圆形零件外轮廓侧面铣削宏程序编程优化

编制一个通用类宏程序，铣削加工图3-50所示圆形外轮廓侧面。假设圆形零件的圆弧中心点的横坐标绝对值为X₀，纵坐标绝对值为Y₀，Z为垂向最终加工深度，R为刀具端齿离开零件毛坯上表面的垂向坐标绝对值，I为圆形外轮廓的半径，D为加工零件的刀具半径，C为刀具接近及离开零件的间隙（C≥刀具半径）。

由图3-50分析，可画出该宏程序的结构流程框图，如图3-51所示。

图3-50 圆形外轮廓零件侧面铣削走刀路线示意图

a）零件图 b）效果图

1.HNC—21/22M华中世纪星数控系统对圆形零件外轮廓侧面铣削的用户宏程序

局部变量含义：

#23=X₀；X₀—工件圆弧中心点的横坐标绝对值

#24=Y₀；Y₀—工件圆弧中心点的纵坐标绝对值

#25=Z；Z—垂直方向最终加工深度尺寸值

#17=R；R—刀具在工件上方的安全高度

#8=I；I—圆形外轮廓半径

#3=D；D—刀具半径

#2=C；C—刀具接近及离开零件的间隙（C≥刀具半径）

#5=F；F—切削进给速度

%3331；宏程序号

N010 G90 G00 X[#23-[#8+#3]] Y[#24+#2]；刀具快速移至工件毛坯左上角

N015 Z[#17]；刀具快速下降至工件上方的安全高度

N020 G01 Z[#25] F[#5/2]；刀具以工进速度下降至工件最终加工深度

N025 X[#23-[#8+#3]] Y[#24]F[#5]；切线切入至工件轮廓侧面

N030 G03 I[#8+#3]；整圆顺铣加工

N035 G01 X[#23-[#8+#3]] Y[#24-#2]；沿工件轮廓侧面切线切出

N040 G00 G90 Z50；刀具快速抬起

N045 M99；宏子程序结束并返回主程序

图3-51 圆形外轮廓铣削用户宏程序结构流程框图

2.SINUMERIK802D数控系统对圆形零件外轮廓侧面铣削的用户R参数程序

R参数含义：

R1=X₀；X₀—工件圆弧中心点的横坐标绝对值

R2=Y₀；Y₀—工件圆弧中心点的纵坐标绝对值

R3=Z；Z—垂直方向最终加工深度尺寸值

R4=R；R—刀具在工件上方的安全高度

R5=I；I—圆形外轮廓半径

R6=D；D—刀具半径

R7=C；C—刀具接近及离开零件的间隙（C≥刀具半径）

R8=F；F—切削进给速度

L3331.SPF；R参数程序名

N010 G90 G00 X=R1-[R5+R6] Y=R2+R7；刀具快速移至工件毛坯左上角

N015 Z=R4；刀具快速下降至工件上方的安全高度

N020 G01 Z=R3 F=R8/2；刀具以工进速度下降至工件最终加工深度

N025 X=R1-[R5+R6] Y=R2 F=R8；切线切入至工件轮廓侧面

N030 G03 I=R5+R6；整圆顺铣加工

N035 G01 X=R1-[R5+R6]Y=R2-R7；沿工件轮廓侧面切线切出

N040 G00 G90 Z50；刀具快速抬起

N045 RET；参数子程序结束并返回主程序

3.FANUC0i数控系统对圆形零件外轮廓侧面铣削的用户宏程序

自变量含义：

#24=X₀；X₀—工件圆弧中心点的横坐标绝对值

#25=Y₀；Y₀—工件圆弧中心点的纵坐标绝对值

#26=Z；Z—垂直方向最终加工深度尺寸值

#18=R；R—刀具在工件上方的安全高度

#4=I；I—圆形外轮廓半径

#7=D；D—刀具半径

#3=C；C—刀具接近及离开零件的间隙（C≥刀具半径）

#9=F；F—切削进给速度

O3331；宏程序名

N010 G90 G00 X[#24-[#4+#7]] Y[#25+#3]；刀具快速移至工件毛坯左上角[X-（I+D）]，（Y+C）

N015 Z#18；刀具快速下降至工件上方的安全高度

N020 G01 Z#26 F[#9/2]；刀具以工进速度下降至工件最终加工深度

N025 X[#24-[#4+#7]] Y#25 F#9；切线切入至工件轮廓侧面[X-（I+D）]

N030 G03 I[#4+#7]；整圆顺铣加工

N035 G01 X[#24-[#4+#7]] Y[#25-#3]；沿工件轮廓侧面切线切出[X-（I+D）]，（Y-C）

N040 G00 G90 Z50；刀具快速抬起

N045 M99；宏子程序结束并返回主程序

注意：

1）刀具半径值D必须大于0。

2）间隙量C不能小于刀具半径值D。

3）程序中没有使用刀具半径补偿指令（G41、G42、G40）。

4.编程举例

在铣床或加工中心上加工图3-52所示圆形零件外轮廓侧面。圆形外轮廓直径ϕ100mm，深10.0mm。试用变量（或参数）编写出加工此零件的数控程序。

图3-52 圆形外轮廓侧面铣削编程实例刀具路线示意图

a）尺寸图 b）效果图

解：

（1）工艺设计 建立工件坐标系，零件圆弧中心在工件坐标系中的X、Y绝对坐标为（100.0，100.0），工件表面为工件坐标系Z轴的零点，机床坐标系偏置值设置在G54寄存器中。

