圆弧轮廓加工

一、任务布置

完成如图3-9所示圆弧轮廓“6S”零件的加工。零件材料为LY12，毛坯尺寸为80mm×80mm×12mm（长×宽×高）。

图3-9　“6S”零件

【知识目标】

（1）掌握G02、G03指令的编程格式。

（2）掌握数控加工工艺分析及工艺卡片的填写。

【技能目标】

（1）会编制圆弧轮廓零件的加工程序。

（2）会制订圆弧轮廓零件的加工工艺。

（3）会填写圆弧轮廓零件的数控加工工艺卡。

（4）会操作加工中心完成圆弧轮廓零件的加工及质量检测。

二、知识链接

圆弧插补指令是刀具在给定的平面内，沿进给方向以设定的进给速度从圆弧起点插补到指令给出的目标终点位置。G02为顺时针方向圆弧插补指令，G03为逆时针方向插补指令。

G02和G03与坐标平面的选择有关，其判别方法：根据右手笛卡尔直角坐标系，从垂直于圆弧插补平面（如X、Y平面）轴（Z轴）的正方向向负方向看圆弧走向，若插补方向为顺时针方向，则为G02指令，反之，为G03指令。

在各平面G02、G03圆弧插补走向如图3-10所示。

图3-10　G02、G03圆弧插补走向

G02、G03圆弧插补有半径和圆心两种格式。

1.半径格式

指令格式：见表3-19。

表3-19　FANUC、SINUMERIK和HNC系统G02、G03圆弧插补半径格式

2.圆心格式

指令格式：见表3-20。

表3-20　FANUC、SINUMERIK和HNC系统G02、G03圆弧插补圆心格式

注意：1）圆心格式，适合任何圆弧角θ的编程，得到的圆弧是唯一的；

2）当圆心角θ≤180°时，圆弧半径R为正值；当θ＞180。时，负

3）加工整圆时，只能采用圆心坐标格式编程；

4）R与I、J同时编入时，R有效。

三、工艺分析

（一）加工工艺分析

1.结构分析

主要完成“6”、“S”圆弧轮廓的加工，加工深度为3mm。

2.精度分析

由图3-9可知，尺寸控制主要为10mm、3mm两个尺寸，且尺寸都为自由公差，按IT14级加工。

3.加工刀具分析

根据零件加工结构和精度分析，选用φ10mm高速钢立铣刀进行零件槽的加工，就可以达到其加工要求。

4.零件装夹方式分析

根据零件加工要求，使用机用精密平口钳直接装夹零件的方式。

（二）加工工艺文件

1.数控编程任务书

数控编程任务书如表3-21所示。

表3-21　数控编程任务书

主要工艺说明及技术要求：

①圆弧轮廓尺寸精度达到图样要求。详见产品工艺卡。

②技术要求详见零件图。

2.零件安装方式

数控加工工件安装和工件坐标系设定卡参照表3-11所列。

3.数控铣削加工工序

数控铣削加工一次性完成切削加工，其数控加工工序参照表3-12所列。

4.数控铣削加工刀具

使用φ50mm面铣刀和φ10mm立铣刀完成“6S”圆弧轮廓的加工。其数控刀具明细表及数控刀具卡参照表3-13所列。

5.刀具运行轨迹

编程尺寸相对简单，由图3-9所示就可以直接得到。机床刀具运行轨迹如表3-22所示。

表3-22　机床刀具运行轨迹

6.程序编制

FANUC、 SINUMERIK和HNC系统“6S”圆弧轮廓零件加工程序卡如表3-23所示。

表3-23　FANUC、SINUMERIK和HNC系统圆弧轮廓零件加工程序卡

四、技能实训

1.实训准备

根据工艺方案设计要求以及项目任务要求，给出圆弧轮廓零件加工工具、量具、刃具等准备清单，参照表3-16所列。

2.加工准备、程序输入、模拟加工、自动加工、结束准备参照任务一直线槽的操作步骤。

五、质量评价

根据各自实训结果，按照项目评分表对加工零件进行质量评价。评分表如表3-24所示。

表3-24　圆弧轮廓评分表

六、常见问题解析

（1）编程时，注意圆弧圆心角的大小，合理选择半径或圆心的编程格式。

（2）刀具首次Z向下刀时，调整进给倍率为较小值，防止零件在下刀位置出现孔径变大现象。

七、巩固训练

完成如图3-12所示“六”字槽零件的加工。零件材料为LY12，毛坯尺寸为80mm×80mm×12mm。“六”字槽零件评分表如表3-25所示。

图3-12　“六”字槽零件

表3-25　“六”字槽零件评分表

思考与练习

1. FANUC、SINUMERIK和HNC系统，其G02或G03圆弧指令的编程格式如何？在编程时应该注意哪几个方面？

2.简述图3-12所示零件数控加工工艺。