如圖6-2所示圖6-2平面選擇G17:設(shè)定加工平面為 X-Y平面G18 :設(shè)定加工平面為 X-Z平面G19:設(shè)定加工平面為 Y-Z平面2） .圓弧的知識(shí)1.圓的幾何要素圓定義為平面上的一段封閉曲線， 它上面的所有點(diǎn)的距離都相等， 如圖6-3所示。編程 中使用的最重要的元素是圓的圓心、 半徑和直徑。象限是

5、一個(gè)圓的主要特征， 有時(shí)圓弧跨越 不止一個(gè)象限，在現(xiàn)代控制系統(tǒng)中可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)程序段中加工任意長(zhǎng)度的圓弧，它沒(méi)有任何限制。正方向、角度為正2.圓弧加工方向刀具可沿圓弧的兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)：順時(shí)針和逆時(shí)針，如圖 6-4所示。負(fù)方向圖6-4圓弧方向的定義3).順圓弧指令 G02和逆弧圓指令 G03的加工方式如圖6-5所示圖6-5平面上順銃和逆銃方式4).圓弧插補(bǔ)指令的兩種表達(dá)方式 (1)、終點(diǎn)半徑方式若已知圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)、圓弧半徑和加工方向可以選擇終點(diǎn)半徑方式的圓弧插補(bǔ)指令圖6-3圓的基本元素錨度為負(fù)指令格式G17G18G19XG02XG03YYYZ(2)、 終點(diǎn)圓心方式若已知圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)、圓弧圓心坐標(biāo)和加

6、工方向可以選擇終點(diǎn)圓心方式的圓弧 插補(bǔ)指令。指令格式：G17 "G18 G G02G19G03J L1. 終點(diǎn)圓心方式可以加工整圓。2. 圓心坐標(biāo)使用I/J/K表示：3. 圓心坐標(biāo)坐標(biāo)為相對(duì)值：即圓弧中心相對(duì)圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)。I 對(duì)應(yīng)X方向的圓心相對(duì)圓弧起點(diǎn)坐標(biāo)J對(duì)應(yīng)Y方向的圓心相對(duì)圓弧起點(diǎn)坐標(biāo)K 對(duì)應(yīng)Z方向的圓心相對(duì)圓弧起點(diǎn)坐標(biāo)二、項(xiàng)目分析與實(shí)施1 .工藝分析：1 )毛坯說(shuō)明2 )工序說(shuō)明3 )刀具選擇說(shuō)明4 )裝夾、定位說(shuō)明2 .編程說(shuō)明：1)編程原點(diǎn)的選擇：由于工件相對(duì)中心對(duì)稱， 通過(guò)樣圖也可看出其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)也為該對(duì)稱中心，基于基準(zhǔn)重合的原則，同時(shí)考慮對(duì)刀方便，選擇零件上表面對(duì)稱中

7、心為編程原點(diǎn)。2) 加工軌跡：由于為形槽加工，選擇刀具為與槽寬相同直徑的鍵槽銃刀，因此，刀具中心軌跡形槽的中心線重合。3)加工程序的編制：3.手動(dòng)圓弧編程的方法 ：重要提示：1、圓弧基點(diǎn)的計(jì)算把以圓弧的起點(diǎn)和終點(diǎn)畫(huà)坐標(biāo)軸。2、根據(jù)圓弧的弧值把每一個(gè)起點(diǎn)和終點(diǎn)的基點(diǎn)計(jì)算出來(lái)。3、計(jì)算方法如下：(1)、把每一個(gè)圓弧上的起點(diǎn)和終點(diǎn)用字母標(biāo)出。(2)、根據(jù)工件和圓弧半徑的尺寸算出圓弧的基點(diǎn)。方法如圖6-6A、以工件中心為原點(diǎn)建坐標(biāo)系，把工件分成四份，每一份又把圓弧的起點(diǎn)和終點(diǎn)為X軸和Y軸建坐標(biāo)系。B、計(jì)算每點(diǎn)的坐標(biāo)值 A (-30,20 ) B (-20,30 ) C (20,30 ) D (30,2

8、0 ) E (30,-20 )F (20, -30 ) J (-20, -30) H (-30, -20)。C、圓弧指令跟圓弧半徑以銃刀在B點(diǎn)下刀為例G01 X20 F100/刀具沿直線從 B點(diǎn)到C點(diǎn)G02 X30 Y20 R10/ 刀具從C點(diǎn)到D點(diǎn)切削圓弧圖6-6圓弧的計(jì)算三、順銃、逆銃1、什么是順銃：銃刀的旋轉(zhuǎn)方向和工件的進(jìn)給方向相同。順銃的范圍：當(dāng)工件表面無(wú)硬皮，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)無(wú)間隙時(shí)，應(yīng)選用順銃。優(yōu)點(diǎn)：零件表面的質(zhì)量好，刀齒磨損小。適合材料：鋁鎂合金、鈦合金耐熱合金。2、什么是逆銃：銃刀的旋轉(zhuǎn)方向和工件的進(jìn)給方向相反。逆銃的范圍：當(dāng)工件表面有硬皮，機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)有間隙時(shí)多選用逆銃。優(yōu)點(diǎn)：

