圆形零件平面的双向铣削宏程序编程

编制一个通用类宏程序，铣削加工图3-23所示圆形零件平面，采用双向铣削平面的走刀路线，假设X₀为工件圆弧中心的横坐标绝对值，Y₀为工件圆弧中心的纵坐标绝对值，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，I为圆形零件外轮廓半径，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3-23分析，可画出该宏程序的结构流程框图，如图3-24所示。

图3-23 圆形零件平面双向铣削走刀路线示意图

a）圆形零件平面双向铣削示意图 b）效果图

图3-24 圆形零件平面双向铣削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圆形零件平面双向铣削的用户宏程序

局部变量含义：

#23=X₀；X₀—圆形零件圆弧中心的X绝对坐标值

#24=Y₀；Y₀—圆形零件圆弧中心的Y绝对坐标值

#25=Z；Z—垂直（Z）方向最终加工深度

#17=R；R—起始加工深度及快速接近点

#8=I；I—圆形零件的外轮廓半径

#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（#8≤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

O3313；宏程序号

N010 #12=#8+#2+#3；刀具起刀点的X绝对坐标值（I+C+D）

#14=2*#3*#4；Y方向移动步距2DE

#27=#14；将刀具移动步距赋给中间变量#27

#28=[#24-#8]+#3*[2*#4-1]；刀具起刀点的Y绝对坐标值[（Y₀-I）+2DE-D]

#29=#17-#16；刀具首次等高背吃刀量R-Q

#30=#28；将刀具起刀点的Y绝对坐标值赋给中间变量#30

N015 WHILE#29GT#25；当#29小于或等于#26时，程度跳转到N140程序段

N020 #28=#30；将中间变量#30的值赋给#28

N025 #18=#23-SQRT[#12*#12-[#28-#24]*[#28-#24]]；工件左侧起刀点横坐标计算

N030 G00 G90 X[#18] Y[#28]；刀具快速移至起刀点

N035 Z[#17]；刀具快速下降接近工件

N040 G01 Z[#29] F[#5/2]；刀具以工进速度等高下降一个Q

N045 WHILE#27LE[#24+#8]；当#27大于[#24+#8]时，程序跳转到N128程序段

N050 #15=#23+SQRT[#12*#12-[#28-#24]*[#28-#24]]；工件右侧横坐标绝对值计算

N055 G01 X[#15] F[#5]；刀具从工件左侧直线插补到右侧

N060 #27=#27+#14；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N065 IF#27GT[#24+#8]；当#27大于[#24+#8]时，程序跳转到N125程序段

N070 #28=#28+#14；步距等量增加

N075 #15=#23+SQRT[#12*#12-[#28-#24]*[#28-#24]]；工件右侧横坐标绝对值变化计算

N080 G00 X[#15] Y[#28]；刀具直线插补到下一起刀点

N085 #18=#23-SQRT[#12*#12-[#28-#24]*[#28-#24]]；工件左侧横坐标绝对值变化计算

N090 G01 X[#18]F[#5]；工件从右侧直线插补到工件左侧

N095 #27=#27+#14；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N100 IF#27GT[#24+#8]；当#27大于[#24+#8]时，程序跳转到N125程序段

N105 #28=#28+#14；步距等量增加

N110 #18=#23-SQRT[#12*#12-[#28-#24]*[#28-#24]]；工件左侧横坐标绝对值变化计算

N115 G00 X[#18]Y[#28]；刀具直线插补到下一起刀点

N120 ENDIF；

N125 ENDW；循环结束

N128 G00 Z[#17+5]；刀具快速上升到工件毛坯表面上5mm处

N130 #29=#29-#16；刀具下降深度变化一个Q

N135 ENDW；循环结束

N140 #29=#25；最终加工深度赋值给中间变量

N145 #28=#30；起刀点纵坐标赋值

#27=#14；Y向步距赋值

N150 #18=#23-SQRT[#12*#12-[#28-#24]*[#28-#24]]；工件左侧起刀点横坐标计算

N155 G00 G90 X#18 Y#28；刀具快速移至起刀点

N160 Z[#17]；刀具快速下降接近工件

N165 G01 Z[#29] F[#5/2]；刀具以工进速度下降到最终加工深度

N170 WHILE#27LE[#24+#8]；当#27大于[#24+#8]时，程序跳转到N250程序段

N175 #15=#23+SQRT[#12*#12-[#28-#24]*[#28-#24]]；工件右侧横坐标绝对值计算

N180 G01 X[#15] F[#5]；刀具从工件左侧直线插补到右侧

N185 #27=#27+#14；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N190 IF#27GT[#24+#8]；当#27大于[#25+#4]时，程序跳转到N250程序段

