长方形零件平面双向铣削宏程序编程

编制一个通用类宏程序，铣削加工图3-20所示长方形零件的平面，采用双向铣削平面的走刀路线，假设X₀为工件左下角的横坐标绝对值，Y₀为工件左下角的纵坐标绝对值，Z为垂向最终加工深度，R为刀具起始加工深度及快速接近点坐标绝对值，U为工件的横（X）向长度，V为工件的纵（Y）向宽度，D为加工零件的刀具半径，E为有效切削刀具直径百分比（E≤1），C为间隙（C≥刀具半径），K为精加工余量，Q为每层加工深度（Q=R-Z+K）。

由图示分析，可画出该宏程序的结构流程框图，如图3-21所示。

1.HNC—21/22M华中世纪星数控系统对长方形零件平面双向铣削的用户宏程序

局部变量含义：

#23=X₀；X₀—工件左下角的X绝对坐标值

#24=Y₀；Y₀—工件左下角的Y绝对坐标值

#25=Z；Z—垂直（Z）方向最终加工深度尺寸值

#17=R；R—刀具起始加工深度及快速接近点坐标绝对值

#20=U；U—工件横（X）向长度

#21=V；V—工件纵（Y）向宽度

#3=D；D—刀具半径

#5=F；F—切削进给速度

#4=E；E—有效切削刀具百分比（E≤1）

#2=C；C—间隙

#10=K；K—精加工余量

#16=Q；Q—Z轴每次下降深度

图3-20 长方形零件平面双向铣削刀具走刀路线图

a）长方形零件平面双向铣削示意图 b）效果图

图3-21 长方形零件平面双向铣削用户宏程序结构流程框图

O3312；文件名

%3312；宏程序号

N010 #27=#23-[#2+#3]；刀具起刀点的X绝对坐标值[X₀-（C+D）]

#28=#24+#3*[2*#5-1]；刀具起刀点的Y绝对坐标值（Y₀+2DE-D）

#29=#17+#10-#16；刀具首次等高背吃刀量

#30=#28；将刀具起刀点的Y绝对坐标值赋给中间变量#30

#14=2*#3*#4；Y方向移动步距2DE

N015 WHILE#29GT#25；当#29小于或等于#25时，程序跳转到N120程序段

N020 #12=#14；将Y方向移动步距赋给中间变量#12

N025 G00 X[#27] Y[#28]；指令刀具快速移动至工件左下角处X=X₀-（C+D），Y=Y₀+D（2E-1）

N030 Z[#17]；刀具快速下降到工件毛坯表面

N035 G01 Z[#29] F[#5/2]；刀具以工进速度等高下降Q（Z=R+K-Q）

N040 WHILE#12LE#21；当#12大于#21时，程序跳转到N100程序段

N045 G01 X[#20+#2+#3+#23] F[#5]；刀具从工件左侧向右侧直线插补

N055 #12=#12+#14；移动步距均值增加

N060 IF#12LE#21；如果#12大于#21时，程序跳转到N100程序段

N065 #28=#28+#14；Y方向移动步距等距叠加

N070 Y[#28]；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N075 G01 X[#27] F[#5]；刀具以工进速度从工件右侧向左侧直线插补

N080 #12=#12+#14；移动步距均值增加

N085 #28=#28+#14；Y方向移动步距等距叠加

N090 G00 Y[#28]；刀具在Y方向快速移动一个步距

N095 ENDIF；条件满足，结束循环，执行下条语句

N100 ENDW；返回循环体2

N105 #29=#29-#16；中间变量（背吃刀量）再减去一个等高量

#28=#30；将中间变量#30重新赋给#28（刀具起刀点的Y绝对坐标值）

N110 G00 G90 Z[#17+5]；刀具快速上升到工件毛坯表面上5mm处

N115 ENDW；返回循环体

N120 #29=#26；将最终加工深度赋给中间变量#29，开始进行平面精加工

#28=#30；恢复刀具起刀点的Y绝对坐标的初始值

#12=#14；Y方向移动步距均值（2DE）赋给中间变量#12

N125 G00 X[#27] Y[#28]；指令刀具快速移动至工件左侧下刀处，准备精加工

N130 Z[#17]；刀具快速下降到工件毛坯表面

N135 G01 Z[#29] F[#5/2]；刀具以工进速度下降至最终加工深度

N140 WHILE#12LE#21；当#12大于#21时，程序跳转到N200程序段

N145 G01 X[#20+#2+#3+#23] F[#9]；刀具从工件左侧向右侧直线插补

N150 #12=#12+#14；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N155 IF#12LE#21；如果#12大于#21时，程序跳转到N195程序段