采用顺铣方式铣削圆形零件外轮廓侧面，沿轮廓延长线切入与切出；铣削刀具选择ϕ20mm的立铣刀，取主轴转速为500r/min，铣削进给速度为150mm/min；主轴起始位置在零件上方50.0mm处，刀具起始切削高度为2.0mm，最终加工位置为Z-10.0mm。根据不同数控系统，运用变量引数赋值和参数直接赋值编制加工程序。(https://www.xing528.com)

（2）零件加工程序

1）HNC—21/22M华中世纪星数控系统。

局部变量含义：

#23=100.0；工件圆弧中心点的横坐标绝对值

#24=100.0；工件圆弧中心点的纵坐标绝对值

#25=-10.0；垂直方向最终加工深度尺寸值

#17=2.0；刀具在工件上方的安全高度

#8=100.0；圆形外轮廓半径

#3=10.0；刀具半径

#2=20.0；刀具接近及离开零件的间隙（C≥刀具半径）

#5=150.0；切削进给速度

主程序如下：

O××××；文件名

%××××；程序号

N10 T01 M06；调用1号刀具

N15 G17 G90 G21 G94 G54 G40 G49 G80；工艺加工状态设置

N20 G43 G00 Z50.0 H01 S500 M03；建立刀具长度补偿，主轴正转，转速为500r/min

N25 X0 Y0 M07；刀具快速移动到工件坐标零点，打开切削液

N30 M98 P3331 X100.0 Y100.0 Z-10.0 R2.0 I50.0 C20.0 D10.0 F150；调用加工圆形外轮廓侧面的宏子程序

N35 G00 Z100.0 M09；刀具退到工件上表面100mm处，切削液关闭

N40 G49；取消刀具长度补偿

N45 G00 X0 Y0 M05；刀具退回工件坐标零点，主轴停止

N50 M30；程序结束并返回程序开头

%3331；圆形外轮廓侧面铣削用户宏程序（见前面）

︙

M99；子程序结束，返回主程序

2）SINUMERIK 802D数控系统。

主程序如下：

FZG×××××；程序名

N05 R1=100.0；工件圆弧中心点的横坐标绝对值

R2=100.0；工件圆弧中心点的纵坐标绝对值

R3=-10.0；垂直方向最终加工深度尺寸值

R4=2.0；刀具在工件上方的安全高度

R5=100.0；圆形外轮廓半径

R6=10.0；刀具半径

R7=20.0；刀具接近及离开零件的间隙（R7≥刀具半径）

R8=150.0；切削进给速度

N10 T01 M06；调用1号刀具

N15 G17 G90 G71 G94 G54 G40；工艺加工状态设置

N20 G00 Z50.0 D01 S500 M03；建立刀具长度补偿，主轴正转，转速为500r/min

N25 X0 Y0 M07；刀具快速移动到工件坐标零点，打开切削液

N30 L3331；调用加工圆形外轮廓侧面的R参数子程序

N35 G00 Z100.0 M09；刀具退到工件上表面100mm处，切削液关闭

N40 D00；取消刀具长度补偿

N45 G00 X0 Y0 M05；刀具退回工件坐标零点，主轴停止

N50 M02；程序结束并返回程序开头

L3331；圆形外轮廓侧面铣削用户R参数子程序（见前面）

︙

RET；R参数子程序结束，返回主程序

3）FANUC 0i数控系统。

自变量含义：

#24=100.0；工件圆弧中心点的横坐标绝对值

#25=100.0；工件圆弧中心点的纵坐标绝对值

#26=-10.0；垂直方向最终加工深度尺寸值

#18=2.0；刀具在工件上方的安全高度

#4=100.0；圆形外轮廓半径

#7=10.0；刀具半径

#3=20.0；刀具接近及离开零件的间隙（C≥刀具半径）

#9=100.0；切削进给速度

主程序如下：

O××××；程序名

N10 T01 M06；调用1号刀具

N15 G17 G90 G21 G94 G54 G40 G49 G80；工艺加工状态设置

N20 G43 G00 Z50.0 H01 S500 M03；建立刀具长度补偿，主轴正转，转速为500r/min

N25 X0 Y0 M07；刀具快速移动到工件坐标零点，打开切削液

N30 G65 P3331 X100.0 Y100.0 Z-10.0 R2.0 I100.0 C20.0 D10.0 F150；调用加工圆形外轮廓侧面的宏子程序

N35 G00 Z100.0 M09；刀具退到工件上表面100mm处，切削液关闭

N40 G49；取消刀具长度补偿

N45 G00 X0 Y0 M05；刀具退回工件坐标零点，主轴停止

N50 M30；程序结束并返回程序开头

O3331；圆形外轮廓侧面铣削用户宏程序（见前面）

︙

M99；子程序结束，返回主程序

说明：通过改变刀具半径来对零件进行粗、精加工。