N195 #28=#28+#14；步距等量增加

N200 #15=#23+SQRT[#12*#12-[#28-#24]*[#28-#24]]；工件右侧横坐标绝对值变化计算

N205 G00 X[#15] Y[#28]；刀具直线插补到下一起刀点

N210 #18=#23-SQRT[#12*#12-[#28-#24]*[#28-#24]]；工件左侧横坐标绝对值变化计算

N215 G01 X[#18] F[#5]；工件从右侧直线插补到工件左侧

N220 #27=#27+#14；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N225 IF#27GT[#24+#8]；当#27大于[#25+#4]时，程序跳转到N250程序段

N230 #28=#28+#14；步距等量增加

N235 #18=#23-SQRT[#12*#12-[#28-#24]*[#28-#24]]；工件左侧横坐标绝对值变化计算

N240 G00 X[#18] Y[#28]；刀具直线插补到下一起刀点

N245 ENDIF；

N250 ENDW；循环结束

N250 Z[#17+5]；刀具快速上升到工件毛坯表面上5mm处

N255 G00 Z[#17+50]；刀具快速上升离开工件

N260 M99；宏子程序结束并返回主程序

2.SINUMERIK802D数控系统对圆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—圆形零件圆弧中心的X绝对坐标值

R25=Y₀；Y₀—圆形零件圆弧中心的Y绝对坐标值

R26=Z；Z—垂直（Z）方向最终加工深度

R18=R；R—起始加工深度及快速接近点

R4=I；I—圆形零件的外轮廓半径

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（R8≤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

L3313；R参数程序名

N010 R12=R4+R3+R7；刀具起刀点的X绝对坐标值（I+C+D）

R14=2*R7*R8；Y方向移动步距2DE赋值

R27=R14；将刀具移动步距赋给中间变量#27

R28=[R25-R4]+R7*[2*R8-1]；刀具起刀点的Y绝对坐标值[（Y₀-I）+2DE-D]

R29=R18-R17；刀具首次等高背吃刀量R-Q

R30=R28；将刀具起刀点的Y绝对坐标值赋给中间变量R30

N015 MARKE1：R28=R30；将中间变量R30的值赋给R28

N020 R16=R24-SQRT[R12*R12-[R28-R25]*[R28-R25]]；工件左侧起刀点横坐标计算

N025 G00 G90 X=R16 Y=R28；刀具快速移至起刀点

N030 Z=R18；刀具快速下降接近工件

N035 G01 Z=R29 F=R9/2；刀具以工进速度等高下降一个Q

N040 MARKE2：R15=R24+SQRT[R12*R12-[R28-R25]*[R28-R25]]；工件右侧横坐标绝对值计算

N045 G01 X=R15 F=R9；刀具从工件左侧直线插补到右侧

N050 R27=R27+R14；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N055 IF R27＞[R25+R4]GOTOF MARKE5；当R27大于[R25+R4]时，程序跳转到标志符MARKE5N120程序段

N060 R28=R28+R14；步距等量增加

N065 R15=R24+SQRT[R12*R12-[R28-R25]*[R28-R25]]；工件右侧横坐标绝对值变化计算

N070 G00 X=R15 Y=R28；刀具直线插补到下一起刀点

N075 R16=R24-SQRT[R12*R12-[R28-R25]*[R28-R25]]；工件左侧横坐标绝对值变化计算

N080 G01 X=R16 F=R9；工件从右侧直线插补到工件左侧

N085 R27=R27+R14；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N090 IF R27＞[R25+R4]GOTOF MARKE5；当R27大于[R25+R4]时，程序跳转到标志符MARKE5 N120程序段

