[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知識(shí)目標(biāo)①了解G17、G18、G19平面選擇指令含義；②掌握G02、G03圓弧插補(bǔ)指令及應(yīng)用；③會(huì)計(jì)算基點(diǎn)坐標(biāo)。任務(wù)二

圓弧型油槽加工2.技能目標(biāo)①會(huì)計(jì)算基點(diǎn)坐標(biāo)；②會(huì)利用數(shù)控機(jī)床仿真功能檢查數(shù)控程序③會(huì)進(jìn)行零件自動(dòng)加工。圖2-8三維效果圖圖2-7零件圖[知識(shí)學(xué)習(xí)]

一、編程指令

1.平面選擇指令（G17、G18、G19）（1）指令功能在圓弧插補(bǔ)、刀具半徑補(bǔ)償及刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償時(shí)必須首先確定一個(gè)平面，即確定一個(gè)由兩個(gè)坐標(biāo)軸構(gòu)成的坐標(biāo)平面；在此平面內(nèi)可以進(jìn)行圓弧插補(bǔ)、刀具半徑補(bǔ)償及在此平面垂直坐標(biāo)軸方向進(jìn)行長(zhǎng)度補(bǔ)償。銑床三個(gè)坐標(biāo)軸構(gòu)成三個(gè)平面，兩系統(tǒng)指令代碼相同，如下表：

表2-10坐標(biāo)平面指令代碼G代碼平面垂直坐標(biāo)軸（在鉆削、銑削時(shí)的長(zhǎng)度補(bǔ)償）G17X/YZG18Z/XYG19Y/ZX指令使用：立式銑床及加工中心上加工圓弧及刀具半徑補(bǔ)償平面為XOY平面，即G17平面，長(zhǎng)度補(bǔ)償方向?yàn)閆軸方向，且G17代碼程序啟動(dòng)時(shí)生效。2.圓弧插補(bǔ)指令（1）指令功能使刀具按給定進(jìn)給速度沿圓弧方向進(jìn)行切削加工。（2）指令代碼順時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令代碼：G02（或G2）逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令代碼：G03（或G3）順時(shí)針、逆時(shí)針方向判別：從不在圓弧平面的坐標(biāo)軸正方向往負(fù)方向看，順時(shí)針用G02，逆時(shí)針用G03，見圖。

（3）指令格式格式一：終點(diǎn)坐標(biāo)+圓弧半徑系統(tǒng)指令格式發(fā)那科系統(tǒng)G17G02（G03）X

Y

R

F

西門子系統(tǒng)G17G02（G03）X

Y

CR=

F

其中：X、Y為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)，R、CR為圓弧半徑，F(xiàn)為圓弧插補(bǔ)進(jìn)給速度。

圖2-2-5

例：如圖，加工圓弧起點(diǎn)在A點(diǎn)，終點(diǎn)為B點(diǎn)。

發(fā)那科系統(tǒng)程序：N30G17G02X90Y40R52F60

西門子系統(tǒng)程序：

N30G17G02X90Y40CR=52F60

格式二：終點(diǎn)坐標(biāo)+圓心坐標(biāo)發(fā)那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)指令格式相同，格式為：

G17G02（G03）X

Y

I

J

F

其中：X、Y—圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)，

I、J—表示圓弧圓心相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的增量坐標(biāo)，

F—圓弧插補(bǔ)進(jìn)給速度。（4）指令使用說(shuō)明1）終點(diǎn)坐標(biāo)+圓弧半徑格式中，當(dāng)圓弧圓心角小于180°時(shí),半徑為正，圓弧圓心角大于180°時(shí)，半徑為負(fù)。2）終點(diǎn)坐標(biāo)+圓弧半徑格式不能編制整圓零件加工。3）終點(diǎn)坐標(biāo)+圓心坐標(biāo)格式不僅可用于加工一般圓弧，還可用于整圓加工。4）終點(diǎn)坐標(biāo)+圓心坐標(biāo)格式中不管是用G90還是用G91指令，I、J均表示圓弧圓心相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的增量值。

