编制一个通用程序，铣削加工图3-56所示跑道形外轮廓侧面。假设X0为跑道形外轮廓左侧圆弧中心的绝对横坐标，Y0为跑道形外轮廓左侧圆弧中心的绝对纵坐标，Z为最终加工深度，R为刀具快速接近工件点坐标，I为跑道形外轮廓左侧圆弧半径，J为右侧圆弧半径，U为跑道形外轮廓左右圆弧中心距，D为加工零件的刀具半径，C为刀具接近及离开间隙（C≥刀具半径），F为切削进给速度，采用顺铣切削方式加工。
图3-56 跑道形零件外轮廓侧面铣削走刀路线示意图
a）侧面铣削图 b）效果图
由图3-56分析，可画出该宏程序的结构流程框图，如图3-57所示。
图3-57 铣削跑道形外轮廓零件侧面的用户宏程序结构流程框图
1.HNC—21/22M华中世纪星数控系统对跑道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—跑道形外轮廓左侧圆弧中心的横坐标绝对值
#24=Y0；Y0—跑道形外轮廓左侧圆弧中心的纵坐标绝对值
#25=Z；Z—垂直方向最终加工深度尺寸值
#20=U；U—跑道形凸台左右圆弧中心距
#17=R；R—刀具快速接近工件点坐标
#8=I；I—左侧圆弧半径
#9=J；J—右侧圆弧半径
#3=D；D—刀具半径
#5=F；F—切削进给速度
#2=C；C—刀具接近及离开间隙（C=2D=刀具直径）
%3333；宏程序号
N005 #2=2*#3；间隙等于刀具直径
#12=SQRT[#20*#20-[#9-#8]*[#9-#8]]；计算两圆弧切线长度
#14=ATAN[[#9-#8]/#12]；切线与X轴夹角
#27=[#8+#3]*SIN[#14*PI/180]；左侧圆心通过圆弧切点到刀具中心的横坐标
#28=[#8+#3]*COS[#14*PI/180]；左侧圆心通过圆弧切点到刀具中心的纵坐标
#29=[#9+#3]*SIN[#14*PI/180]；右侧圆心通过圆弧切点到刀具中心的横坐标
#30=[#9+#3]*COS[#14*PI/180]；右侧圆心通过圆弧切点到刀具中心的纵坐标
N010 G90 G00 X[#23-[#8+#3]] Y[#24+#2]；刀具快速移到跑道形外轮廓左上侧
N015 Z[#17]；刀具快速下降到工件上方安全距离
N020 G01 Z[#25] F[#5/2]；刀具以工进速度下降到最终加工深度
N025 X[#23-[#8+#3]] Y[#24] F[3*#5]；沿跑道形外轮廓左侧延长线切入到P0点
N030 G03 X[#23-#27] Y[#24-#28] I[#8+#3]J0；沿轮廓圆弧插补到P1点
N035 G01 X[#23+#20-#29] Y[#24-#30]；沿轮廓直线插补到P2点
N040 G03 X[#23+#20-#29] Y[#24+#30]I[#29]J[#30]；沿轮廓圆弧插补到P3点
N045 G01 X[#23-#27] Y[#24+#28]；沿轮廓直线插补到P4点
N050 G03 X[#23-[#8+#3]] Y[#24] I[#27] J[-#28]；沿轮廓圆弧插补到P0点
N055 G01 X[#23-[#8+#3]] Y[#24-#2]]；沿跑道形外轮廓左侧延长线切出
N060 G90 G00 Z[#17+50]；刀具快速抬起离开工件
N065 M99；宏程序结束并返回主程序
2.SINUMERIK802D数控系统对跑道形外轮廓零件侧面铣削的用户R参数程序
R参数含义：
R24=X0；X0—跑道形外轮廓左侧圆弧中心的横坐标绝对值
R25=Y0；Y0—跑道形外轮廓左侧圆弧中心的纵坐标绝对值
R26=Z；Z—垂直方向最终加工深度尺寸值
R21=U；U—跑道形凸台左右圆弧中心距
R18=R；R—刀具快速接近工件点坐标
R4=I；I—左侧圆弧半径
R5=J；J—右侧圆弧半径
R7=D；D—刀具半径
R9=F；F—切削进给速度
R3=C；C—刀具接近及离开间隙（C=2D=刀具直径）
L3333.SPF；R参数子程序名
N005 R3=2*R7；间隙等于刀具直径
R12=SQRT[R21*R21-[R5-R4]*[R5-R4]]；计算两圆弧切线长度
R14=ATANZ[[R5-R4]/R12]；切线与X轴夹角
R27=[R4+R7]*SIN[R14]；左侧圆心通过圆弧切点到刀具中心的横坐标
R28=[R4+R7]*COS[R14]；左侧圆心通过圆弧切点到刀具中心的纵坐标
R29=[R5+R7]*SIN[R14]；右侧圆心通过圆弧切点到刀具中心的横坐标R30=[R5+R7]*COS[R14]；右侧圆心通过圆弧切点到刀具中心的纵坐标
N010 G90 G00 X=R24-[R4+R7] Y=R25+R3；刀具快速移到跑道形外轮廓左上侧