N160 #28=#28+#14；Y方向移动步距等距叠加

N165 Y[#28]；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N170 G01 X[#27] F[#5]；刀具以工进速度从工件右侧向左侧直线插补

N175 #12=#12+#14；移动步距均值增加

N180 #28=#28+#14；Y方向移动步距等距叠加

N185 G00 Y[#28]；刀具在Y方向快速移动一个步距

N190 ENDIF；条件满足，结束循环，执行下条语句

N195 ENDW；返回循环体

N200 Z[#18+5]；刀具快速上升到工件毛坯表面上5mm处

N205 G00 Z[#18+50]；刀具快速上升离开工件

N210 M99；宏子程序结束，并返回主程序

2.SINUMERIK802D系统对长方形零件平面双向铣削的用户R参数程序

R参数含义：

R24=X₀；X₀—工件左下角的X绝对坐标值

R25=Y₀；Y₀—工件左下角的Y绝对坐标值

R26=Z；Z—垂直（Z）方向最终加工深度尺寸值

R18=R；R—刀具起始加工深度及快速接近点坐标绝对值

R21=U；U—工件横（X）向长度

R22=V；V—工件纵（Y）向长度

R7=D；D—刀具半径

R9=F；F—切削进给速度

R8=E；E—有效切削刀具百分比（E≤1）

R3=C；C—间隙

R6=K；K—精加工余量

R17=Q；Q—Z轴每次下降深度

FZG3312.SPF；R参数程序名

N010 R27=R24-[R3+R7]；刀具起刀点的X绝对坐标值[X₀-（C+D）]

R28=R25+R7*[2*R8-1]；刀具起刀点的Y绝对坐标值（Y₀+2DE-D）

R29=R18+R6-R17；刀具首次等高背吃刀量

R30=R28；将刀具起刀点的Y绝对坐标值赋给中间变量R30

R14=2*R7*R8；Y方向移动步距2DE

N015 MARKE1：R12=R14；将Y方向移动步距赋给中间变量R12

N020 G00 X=R27 Y=R28；指令刀具快速移动至工件左下角处X=X₀-（C+D），Y=Y₀+D（2E-1）

N025 Z=R18；刀具快速下降到工件毛坯表面

N030 G01 Z=R29 F=R9/2；刀具以工进速度等高下降Q（Z=R+K-Q）

N035 MARKE2：G01 X=R21+R3+R7+R24 F=R9；刀具从工件左侧向右侧直线插补

N040 R12=R12+R14；移动步距均值增加

N045 IF R12＞=R22 GOTOF MARKE5；当R12大于或等于R22时，程序跳转到MARKE5

N055 R28=R28+R14；Y方向移动步距等距叠加

N060 G00 Y=R28；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N065 G01 X=R27 F=R9；刀具以工进速度从工件右侧向左侧直线插补

N070 R12=R12+R14；移动步距均值增加

N075 R28=R28+R14；Y方向移动步距等距叠加

N080 G00 Y=R28；刀具在Y方向快速移动一个步距

N085 IF R12＜=R22 GOTOB MARKE2；当R12小于或等于R22时，程序跳转到MARKE2

N090 MARKE5：R29=R29-R17；中间变量（背吃刀量）再减去一个等高量

R28=R30；将中间变量R30重新赋给R28（刀具起刀点的Y绝对坐标值）

N095 G00 G90 Z=R18+5；刀具快速上升到工件毛坯表面上5mm处

N100 IF R29＞=R26 GOTOB MARKE1；当R29大于或等于R26时，程序跳转到MARKE1

N105 R29=R26；将最终加工深度赋给中间变量#29，开始进行平面精加工

R28=R30；恢复刀具起刀点的Y绝对坐标的初始值

R12=R14；Y方向移动步距均值（2DE）赋给中间变量R12

N110 G00 X=R27 Y=R28；指令刀具快速移动至工件左侧下刀处，准备精加工

N115 Z=R18；刀具快速下降到工件毛坯表面

N120 G01 Z=R29 F=R9/2；刀具以工进速度下降至最终加工深度

N125 MARKE3：G01 X=R21+R3+R7+R24 F=R9；刀具从工件左侧向右侧直线插补

N130 R12=R12+R14；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N135 IF R12＞=R22 GOTOF MARKE6；当R12大于或等于R22时，程序跳转到MARKE6

