数控铣床常规加工编程方法优化

1.铣平面

如图2-11所示，毛坯的尺寸为50mm×80mm×21mm，现要将高度（Z）加工到20mm，O点为程序原点。当使用大直径的盘铣刀（如ϕ60mm）时，可以一次加工完成，其基本的走刀轨迹为下刀到适当的高度，然后进行铣削，最后完成退刀动作，程序参考如下：

图2-11 铣平面

对于上述程序，程序段N0020可放在N0060前的任一个位置；如果不发生干涉，程序段N0040和N0050也可以写成一个程序段。如果需要，可在刀具移动到下刀点前启动切削液指令，并在退刀指令程序段或其后关闭切削液。需要注意的是，开始铣削之前铣刀要从外部切入（即该程序中X-40的位置），退刀前刀具要完全切出工件（即该程序中X125的位置）。

在数控铣削加工中，小直径铣刀的应用要广泛得多，如果用ϕ10mm的立铣刀来加工上述平面，其走刀轨迹要复杂得多。若按图2-11中的刀具轨迹进行铣削加工，程序可以这样来编写：

在上述程序中，往复的走刀轨迹程序段非常多，书写起来很麻烦，而且容易出错，占用系统的存储空间，此时使用子程序调用可以大大地简化程序。其参考程序（FANUC系统）如下：

主程序

子程序

在该子程序中，为了使每次Y向有进刀动作，使用了G91指令。

在上述加工过程中，走刀轨迹为“之”字形，其加工效率相对较高，但铣削出的平面上的刀痕呈交叉排列。如果每一次铣削后都抬刀，退到起点（X0处）再进行Y向偏移进给，那么加工出的平面上的刀痕排列规则，但其空行程显然增多。

对于数控加工而言，如果是华中系统，则子程序不变，主程序中“N0060 M98 P41000；调用1000子程序4次”需改为：N0060 M98P1000 L4。如果是西门子系统，N0060 M98 P41000；调用1000子程序4次则应写为：N0060 L1000 P4。不同的加工方法可选择不同的编程思想和方法，但有一点是不变的，即采用简单的编程方法，编程可以快一些，但刀具轨迹的空行程一般要多一些；如果希望加工效率高一些，减少空行程，则编程时要考虑得更详细。当然，解决问题的根本办法是采用自动编程技术。

2.铣轮廓(www.xing528.com)

对于图2-12所示的零件，其毛坯尺寸为60mm×80mm×15mm，若要加工该零件，则必须通过侧铣轮廓来完成，取O点为程序原点，主要加工程序如下：

在上述程序中，走刀轨迹只是精加工的过程，实际的切削余量要根据上道工序的余量来确定，尤其是对于图2-12中的铣圆弧处、铣斜线处，如果铣刀的直径较小，两刀、甚至三刀都不能加工完成，此时，走空刀（编程简单）和减少空行程（编程复杂）的矛盾需要协调解决。

3.挖槽加工

若要挖图2-13所示的槽（假定槽深为5），用数控铣床加工时可不考虑预钻孔，如果选择键槽铣刀可直接下刀；若用平头铣刀，则可采用螺旋线编程的下刀方式，也可以采用楼梯式（X或Y轴与Z轴联动，Z轴始终向下，另一轴小范围往复运动）。

图2-12 铣轮廓

图2-13 挖槽加工

对于挖槽加工，挖槽的走刀轨迹有很多种，其中图2-13a所示的加工方法中，先要进行粗加工——相当于铣平面，其目的是挖除槽中间的大部分材料；然后按轮廓编程的方法，使刀具向槽内偏移，进行精加工。用该方式粗加工时要简单计算下刀点（A）的位置和走刀次数。下刀点的位置既要考虑到留有精加工余量，又不能过切削；走刀次数既要尽可能地少，又要不留加工死角。假如选择ϕ10mm的平铣刀，选择工件上表面中心O点为程序原点，A点的X坐标可这样计算：70/2-2-5=28（2为余量，5为铣刀半径），A点的Y坐标可这样计算：50/2-2-5=18；走刀次数可这样计算：18×2/6=6（一次加工6，一次往复为12），则其参考程序如下：

若用图2-13b所示的方法加工，刀具则可由内向外进行一层一层地铣削，其数据计算一般较为繁琐。如果巧妙地利用刀具补偿功能，或利用子程序功能、缩放功能等，也可以方便地编写出程序。对于规则的槽（型腔），用手工编程的方法可以解决程序的编写问题，如果是复杂的槽（槽形复杂、走刀不均匀，或者槽中还有凸台—岛屿），则建议使用比较可靠的自动编程的方法。

4.铣成形面

成形面有很多种，不同的成形面有不同的加工方法与编程思想。如齿轮的齿形，可以用轮廓加工的方法，使用系统提供的宏指令等功能，利用循环、跳转等逻辑判断语句完成程序的编制工作。

加工面为空间曲面的零件称为立体曲面类零件。这类零件的加工面不能展成平面，一般使用球头铣刀切削，加工面与铣刀始终为点接触。这类零件最基本的加工方法有行切和环切。如果构成该类零件的型面是规则的几何面，如球面、抛物面等，则可以通过数学处理的方法进行程序的编制；对于不太规则的曲面及曲面与曲面之间的缝合连接，一般则只能通过自动编程（CAM）来完成。