N095#28=#28+#14；步距等量增加

N100 R16=R24-SQRT[R12*R12-[R28-R25]*[R28-R25]]；工件左侧横坐标绝对值变化计算

N105 G00 X=R16 Y=R28；刀具直线插补到下一起刀点

N110 IF R27＜=R25+R4 GOTOB MARKE2；当R27小于或等于[R25+R4]时，程序跳转到标志符MARKE2

N120 MARKE5：G00 Z=R18+5；刀具快速上升到工件毛坯表面上5mm处

N125 R29=R29-R17；刀具下降深度变化一个Q

N130 IF R29＞R26 GOTOB MARKE1；当R29大于R26时，程序跳转到标志符MARKE1

N135 R29=R26；最终加工深度赋值给中间变量

N140 R28=R30；起刀点纵坐标赋值

N145 R27=R14；Y向步距赋值

N150 R16=R24-SQRT[R12*R12-[R28-R25]*[R28-R25]]；工件左侧起刀点横坐标计算

N155 G00 G90 X=R16 Y=R28；刀具快速移至起刀点

N160 Z=R18；刀具快速下降接近工件

N165 G01 Z=R29 F=R9/2；刀具以工进速度下降到最终加工深度

N170 MARKE3：#15=#24+SQRT[#12*#12-[#28-#25]*[#28-#25]]；工件右侧横坐标绝对值计算

N175 G01 X=R15 F=R9；刀具从工件左侧直线插补到右侧

N180 R27=R27+R14；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N185 IF R27＞[R25+R4]GOTOF MARKE6；当R27大于[R25+R4]时，程序跳转到标志符MARKE6 N250程序段

N190 R28=R28+R14；步距等量增加

N195 R15=R24+SQRT[R12*R12-[R28-R25]*[R28-R25]]；工件右侧横坐标绝对值变化计算(www.xing528.com)

N200 G00 X=R15 Y=R28；刀具直线插补到下一起刀点

N205 R16=R24-SQRT[R12*R12-[R28-R25]*[R28-R25]]；工件左侧横坐标绝对值变化计算

N210 G01 X=R16 F=R9；工件从右侧直线插补到工件左侧

N215 R27=R27+R14；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N220 IF R27＞[R25+R4]GOTOF MARKE6；当R27大于[R25+R4]时，程序跳转到标志符MARKE6 N250程序段

N225 R28=R28+R14；步距等量增加

N230 R16=R24-SQRT[R12*R12-[R28-R25]*[R28-R25]]；工件左侧横坐标绝对值变化计算

N235 G00 X=R16 Y=R28；刀具直线插补到下一起刀点

N240 IF R27＜=[R25+R4]GOTOB MARKE3；当R27小于或等于[R25+R4]时，程序跳转到标志符MARKE3程序段

N250 MARKE6：Z=R18+5；刀具快速上升到工件毛坯表面上5mm处

N255 G00 Z=R18+50；刀具快速上升离开工件

N260 RET；宏子程序结束并返回主程序

3.FANUC0i数控系统对圆形零件平面双向铣削的用户宏程序

自变量含义：

#24=X₀；X₀—圆形零件圆弧中心的X绝对坐标值

#25=Y₀；Y₀—圆形零件圆弧中心的Y绝对坐标值

#26=Z；Z—垂直（Z）方向最终加工深度

#18=R；R—起始加工深度及快速接近点

#4=I；I—圆形零件的外轮廓半径

#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（#8≤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

O3313；宏程序名

N010 #12=#4+#3+#7；刀具起刀点的X绝对坐标值（I+C+D）

#14=2*#7*#8；Y方向移动步距2DE

#27=#14；将刀具移动步距赋给中间变量#27

#28=[#25-#4]+#7*[2*#8-1]；刀具起刀点的Y绝对坐标值[（Y₀-I）+2DE-D]

#29=#18-#17；刀具首次等高背吃刀量R-Q

#30=#28；将刀具起刀点的Y绝对坐标值赋给中间变量#30

N015 WHILE [#29GT#26] DO1；当#29小于#26时，程序跳转到N140程序段

N020 #28=#30；将中间变量#30的值赋给#28

N025 #16=#24-SQRT[#12*#12-[#28-#25]*[#28-#25]]；工件左侧起刀点横坐标计算

N030 G00 G90 X#16 Y#28；刀具快速移至起刀点

N035 Z#18；刀具快速下降接近工件

N040 G01 Z#29 F[#9/2]；刀具以工进速度等高下降一个Q

N045 WHILE [#27LE[#25+#4]] DO2；当#27大于（#25+#4）时，程序跳转到N125程序段

N050 #15=#24+SQRT[#12*#12-[#28-#25]*[#28-#25]]；工件右侧横坐标绝对值计算

N055 G01 X#15 F#9；刀具从工件左侧直线插补到右侧

N060 #27=#27+#14；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N065 IF[#27GT[#25+#4]] GOTO 125；当#27大于[#25+#4]时，程序跳转到N125程序段

