圆弧面加工：常见加工方法与编程示例

1.圆弧插补指令

圆弧插补指令使刀具相对工件以指定的速度从当前点（始点）向终点进行圆弧插补。G02为顺时针圆弧插补，G03为逆时针圆弧插补，如图3-16所示。

图3-16 圆弧插补指令

（1）指令格式

圆弧插补指令各程序字的含义见表3-9。

表3-9 圆弧插补指令各程序字的含义

（2）顺时针圆弧与逆时针圆弧的判别 在使用圆弧插补指令时，需要判断刀具是沿顺时针还是逆时针方向加工零件。判别方法：处在圆弧所在平面（数控车床为XZ平面）的另一个轴（数控车床为Y轴）的正方向看该圆弧，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03。在判别圆弧的顺逆方向时，一定要注意刀架的位置及Y轴的方向，如图3-17所示。

（3）圆心坐标的确定 圆心坐标I、K值为圆弧起点到圆弧圆心的矢量在X、Z轴上的投影，如图3-18所示。I、K为增量值，带有正负号，且I值为半径值。I、K的正负取决于该矢量方向与坐标轴方向的异同，相同者为正，相反者为负。若已知圆心坐标和圆弧起点坐标，则I=X_圆心-X_起点（半径差）；K=Z_圆心-Z_起点。图3-18中I值为-20，K值为-20。

图3-17 顺时针圆弧与逆时针圆弧的判别

（4）圆弧半径的确定 圆弧半径R有正值与负值之分。当圆弧所对的圆心角小于或等于180°时，R取正值；当圆弧所对的圆心角大于180°并小于360°时，R取负值，如图3-19所示。通常情况下，在数控车床上所加工圆弧的圆心角小于180°。

图3-18 圆心坐标I、K值的确定

图3-19 圆弧半径R正负的确定

（5）编程实例 编制图3-20所示圆弧精加工程序。P₁→P₂圆弧加工程序见表3-10。

图3-20 圆弧编程实例

表3-10P₁→P₂圆弧加工程序

2.圆弧面的车削示例

（1）车锥法加工圆弧 如图3-21所示，先用车锥法粗车掉以AB为母线的圆锥面外的余量，再用圆弧插补粗车右半球。

1）相关计算。确定A、B两点坐标，经平面几何的推算，得出一简单公式

，即

图3-21 车锥法加工圆弧示例

所以A点坐标为（22，0），B点坐标为（44，-11）。

2）参考程序。用车锥法切除以AB为母线的圆锥面外的余量，其参考程序见表3-11。

表3-11 车锥法加工圆弧参考程序(https://www.xing528.com)

（续）

同样的方法切除以DE为母线的圆锥面外的余量，再用圆弧插补车削左半球，留给读者自己做练习，要注意使用车刀的角度。

（2）车圆法加工圆弧 圆心不变，圆弧插补半径依次减小（或者增大，即车凹形圆弧）一个背吃刀量，直至尺寸符合要求，如图3-22所示。

1）相关计算。BC圆弧的起点坐标为（X20.0，Z0），终点坐标为（X44.0，Z-12.0），半径为R12；依此类推，可知同心圆的起点、终点及半径如下。

①（X20.0，Z2），（X48.0，Z-12.0），R14。

②（X20.0，Z4），（X52.0，Z-12.0），R16。

③（X20.0，Z6），（X56.0，Z-12.0），R18。

④（X20.0，Z8），（X60.0，Z-12.0），R20。

图3-22 车圆法加工圆弧示例

2）车圆法加工圆弧参考程序见表3-12。

表3-12 车圆法加工圆弧参考程序

（续）

这种插补方法适用于起、终点正好为四分之一圆弧或半圆弧，每车一刀，X、Z方向分别改变一个背吃刀量。

（3）移圆法（圆心偏移）加工圆弧面 圆心依次偏移一个背吃刀量，直至尺寸符合要求，如图3-23所示。

1）相关计算。由图3-23可知，A点～F点坐标如下。

①A点坐标为（X38.0，Z-13.0），B点坐标为（X38.0，Z-47.0）。

②C点坐标为（X42.0，Z-13.0），D点坐标为（X42.0，Z-47.0）。

图3-23 移圆法加工圆弧示例

③E点坐标为（X46.0，Z-13.0），F点坐标为（X46.0，Z-47.0）。

2）移圆法加工圆弧参考程序见表3-13。

表3-13 移圆法加工圆弧参考程序

（续）

这种圆弧插补方法，Z向坐标、圆弧半径R不需改变，每车一刀，X向改变一个背吃刀量即可。