N015 Z=R18；刀具快速下降到工件上方安全距离
N020 G01 Z=R26 F=R9/2；刀具以工进速度下降到最终加工深度
N025 X=R24-[R4+R7] Y=R25 F=R19；沿跑道形外轮廓左侧延长线切入到P0点
N030 G03 X=R24-R27 Y=R25-R28 I=R4+R7 J0；沿轮廓圆弧插补到P1点
N035 G01 X=R24+R21-R29 Y=R25-R30；沿轮廓直线插补到P2点
N040 G03 X=R24+R21-R29 Y=R25+R30 I=R29 J=R30；沿轮廓圆弧插补到P3点
N045 G01 X=R24-R27 Y=R25+R28；沿轮廓直线插补到P4点
N050 G03 X=R24-[R4+R7] Y=R25 I=R27 J=-R28；沿轮廓圆弧插补到P0点
N055 G01 X=R24-[R4+R7] Y=R25-R3；沿跑道形外轮廓左侧延长线切出
N060 G90 G00 Z=R18+50；刀具快速抬起离开工件
N065 RET；R参数子程序结束并返回主程序
3.FANUC0i数控系统对跑道形外轮廓零件侧面铣削的用户宏程序
自变量含义：
#24=X0；X0—跑道形外轮廓左侧圆弧中心的横坐标绝对值
#25=Y0；Y0—跑道形外轮廓左侧圆弧中心的纵坐标绝对值
#26=Z；Z—垂直方向最终加工深度尺寸值
#21=U；U—跑道形凸台左右圆弧中心距
#18=R；R—刀具快速接近工件点坐标
#4=I；I—左侧圆弧半径
#5=J；J—右侧圆弧半径
#7=D；D—刀具半径
#9=F；F—切削进给速度
#3=C；C—刀具接近及离开间隙（C=2D=刀具直径）
O3333；宏程序名
N005 #3=2*#7；间隙等于刀具直径
#12=SQRT[#21*#21-[#5-#4]*[#5-#4]]；计算两圆弧切线长度
#14=ATAN[[#5-#4]/#12]；切线与X轴夹角
#27=[#4+#7]*SIN[#14]；左侧圆心通过圆弧切点到刀具中心的横坐标
#28=[#4+#7]*COS[#14]；左侧圆心通过圆弧切点到刀具中心的纵坐标
#29=[#5+#7]*SIN[#14]；右侧圆心通过圆弧切点到刀具中心的横坐标
#30=[#5+#7]*COS[#14]；右侧圆心通过圆弧切点到刀具中心的纵坐标
N010 G90 G00 X[#24-[#4+#7]] Y[#25+#3]；刀具快速移到跑道形外轮廓左上侧
N015 Z#18；刀具快速下降到工件上方安全距离
N020 G01 Z#26 F[#9/2]；刀具以工进速度下降到最终加工深度
N025 X[#24-[#4+#7]]Y#25 F#19；沿跑道形外轮廓左侧延长线切入到P0点
N030 G03 X[#24-#27] Y[#25-#28] I[#4+#7]J0；沿轮廓圆弧插补到P1点
N035 G01 X[#24+#21-#29] Y[#25-#30]；沿轮廓直线插补到P2点
N040 G03 X[#24+#21-#29] Y[#25+#30] I#29 J#30；沿轮廓圆弧插补到P3点
N045 G01 X[#24-#27] Y[#25+#28]；沿轮廓直线插补到P4点
N050 G03 X[#24-[#4+#7]] Y#25 I#27 J-#28；沿轮廓圆弧插补到P0点
N055 G01 X[#24-[#4+#7]] Y[#25-#3]；沿跑道形外轮廓左侧延长线切出
N060 G90 G00 Z[#18+50]；刀具快速抬起离开工件(www.xing528.com)
N065 M99；宏程序结束并返回主程序
注意：
1）间隙量C不能小于刀具直径。
2）刀具半径值必须大于0。
3）程序中没有使用刀具半径补偿指令（G41、G42、G40）。
4.编程实例
在铣床或加工中心上加工图3-58所示跑道形外轮廓零件侧面，跑道形外轮廓左侧圆弧半径为20.0mm，右侧圆弧半径为30.0mm，左右两圆弧的中心距为50.0mm，深度为10.0mm，以绝对坐标（40.0，0）为旋转中心，逆时针旋转45°。试用变量（或参数）编写出加工此零件的数控程序。
图3-58 跑道形零件外轮廓侧面铣削编程实例的刀具路线示意图
a）尺寸图 b）效果图
解：
（1）工艺设计 建立工件坐标系，跑道形零件外轮廓左侧圆弧中心在工件坐标系中的X、Y绝对坐标为（40.0，0），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。
采用顺铣方式铣削跑道形外轮廓侧面，运用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宏程序。