N070 #28=#28+#14；步距等量增加

N075 #15=#24+SQRT[#12*#12-[#28-#25]*[#28-#25]]；工件右侧横坐标绝对值变化计算

N080 G00 X#15 Y#28；刀具直线插补到下一起刀点

N085 #16=#24-SQRT[#12*#12-[#28-#25]*[#28-#25]]；工件左侧横坐标绝对值变化计算

N090 G01 X#16 F#9；工件从右侧直线插补到工件左侧

N095 #27=#27+#14；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N100 IF[#27GT[#25+#4]] GOTO 125；当#27大于[#25+#4]时，程序跳转到N125程序段

N105 #28=#28+#14；步距等量增加

N110 #16=#24-SQRT[#12*#12-[#28-#25]*[#28-#25]]；工件左侧横坐标绝对值变化计算

N115 G00 X#16 Y#28；刀具直线插补到下一起刀点

N120 END2；循环结束

N125 G00 Z[#18+5]；刀具快速上升到工件毛坯表面上5mm处

N130 #29=#29-#17；刀具下降深度变化一个Q

N135 END1；循环结束

N140 #29=#26；最终加工深度赋值给中间变量

N145 #28=#30；起刀点纵坐标赋值

#27=#14；Y向步距赋值

N150 #16=#24-SQRT[#12*#12-[#28-#25]*[#28-#25]]；工件左侧起刀点横坐标计算

N155 G00 G90 X#16 Y#28；刀具快速移至起刀点

N160 Z#18；刀具快速下降接近工件

N165 G01 Z#29 F[#9/2]；刀具以工进速度下降到最终加工深度

N170 WHILE [#27LE[#25+#4]] DO3；当#27大于[#25+#4]时，程序跳转到N250程序段

N175 #15=#24+SQRT[#12*#12-[#28-#25]*[#28-#25]]；工件右侧横坐标绝对值计算

N180 G01 X#15 F#9；刀具从工件左侧直线插补到右侧

N185 #27=#27+#14；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N190 IF [#27GT[#25+#4]] GOTO 250；当#27大于[#25+#4]时，程序跳转到N250程序段

N195 #28=#28+#14；步距等量增加

N200 #15=#24+SQRT[#12*#12-[#28-#25]*[#28-#25]]；工件右侧横坐标绝对值变化计算

N205 G00 X#15 Y#28；刀具直线插补到下一起刀点

N210 #16=#24-SQRT[#12*#12-[#28-#25]*[#28-#25]]；工件左侧横坐标绝对值变化计算

N215 G01 X#16 F#9；工件从右侧直线插补到工件左侧

N220 #27=#27+#14；变量（Y方向移动步距2DE）叠加

N225 IF[#27GT[#25+#4]] GOTO 250；当#27大于[#25+#4]时，程序跳转到N250程序段

N230 #28=#28+#14；步距等量增加

N235 #16=#24-SQRT[#12*#12-[#28-#25]*[#28-#25]]；工件左侧横坐标绝对值变化计算

N240 G00 X#16 Y#28；刀具直线插补到下一起刀点

N245 END3；循环结束

N250 Z[#18+5]；刀具快速上升到工件毛坯表面上5mm处

N255 G00 Z[#18+50]；刀具快速上升离开工件

N260 M99；宏子程序结束并返回主程序

注意：

1）有效切削刀具直径百分比应小于1。

2）间隙量C不能小于0。

3）精加工余量K不能大于Q。

4）每层加工深度Q不能大于总加工厚度R-Z。

5）刀具半径值D必须大于0。

6）刀具半径补偿指令（G41、G42、G40）没有被使用。

7）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3-25所示一圆形零件，圆形外轮廓半径ϕ100.0mm，要求对该零件平面进行铣削。

图3-25 圆形零件平面双向铣削编程实例走刀路线示意图

a）圆形零件平面双向铣削编程实例尺寸图 b）效果图

解：

（1）工艺设计 建立工件坐标系，工件圆弧中心离开工件坐标系X、Y轴零点的绝对坐标为（45，35），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2.0mm，精加工余量1.0mm，主轴起始位置在零件上方50.0mm处，刀具起始切削高度5.0mm，最终加工位置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

%3313；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 P3313 X45.0 Y35.0 Z0.0 R5.0 I100.0 D40.0 F350.0 E0.75 C5.0 K1.0 Q2.0；调用圆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=45.0 R25=35.0 R26=0.0 R18=5.0 R4=100.0 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 L3313；调用圆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 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 G65 P3313 X45.0 Y35.0 Z0.0 R5.0 I100.0 D40.0 F350.0 E0.75 C5.0 K1.0 Q2.0；调用圆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