N140 R28=R28+R14；Y方向移动步距等距叠加

N145 G00 Y=R28；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N150 G01 X=R27 F=R9；刀具以工进速度从工件右侧向左侧直线插补(www.xing528.com)

N155 R12=R12+R14；移动步距均值增加

N160 R28=R28+R14；Y方向移动步距等距叠加

N165 G00 Y=R28；刀具在Y方向快速移动一个步距

N170 IF R12＜=R22 GOTOB MARKE3；当R12小于或等于R22时，程序跳转到MARKE3

N175 MARKE6：Z=R18+5；刀具快速上升到工件毛坯表面上5mm处

N180 G00 Z=R18+50；刀具快速上升离开工件

N185 RET；R参数子程序结束并返回主程序

3.FANUC0i系统对长方形零件平面双向铣削的用户宏程序

自变量含义：

#24=X₀；X₀—工件左下角的X绝对坐标值

#25=Y₀；Y₀—工件左下角的Y绝对坐标值

#26=Z；Z—垂直（Z）方向最终加工深度尺寸值

#18=R；R—刀具起始加工深度及快速接近点坐标绝对值

#21=U；U—工件横（X）向长度

#22=V；V—工件纵（Y）向长度

#7=D；D—刀具半径

#9=F；F—切削进给速度

#8=E；E—有效切削刀具百分比（E≤1）

#3=C；C—间隙

#6=K；K—精加工余量

#17=Q；Q—Z轴每次下降深度

O3312；宏程序名

N010 #27=#24-[#3+#7]；刀具起刀点的X绝对坐标值[X₀-（C+D）]

#28=#25+#7*[2*#8-1]；刀具起刀点的Y绝对坐标值（Y₀+2DE-D）

#29=#18+#6-#17；刀具首次等高背吃刀量

#30=#28；将刀具起刀点的Y绝对坐标值赋给中间变量#30

#14=2*#7*#8；Y方向移动步距2DE

N015 WHILE[#29GT#26]DO1；当#29小于或等于#26时，程序跳转到N115程序段

N020 #12=#14；将Y方向移动步距赋给中间变量#12

N025 G00 X#27 Y#28；指令刀具快速移动至工件左下角处X=X₀-（C+D），Y=Y₀+D（2E-1）

N030 Z#18；刀具快速下降到工件毛坯表面

N035 G01 Z#29 F[#9/2]；刀具以工进速度等高下降Q（Z=R+K-Q）

N040 WHILE[#12LE#22]DO2；当#12大于#22时，程序跳转到N100程序段

N045 G01 X[#21+#3+#7+#24] F#9；刀具从工件左侧向右侧直线插补

N055 #12=#12+#14；移动步距均值增加

N060 IF[#12GT#22] GOTO100；如果#12大于#22时，程序转移到N100程序段

N065 #28=#28+#14；Y方向移动步距等距叠加

N070 G00 Y#28；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N075 G01 X#27 F#9；刀具以工进速度从工件右侧向左侧直线插补

N080 #12=#12+#14；移动步距均值增加

N085 #28=#28+#14；Y方向移动步距等距叠加

N090 G00 Y#28；刀具在Y方向快速移动一个步距

N095 END2；返回循环体2

N100 #29=#29-#17；中间变量（背吃刀量）再减去一个等高量

#28=#30；将中间变量#30重新赋给#28（刀具起刀点的Y绝对坐标值）

N105 G00 G90 Z[#18+5]；刀具快速上升到工件毛坯表面上5mm处

N110 END1；返回循环体1

N115 #29=#26；将最终加工深度赋给中间变量#29，开始进行平面精加工

#28=#30；恢复刀具起刀点的Y绝对坐标的初始值

#12=#14；Y方向移动步距均值（2DE）赋给中间变量#12

N120 G00 X#27 Y#28；指令刀具快速移动至工件左侧下刀处，准备精加工

N125 Z#18；刀具快速下降到工件毛坯表面

N130 G01 Z#29 F[#9/2]；刀具以工进速度下降至最终加工深度

N135 WHILE[#12LE#22]DO3；当#12大于#22时，程序跳转到N190程序段

N140 G01 X[#21+#3+#7+#24] F#9；刀具从工件左侧向右直线插补

N145 #12=#12+#14；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N150 IF[#12GT#22] GOTO190；如果#12大于#22时，程序转移到N190程序段

