插补指令的使用.docx

插补指令的使用.docx

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插补指令的使用

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：

2掌握G02、G03指令在加工圆弧和整圆中的使用格式

②掌握G00、G01指令的使用格式以及区别

③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：

①能够分别使用I、J、K和R方式生成圆弧插补轨迹

②能够正确计算插补指令坐标值

③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

④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Φ100mm×25mm）的铣削加工，铣削深度为5mm。

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：

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α<180°时（即劣弧），R取正值；α>180°（即优弧）时，R取负值；α＝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（ａ弧）

优弧（b弧）

增量编程

G91G02X30Y30R30F100

G91G02X30Y30R-30F100

G91G02X30Y30I30J0F100

G91G02X30Y30I0J30F100

绝对编程

G90G02X0Y30R30F100

G90G02X0Y30R-30F100

G90G02X0Y30I30J0F100

G90G02X0Y30I0J30F100

表3-2　整圆的程序

类别

从A点顺时针一周

从Ｂ点逆时针一周

增量编程

G91G02X0Y0I-30J0F100

G91G03X0Y0J30F100

绝对编程

G90G02X30Y0I-30J0F300

G90G03X0Y-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；

G90G54G02I50.0J0.F100；

G90G54G02I50.0J0F100；（加工整圆只能用I、J、K指定）

G03X—50.0Y50.0I—50.0J0；

G03X—50.0Y50.0R50.0；

X—25.0Y25.0I0.J—25.0；

X—25.0Y25.0R—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；

G90G54G17G03X0Y50.0I—50.0J0F100；

G19G91G03Y—50.0Z50.0J—50.0K0；

G18G03X50.0Z—50.0I0K—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：

G00X_Y_Z_；

说明：

1）其中X、Y、Z为快速定位的目标点坐标，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。

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：

G01X_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

①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Φ100mm的圆钢，所以可选用普通三爪夹持。

②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Φ12mm的高速钢立铣刀（3刃）对零件轮廓进行粗铣，选择另一把Φ12mm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。

③零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

操作序号

加工内容

刀具规格

刀号

主轴转速

进给速度

1

粗铣零件内外轮廓

Φ12mm的高速钢键槽铣刀

1

800

50

2

（半）精铣零件内外轮廓

Φ12mm的硬质合金立铣刀

2

2000

400

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

N10

G54G90G17G40G00Z50

程序初始化，快速移动刀具至安全高度

N20

M03S800

主轴正转，速度为800r/min

N30

M08

开冷却液

N40

G00X65Y0

刀具X、Y快速定位

N50

G00Z5

刀具快速下降至工件上表面Z5mm

N60

G01Z-5F500

直线插补下刀至Z-5mm

N70

G01X46F50

直线插补

N80

Y20

直线插补

N90

X20Y46

直线插补（右上方倒角）

N100

X-20

直线插补铣削

N110

G03X-46Y-20R26

逆时针圆弧插补铣削（左上角）

N120

G01Y-20

直线插补铣削

N130

X-20Y-46

直线插补铣削（左下方倒角）

N140

X20

直线插补铣削

N150

G03X46Y-20R26

逆时针圆弧插补铣削（右下角）

N160

G01Y10

直线插补

N170

G00Z5

快速抬离工件

N180

G00Z100M09

快速抬刀至安全高度，关闭冷却液

N190

M05

主轴停转

N200

M30

程序结速

5课后扩展练习

任务内容：

在Ø100mm×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。

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

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