例1：如圖，圓弧起點(diǎn)A（30、85），終點(diǎn)B（100、44），圓心O（49、37）。加工程序：G17G02X100Y44I19J-48F60；例2：如圖2-10，加工整圓，刀具起點(diǎn)在A點(diǎn)，逆時(shí)針加工。

解：用格式一（終點(diǎn)坐標(biāo)+圓弧半徑）把整圓分兩段加工，先加工半圓再加工另半圓。用格式二（終點(diǎn)坐標(biāo)+圓心坐標(biāo)）直接用一段程序即可加工出整圓。

發(fā)那科系統(tǒng)西門子系統(tǒng)格式一N10G03X105Y60R35F50N20X35Y60R35N10G03X105Y60CR=35F50N20X35Y60CR=35格式二N10G03（G02）X35Y60I35J0F50圖2-10

二、加工工藝分析

1.工、量、刃具選擇（1）工具選擇：工件采用平口鉗裝夾，下用墊鐵支承。

（2）量具選擇：加工尺寸精度要求不高，用游標(biāo)卡尺測(cè)量，另用百分表校正平口鉗，其規(guī)格、參數(shù)見表2-2-4。（3）刀具選擇：本課題加工油槽深度為1mm，加工材料為硬鋁，銑刀直徑選擇與油槽寬度相同為3mm，銑刀材料選用價(jià)格較低的普通高速鋼，加工中需垂直下刀，故選用鍵槽銑刀為宜，具體見表2-2-4。工、量、刃具清單圖號(hào)SKX2-2-1種類序號(hào)名稱規(guī)格精度單位數(shù)量工具1平口鉗QH135個(gè)12扳手把13平行墊鐵副14塑膠榔頭個(gè)1量具1游標(biāo)卡尺0～150mm0.02把12百分表及表座0～10mm0.01個(gè)1刀具1鍵槽銑刀?3個(gè)1

2.加工工藝方案

（1）加工工藝路線不分粗、精加工，一次垂直下刀至深度尺寸，加工出油槽。對(duì)于不連續(xù)油槽，應(yīng)設(shè)置抬刀工藝，參考路線如下：刀具移動(dòng)到P2點(diǎn)上方→下刀→直線加工至P3點(diǎn)→直線加工至P4點(diǎn)→順時(shí)針圓弧加工至P5點(diǎn)→直線加工至P2點(diǎn)→直線加工至P1點(diǎn)→直線加工至P6點(diǎn)→逆時(shí)針圓弧加工至P5點(diǎn)→抬刀（加工字母“B”）。刀具空間移至P7點(diǎn)上方→下刀→圓弧加工至P7點(diǎn)→抬刀（加工字母“O”）。刀具空間移至P8點(diǎn)上方→下刀→逆時(shí)針圓弧加工至P9點(diǎn)→直線加工至P10點(diǎn)→逆時(shí)針圓弧加工至P11點(diǎn)→直線加工至P12點(diǎn)→順時(shí)針圓弧加工至P13點(diǎn)→直線加工至P14點(diǎn)→順時(shí)針圓弧加工至P15點(diǎn)→抬刀結(jié)束（加工字母“S”）。

（2）合理切削用量選擇主軸轉(zhuǎn)速：1200r/min。進(jìn)給速度：垂直進(jìn)給速度50mm/min；表面進(jìn)給速度70mm/min。

3.參考程序編制

（1）工件坐標(biāo)系建立根據(jù)工件坐標(biāo)系建立原則：X軸、Y軸零點(diǎn)取在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，Z軸零點(diǎn)取在零件上表面，故工件坐標(biāo)系設(shè)置在O點(diǎn)，見圖2-7所示。（2）基點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算坐標(biāo)系建立后應(yīng)計(jì)算基點(diǎn)P1、P2…P15等坐標(biāo)，其中B、S圓弧半徑為7.5mm，字母“O”圓弧半徑為12.5mm，具體基點(diǎn)坐標(biāo)見表2-15。