（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=40.0；跑道形外轮廓左侧圆弧中心的横坐标绝对值
#24=0；跑道形外轮廓左侧圆弧中心的纵坐标绝对值
#25=-10.0；垂直方向最终加工深度尺寸值
#20=50.0；跑道形凸台左右圆弧中心距
#17=2.0；刀具快速接近工件点坐标
#8=20.0；左侧圆弧半径
#9=30.0；右侧圆弧半径
#3=10.0；刀具半径
#5=150.0；切削进给速度
#2=20.0；刀具接近及离开间隙（C=2D=刀具直径）
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 G68 X40.0 Y0 P45；以绝对坐标（40.0，0）为旋转中心，逆时针旋转45°
N35 M98 P3333 X40.0 Y0 Z-10.0 R2.0 I20.0 J30.0 D10.0 F150U50.0 C20.0；调用加工跑道形外轮廓侧面的宏子程序
N40 G00 Z100.0 M09；刀具退到工件上表面100mm处，切削液关闭
N45 G69 G49；取消旋转和刀具长度补偿
N50 G00 X0 Y0 M05；刀具退回工件坐标零点，主轴停止
N55 M30；程序结束并返回程序开头
%3333；跑道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×××××；
N05 R24=0；跑道形外轮廓左侧圆弧中心的横坐标绝对值
R25=0；跑道形外轮廓左侧圆弧中心的纵坐标绝对值
R26=-10.0；垂直方向最终加工深度尺寸值
R21=50.0；跑道形凸台左右圆弧中心距
R18=2.0；刀具快速接近工件点坐标
R4=20.0；左侧圆弧半径
R5=30.0；右侧圆弧半径
R7=10.0；刀具半径
R9=150.0；切削进给速度
R3=20.0；刀具接近及离开间隙（C=2D=刀具直径）
N10 T1 D1；调用1号刀补
N15 G17 G90 G71 G94 G54 G40；工艺加工状态设置
N20 G00 Z50.0 S500 M03；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 TRANS X40.0 Y0；可编程零点偏移
N35 AROT RPL=45；附加旋转45°
N40 L3333；调用跑道形外轮廓侧面的用户R参数程序
N45 TRANS；取消偏移和旋转
N50 G00 Z100.0 M09；刀具退到工件上表面100mm处，切削液关闭
N52 D00；取消长度补偿
N55 G00 X0 Y0 M05；刀具退回工件坐标零点，主轴停止
N60 M02；R参数子程序结束并返回程序开头
L3333.SPF；跑道形外轮廓侧面铣削用户R参数子程序（见前面）
︙
REF；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=0；跑道形外轮廓左侧圆弧中心的横坐标绝对值
#25=0；跑道形外轮廓左侧圆弧中心的纵坐标绝对值
#26=-10.0；垂直方向最终加工深度尺寸值
#21=50.0；跑道形凸台左右圆弧中心距
#18=2.0；刀具快速接近工件点坐标
#4=20.0；左侧圆弧半径
#5=30.0；右侧圆弧半径
#7=10.0；刀具半径
#9=150.0；切削进给速度
#3=20.0；刀具接近及离开间隙（C=2D=刀具直径）
主程序如下：
O××××；主程序名
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
N28 G52 X40.00；局部坐标系设定
N30 G68 X0 Y0 P45.0；以绝对坐标（0，0）为旋转中心，逆时针旋转45°。
N35 G65 P3333 X0 Y0 Z-10.0 R2.0 I20.0 J30.0 D10.0 F150 U50.0 C20.0；调用加工跑道形外轮廓侧面的宏子程序
N40 G00 Z100.0 M09；刀具退到工件上表面100mm处，切削液关闭
N45 G69 G49；取消旋转和刀具长度补偿
N48 G52 X0 Y0；取消局部坐标系设定
N50 G00 X0 Y0 M05；刀具退回工件坐标零点，主轴停止
N55 M30；程序结束并返回程序开头
O3333；跑道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
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