9、刀齒是從已加工表面切入，不會(huì)崩刀。機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的間隙不會(huì)引起震動(dòng)和爬行。3、順銃和逆銃對(duì)加工的影響(如圖 6-7所示)。A、在銃削加工中，采用順銃還是逆銃的方式是影響加工表面粗糙度的重要因素 之一，逆銃時(shí)切削力下的水平分上下x的方向與進(jìn)給運(yùn)動(dòng) V+方向相反，順銃時(shí)切削力下的水平分力下x的方向與進(jìn)給運(yùn)動(dòng) V+的方向相同，銃削方式的選擇應(yīng)視零件圖樣的 加工要求，工件材料的性質(zhì)，特點(diǎn)以及機(jī)床，刀具等條件綜合考慮通常為提高加工質(zhì) 量。日 順銃的功率消耗比逆銃要小，同時(shí)順銃有利于排屑，并可降低表面粗糙度保 證尺寸精度。提示：精加工時(shí)一般采用順銃。圖6-7刀具受力的方向四、下刀方式1.1 垂直下刀加工的范

10、圍：適用于鍵槽銃刀，因?yàn)殂|刀有端刃過(guò)中心，在編程時(shí)可直接正向下刀加工。如：G01 Z-5 F100 /直線下刀至工作內(nèi)提示：垂直下刀加工時(shí)一般不常用。1.2 斜線下刀什么是斜線下刀:x軸y軸和z同時(shí)移動(dòng)后所加工踐徑叫斜線下刀。方法:執(zhí)行 G01 x_ y_程序如下：G00 Z100/X20 Y30/的同時(shí)移動(dòng)z坐標(biāo)，就實(shí)現(xiàn)斜線下刀切削刀具快速定位刀具定位到一個(gè)占上G01 X10 Z5 F80 /W斜線下刀到另一點(diǎn)適用類型：外輪廓內(nèi)輪廓 平面。提示：斜線下刀在加工工件時(shí)是常用的方式。1.3 螺旋下刀是刀具軌跡呈螺旋狀。適用加工類型：孔和型腔的加工。程序如下：G00 Z5/X50 Y0/G02 Z

11、-5 I-10 F/00 /刀具快速定位刀具快速定位到某一點(diǎn) 螺旋下刀到一點(diǎn)總結(jié)：1、基本指令的使用1） G01與G00指令的區(qū)別區(qū)別G01G001.應(yīng)用場(chǎng)合不同直線加工快速定位（非加工時(shí)的刀具移動(dòng)）2.速度控制不同各軸聯(lián)動(dòng)，進(jìn)給速度由 F指令控制各軸不聯(lián)動(dòng)，移動(dòng)速度由機(jī)床參數(shù)控制2）圓插補(bǔ)指令的使用i終點(diǎn)圓心方式可以加工整圓，而 R方式不可以。ii R 方式使用時(shí)注意符號(hào)，R值為“負(fù)”表示大于 180。的圓弧。iii終點(diǎn)圓心方式中，I/J/K的值是圓心相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)。2 .編程技巧1） G01/G00/G02/G03 指令是同組模態(tài)指令2）不論是相對(duì)坐標(biāo)編程還是絕對(duì)坐標(biāo)編程，只要某個(gè)方

12、向未發(fā)生位移，該方向 坐標(biāo)值可以不寫(xiě)。3 .封閉槽類零件加工技巧：由于封閉槽不能沿軌跡的延長(zhǎng)線或切向切入，通常使用與槽等寬的鍵槽銃刀， 垂直工件表面切入。任務(wù) 方形凸模零件加工任務(wù)描述：在預(yù)先給的毛坯上，完成圖6-8所示凸模加工，材料為 45#鋼，圓弧半徑 R5。圖6-8方形凸模任務(wù)分析：根據(jù)如圖6-8所示已知毛坯的形狀與尺寸，采用機(jī)用平口虎鉗裝夾，選用直徑 為中16MM立銃刀完成加工。本次任務(wù)只需編寫(xiě)粗加工程序。由于銃刀通常都是圓形刀具，都有一點(diǎn)的直徑。 在數(shù)控銃床上進(jìn)行輪廓的銃削加工是，有于刀具半徑的存在，刀具中心軌跡和工件 輪廓不重合，需要計(jì)算刀心坐標(biāo)。任務(wù)實(shí)施：1、工藝分析如圖6-8所

13、示，進(jìn)行分析可知，先加工凸臺(tái)再加工圓弧。2、數(shù)值計(jì)算及程序編制A.數(shù)值計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速 Vc=n Dn/1000,Vc=150mm/min,D=16計(jì)算得 n=2700r/min （約）進(jìn)給速度：查切削手冊(cè)，每齒進(jìn)給量 fz=0.1mm,根據(jù)公式F=fzZn ,刀具齒數(shù)Z=3;求得F=800 （約）編程是以工件坐標(biāo)原點(diǎn)編寫(xiě)如圖6-8所示B.編制程序只編寫(xiě)粗加工程序，程序如下。O0006G00 Z50 M03 S2700G02 X40 Y30 R18 F800X-68 Y58;G01Y-38 F800Z10 ;G01 Z-1 F100 M08G02 X38 Y-48 R18 F800G01 X-38 F800X58 F800