數(shù)控車床加工圓弧面容易出現(xiàn)的問題

摘 要：文章就數(shù)控車床加工圓弧形成型面頻繁出現(xiàn)的問題作了總結(jié)歸納，針對這些問題從數(shù)控機床的原理進行分析，通過實例做了具體的說明。

關(guān)鍵詞：圓弧插補;順時針插補G02;逆時針插補G03;應用舉例

0 前言

數(shù)控車床車削圓弧形形成型面常常出現(xiàn)G02或G03（順時針或逆時針）判斷錯誤即，I、K應用的混亂，I、K和R同時應用的困惑等問題。

1 順時針圓弧插補與逆時針圓弧插補的方向判斷（G02或G03）

1.1 數(shù)控機床的坐標系的規(guī)定

（1）數(shù)控機床使用的坐標系規(guī)定為右手笛卡爾坐標系。

（2）數(shù)控車床坐標系：普通數(shù)控車床只有兩個坐標軸：X軸和Z軸。

1.2 車削加工編程時準備功能G02、03的判斷

車削加工編程時，只有X、Z軸沒有Y軸，但是，使用準備功能G02、03編程時必須弄清楚三個坐標軸的關(guān)系才能理解和掌握。

G02為逆時針圓弧插補，G03為順時針圓弧插補。

（1）臥式車床為后置刀架，坐標系如（圖1）（a），y軸的方向如圖垂直向上。加工圓弧面形成型面時，視線方向與 Y軸正方向相反，如圖（圖1）視線方向由上向下看（b）為順圓加工圓弧（G02），（c）為逆圓加工圓?。℅03）。

（2） 臥式車床前置刀架，坐標系如圖（圖2）（a） y軸垂直向下，此時加工圓弧的方向判斷視線方向與Y軸正方向相反，垂直向上視線方向由下向上看如圖（圖2）（b）順圓加工圓?。℅02），（c） 逆圓加工圓?。℅03）。

（3）前置刀架和后置刀架編程的關(guān)系。

1）加工圖示圓弧面時，后置刀架刀具軌跡沿圓弧1逆時針加工，用準備功能指令G03編程，符合視線方向。

2）前置刀架刀具軌跡沿圓弧2運動，表面看應該是用準備功能指令G02順時針加工，但是我們用上面的坐標關(guān)系分析就可以很清楚的得出應該是用輔助功能G03編程，視線方向和我們直接判斷正好相反。

前置刀架和后置刀架的編程是一致的。所以，不論刀架如何布置編程都可以按后置刀架編程。因為這樣既符合我們的視線方向，又和前置刀架的坐標系編程相符合。

2I、K與R的使用

程序格式：

G02（G03）X（U） __Z（W） ___R___F___;

或

G02（G03）X（U） __Z（W） ___I___ K____F___;

程序中I、K與R用來定義圓心的位置和半徑。

（1）圓心向量I、K用來定義圓心的實際位置。圓心坐標I、K為圓弧起點到圓弧終點所作矢量分別在X、Z方向上的分矢量，矢量方向指向圓心。

（2）R表示被加工圓弧的半徑。其所對應的圓心角α≤180°的圓弧R值取正值，α>180°R值取負值。

（3）當一個程序段有I、K也有R時，R值有效，I、K就無用了。

3 應用舉例

車削工件：精加工時刀具的運動軌跡1-2-3-4-5-6，程序如下：

………………….

G0X100Z80; ?（刀具至程序起始點）

G42G0X0.0Z52.0 ; ? （建立刀具半徑補償?shù)毒呖焖俳咏ぜ?/p>

G01Z50.0F0.10 ; ?（刀具以F指定速度接近工件）

G03X20.0Z40.0R10.0;（加工逆時針R10圓?。?/p>

G01Z25.0; ? ? ? ? ?（加工φ20圓柱表面）

G02X40Z15.0; ? ? ?（加工順時針R10圓弧

G01Z0; ? ? ? ? ? ? （加工φ40圓柱表面）

… …

4結(jié)語

車削加工中，坐標系相對于加工中心或數(shù)控銑床都要簡單，但是由于前置刀架和后置刀架的X軸的方向相反，加工圓弧時如果不能正確理解坐標系，就很容易產(chǎn)生混亂。如果我們清楚坐標系的關(guān)系，正確運用刀具半徑補償功能，我們就能夠編制正確的圓弧加工程序，保證工件的加工精度。

參考文獻：

[1]沈建峰，朱勤惠.數(shù)控車床技能鑒定考點分析和試題集萃[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007.7.

[2]彼得·斯密德.數(shù)控編程手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2008.7.

[3]FAUNC oi Mate-TC 操作說明書[P].

作者簡介：董瑞寶（1963-），男，河北唐山人，本科，副教授，從事機械制造與設(shè)計的教學與科研工作。