表2-15基點(diǎn)坐標(biāo)基點(diǎn)坐標(biāo)（X，Y）基點(diǎn)坐標(biāo)（X，Y）P1

（5，5）P9

（62.5，5）P2

（5，20）P10

（67.5，5）P3

（5，35）P11

（67.5，20）P4

（12.5，35）P12

（62.5，20）P5

（12.5，20）P13

（62.5，35）P6

（12.5，5）P14

（67.5，35）P7

（25，20）P15

（75，27.5）P8

（55，12.5）

（3）參考程序發(fā)那科系統(tǒng)程序名“O0022”；西門子系統(tǒng)程序名“XX0022．MPF”，兩套系統(tǒng)程序相同。程序段號(hào)程序內(nèi)容動(dòng)作說(shuō)明N10G0G54G17G90X0Y0Z100M3S1200T01設(shè)置工件坐標(biāo)系，起刀點(diǎn)位置，正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速1200r/min，刀具號(hào)T01N20X5Y20Z5刀具快速運(yùn)動(dòng)到P2點(diǎn)上方5mm處N30G01Z-1F50以G01速度下刀，深1mmN40Y35F70從P2點(diǎn)直線加工到P3點(diǎn),進(jìn)給速度70mm/minN50X12.5從P3點(diǎn)直線加工到P4點(diǎn)N60G02X12.5Y20I0J-7.5順時(shí)針圓弧加工到P5點(diǎn)N70G01X5直線加工到P2點(diǎn)N80Y5直線加工到P1點(diǎn)N90X12.5直線加工到P6點(diǎn)N100G03Y20I0J7.5逆時(shí)針圓弧加工到P5點(diǎn)N110G00Z5字母“B”加工完畢抬刀，Z坐標(biāo)5mmN120X25Y20刀具空間快速運(yùn)動(dòng)到P7點(diǎn)上方N130G01Z-1F50以G01速度下刀，深1mmN140G02I12.5J0F70用圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)+圓心坐標(biāo)格式加工字母“O”N150G00Z5加工完畢抬刀，Z坐標(biāo)5mmN160X55Y12.5刀具空間快速運(yùn)動(dòng)到P8點(diǎn)上方N170G01Z-1F50以G01速度下刀，深1mmN180G03X62.5Y5I7.5J0F70逆時(shí)針圓弧加工到P9點(diǎn)N190G01X67.5直線加工到P10點(diǎn)N200G03X67.5Y20I0J7.5逆時(shí)針圓弧加工到P11點(diǎn)N210G01X62.5直線加工到P12點(diǎn)N220G02Y35I0J7.5順時(shí)針圓弧加工到P13點(diǎn)N230G01X67.5直線加工到P14點(diǎn)N240G02X75Y27.5I0J-7.5順時(shí)針圓弧加工到P15點(diǎn)N250G00Z100加工完畢抬起刀具N260M5主軸停轉(zhuǎn)N270M02程序結(jié)束注：1.發(fā)那科系統(tǒng)在第一段程序中一般還需添加G49（取消長(zhǎng)度補(bǔ)償）、G21（選擇公制尺寸輸入）、G80（取消固定循環(huán)）等指令，如第一段程序指令過多，可把第一段程序分成兩段編寫。2.圓弧加工若用終點(diǎn)坐標(biāo)+半徑格式，則發(fā)那科系統(tǒng)與西門子系統(tǒng)程序略有不同。[資料鏈接]

在G18或G19平面中進(jìn)行圓弧插補(bǔ)時(shí)，若采用圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)+圓心坐標(biāo)指令格式其格式不同于G17平面中圓弧插補(bǔ)。

1.G18（X、Z）平面圓弧插補(bǔ)格式：

G18G2/G3X_Z_I_K_F_；

其中X、Z為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)，I為圓弧起點(diǎn)到圓心的在X軸方向增量值，K為圓弧起點(diǎn)到圓心的在Z軸方向增量值，F(xiàn)為刀具進(jìn)給速度。

2.G19（Y、Z）平面圓弧插補(bǔ)格式：

G19G2/G3Y_Z_J_K_F_；

其中Y、Z為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)，J為圓弧起點(diǎn)到圓心的在Y軸方向增量值，K為圓弧起點(diǎn)到圓心的在Z軸方向增量值，F(xiàn)為刀具進(jìn)給速度。[任務(wù)實(shí)施]一、加工準(zhǔn)備