N155 #28=#28+#14；Y方向移动步距等距叠加

N160 G00 Y#28；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N165 G01 X#27 F#9；刀具以工进速度从工件右侧向左侧直线插补

N170 #12=#12+#14；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N175 #28=#28+#14；Y方向移动步距等距叠加

N180 G00 Y#28；刀具在Y方向快速移动一个步距

N185 END3；返回循环体

N190 Z[#18+5]；刀具快速上升到工件毛坯表面上5mm处

N195 G00 Z[#18+50]；刀具快速上升离开工件

N200 M99；宏子程序结束并返回主程序

注意：

1）U、V值必须大于0。

2）有效切削刀具直径百分比应小于1。

3）间隙量C不能小于0。

4）精加工余量K不能大于Q。

5）每层加工深度Q不能大于总加工厚度R-Z。

6）刀具半径值D必须大于0。

7）刀具半径补偿指令（G40、G42、G40）没有被使用。

8）精加工时，在操作面板上手动调整主轴和进给倍率开关。

4.编程实例

图3-22所示一长方形零件，长300.0mm，宽200.0mm；要求对该零件平面进行铣削。

解：

（1）工艺设计 建立工件坐标系，工件左下角离开工件坐标系X、Y轴零点的绝对坐标为（30，20），工件表面离开坐标系Z轴零点的绝对坐标值为5.0mm，机床坐标系偏置值设置在G54寄存器中。

采用双向铣削方式铣削平面，选择ϕ80mm的硬质合金面铣刀，取主轴转速为600r/min，铣削进给速度为350mm/min；假设切削厚度为5.0mm，分层切削，每次粗加工深度为2.0mm，精加工余量为1.0mm，主轴起始位置在零件上方50.0mm处，刀具起始切削高度为5.0mm，最终加工位置为Z0.0mm。有效切削刀具直径百分比为0.75，间隙取5.0mm。

（2）参考程序

1）HNC—21/22M华中世纪星数控系统。

O××××；文件名

图3-22 长方形零件平面双向铣削编程实例走刀路线示意图

a）长方形零件平面双向铣削编程实例尺寸图 b）效果图

%3322；程序号

N10 T01 M06；调用1号刀

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

N20 G43 G00 Z50.0 H01 S600 M03；建立刀具长度补偿，主轴正转，转速为600r/min

N25 X0.0 Y0.0 M07；刀具快速移动到工件坐标零点，打开切削液

N30 M98 P3312 X30.0 Y20.0 Z0.0 R5.0 U300.0 V200.0 D40.0 F350.0 E0.75 C5.0 K1.0 Q2.0；调用长方形零件平面双向铣削的用户宏程序

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 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

2）SINUMERIK 802D数控系统。

FZG×××××；主程序名

N05 R24=30.0 R25=20.0 R26=0.0 R18=5.0 R21=300.0 R22=200.0 R7=40.0 R9=350.0 R8=0.75 R3=5.0 R6=1.0 R17=2.0；参数设置

N10 T1 D1；调用1号刀，1号刀补

N15 G17 G90 G71 G94 G54 G40；工艺加工状态设置

N20 G00 Z50.0 S600 M03；建立刀具长度补偿，主轴正转，转速为600r/min

N25 X0.0 Y0.0 M07；刀具快速移动到工件坐标零点，打开切削液

N30 L3312；调用长方形零件平面双向铣削的用户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 X0 Y0 M05；刀具退回工件坐标零点，主轴停止

N45 M02；程序结束并返回程序开头

3）FANUC 0i数控系统。

O××××；主程序名

N10 T01 M06；调用1号刀

N15 G17 G90 G54 G40 G49 G80；工艺加工状态设置

N20 G43 G00 Z50.0 H01 S600 M03；建立刀具长度补偿，主轴正转，转速为600r/min

N25 X0.0 Y0.0 M08；刀具快速移动到工件坐标零点，打开切削液

N30 G65 P3312 X30.0 Y20.0 Z0.0 R5.0 U300.0 V200.0 D40.0 F350.0 E0.75 C5.0 K1.0 Q2.0；调用长方形零件平面双向铣削的用户宏程序

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 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