1.檢查毛坯尺寸。

2.開機(jī)、回參考點(diǎn)。

3.程序輸入：把編寫好的程序通過數(shù)控面板輸入數(shù)控機(jī)床。

4.工件裝夾：先把平口鉗裝夾在銑床工作臺(tái)上，用百分表校正平口鉗使鉗口與銑床X方向平行。工件裝夾在平口鉗上，下用墊鐵支承，使工件放平并伸出鉗口5～10mm，夾緊工件。

5.刀具裝夾：選用Φ3mm鍵槽銑刀、2～4mm彈簧夾頭，把彈簧夾頭裝入銑刀刀柄中，再裝入銑刀并夾緊。最后把刀柄裝入銑床或加工中心主軸。

二、對(duì)刀

X、Y、Z軸均采用試切法對(duì)刀并把操作得到的零偏值輸入到G54等偏置寄存器中。三、仿真加工一般數(shù)控機(jī)床都帶有仿真功能，模擬刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，以檢查數(shù)控程序。1）發(fā)那科系統(tǒng)操作步驟選擇MEM（自動(dòng)加工）工作模式，打開程序，按油槽參數(shù)功能鍵，按軟鍵，出現(xiàn)油槽參數(shù)設(shè)置畫面，可以設(shè)置油槽范圍、油槽比例、油槽中心點(diǎn)、自動(dòng)擦除及刀具軌跡顏色等。按軟件，出現(xiàn)如圖2-2-8所示刀具運(yùn)動(dòng)軌跡畫面，按下機(jī)床鎖住按鈕（也可以同時(shí)按下空運(yùn)行按鈕提高運(yùn)行速度），按循環(huán)啟動(dòng)按鈕，觀察加工軌跡，檢驗(yàn)程序。仿真加工結(jié)束后，將空運(yùn)行和機(jī)床鎖住按鈕復(fù)位，機(jī)床復(fù)回參考點(diǎn)。圖2-11圖2-122）西門子系統(tǒng)選擇AUTO（自動(dòng)加工）模式，打開程序，通過軟鍵選擇選項(xiàng)（見圖2-1-7所示），按軟鍵，出現(xiàn)如圖2-2-9軌跡仿真界面。按下數(shù)控啟動(dòng)鍵，觀察刀具運(yùn)行軌跡。模擬之前也可通過程序控制設(shè)置空運(yùn)行選項(xiàng)，以提高刀具運(yùn)行速度，縮短模擬時(shí)間。通過右側(cè)、、、等軟鍵，可進(jìn)行運(yùn)行、復(fù)位、頂視圖觀看、3D視圖觀看等操作。仿真加工結(jié)束后，去除空運(yùn)行和程序測(cè)試選項(xiàng)。有些廠家的數(shù)控機(jī)床，按模擬軟鍵就選中程序測(cè)試功能，仿真時(shí)，機(jī)床被鎖住不動(dòng)，具體以機(jī)床說(shuō)明書為準(zhǔn)。四、零件自動(dòng)加工方法發(fā)那科系統(tǒng)：改變基礎(chǔ)坐標(biāo)系中Z軸值為0，選擇MEM（自動(dòng)加工）工作模式，打開程序，調(diào)好進(jìn)給倍率，按下循環(huán)啟動(dòng)按鈕。西門子系統(tǒng)：取消空運(yùn)行及程序測(cè)試有效，打開程序，選擇自動(dòng)模式，按數(shù)控啟動(dòng)按鈕。五、零件加工及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)內(nèi)容及要求配分學(xué)生自檢學(xué)生互檢教師檢測(cè)得分1職業(yè)素養(yǎng)文明、禮儀5

2安全、紀(jì)律10

3行為習(xí)慣5

4工作態(tài)度5

5團(tuán)隊(duì)合作5

6制定工藝1．選擇裝夾與定位方式2．選擇刀具3．選擇加工路徑4．選擇合理切削用量5

7程序編制1．編程坐標(biāo)系選擇正確2．指令使用與程序格式正確3．基