数控铣床编程实例讲解
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一、槽形零件的铣削
【例题1】如图1所示的槽形零件，其毛坯为四周已加工的铝锭（厚为20mm），槽深2mm。编写该槽形零件加工程序。
图1 槽形零件
（1）工艺和操作清单。该槽形零件除了槽的加工外，还有螺纹孔的加工。其工艺安排为“钻孔→扩孔→攻螺纹→铣槽” ，其工艺和操作清单见表1。
表1 槽形零件的工艺清单
材料 铝 零件号 001 程序号 0030
操作 内容 主轴转速 进给速度 刀 具 序号 （r／min） （m／min） 号数 类型 直径（mm）
1 中心钻 1500 80 1 4mm钻头
4
2 扩钻 2000 100 2 5mm钻头 5
3 攻螺纹 200 200 3 M6攻螺纹 6
4 铣斜槽 2300 100、180 4 6mm铣刀 6
(2)程序清单及说明。该工件在数控铣钻床ZJK7532A-2上进行加工，程序见表2。
表2 槽形零件的加工程序
程 序 说 明
N10 G21 设定单位为mm
N20 G40 G49 G80 H00 取消刀补和循环加工
N30 G28 X0 Y0 Z50 回参考点 N40 M00 开始φ5mm钻孔
N50 M03 S1500
N60 G90 G43 H0l G00 X0
Y20.0 Z10.0 快速进到R点，建立长度补偿
N70 G8l G99 X0 Y20.0 Z－7.0 R2.0 F80 G81循环钻孔，孔深7mm，返回R点
N80 G99 X17.32 Y10.0
N90 G99 Y－10.0
N100 G99 X0 Y－20.0
N110 G99 X－17.32 Y－10.0
N120 G98 Y10.0
N130 G80 M05 取消循环钻孔指令、主轴停
N140 G28 X0 Y0 Z50 回参考点
N150 G49 M00 开始扩孔
N160 M03 S2000
N170 G90 G43 H02 G00 X0 Y20.0 Z10.0
N180 G83 G99 X0 Y20.0 Z－12.0
R2.0 Q7.0 F100 G83循环扩孔
N190 G99 X17.32 Y10.0
N200 G99 Y－10.0
N210 G99 X0 Y－20.0
N220 G99 X－17.32 Y－10.0
N230 G98 Y10.0
N240 G80 M05 取消循环扩孔指令、主轴停
N250 G28 X0 Y0 Z50
N260 G49 M00 开始攻螺纹
N270 M03 S200
N280 G90 G43 H03 G00 X0
Y20.0 Z10.0
N290 G84 G99 X0 Y20.0 Z－8.0 R5.0 F200 G84循环攻螺纹 N300 G99 X17.32 Y10.0
N310 G99 X0 Y－20.0
N320 G99 X－17.32 Y－10.0
N330 G98 Y10.0
N340 G80 M05 取消螺纹循环指令、主轴停
N350 G28 X0 Y0 Z50
N360 G49 M00 铣槽程序
N370 M03 S2300
N380 G90 G43 G00 X－30.0
Y10.0 Z10.0 H04
N390 Z2.0
N400 G01 Z0 F180
N410 X0 Y40.0 Z－2.0
N420 X30.0 Y10.0 Z0
N430 G00 Z2.0
N440 X－30.0 Y－30.0 N450 G01 Z－2.0 F100
N460 X30.0
N470 G00 Z10.0 M05
N480 G28 X0 Y0 Z50
N490 M30
二、平面凸轮的数控铣削工艺分析及程序编制
【例题2】平面凸轮零件图如图2所示，工件的上、下底面及内孔、端面已加工。完成凸轮轮廓的程序编制。
图2 凸轮零件图
解：(1)工艺分析。从图2的要求可以看出，凸轮曲线分别由几段圆弧组成，内孔为设计基准，其余表面包括4-φ13H7孔均已加工。故取内孔和一个端面为主要定位面，在联接孔φ13的一个孔内增加削边销，在端面上用螺母垫圈压紧。
因为孔是设计和定位的基准，所以对刀点选在孔中心线与端面的交点上，这样很容易确定刀具中心与零件的相对位置。 (2)加工调整。零件加工坐标系X、Y位于工作台中间，在G53坐标系中取X=-400，Y=-100。Z坐标可以按刀具长度和夹具、零件高度决定，如选用φ20的立铣刀，零件上端面为Z向坐标零点，该点在G53坐标系中的位置为Z=-80处，将上述三个数值设置到G54加工坐标系中。凸轮轮廓加工工序卡见表3。
表3 铣凸轮轮廓加工工序卡
材料 45# 零件号 812 程序号
8121
操作
序号 内容 主轴转速
（r／min） 进给速度
（m／min） 刀 具
号数 类型 直径（mm）
1 铣凸轮轮廓 2000 80、200 1 20mm立铣刀 20
（3）数学处理。该凸轮加工的轮廓均为圆弧组成，因而只要计算出基点坐标，才可编制程序。在加工坐标系中，各点的计算坐标如下：
BC弧的中心O1点： X=-(175+63.8) sin8°59＇=-37.28
Y=-(175+63.8) cos 8°59＇=-235.86 EF弧的中心O2点： X2+Y2=692
(X-64)2+Y2=212
解之得 X=65.75，Y=20.93
HI弧的中心O4点： X=-(175+61)cos24°15＇=-215.18
Y=(175+61)sin24°15＇=96.93
DE弧的中心O5点：X2+Y2=63.72
(X-65.75)2+(Y-20.93)2=21.302
解之得 X=63.70，Y=-0.27
B点： X=-63.8sin8°59＇=-9.96
Y=-63.8cos8°59＇=-63.02
C点： X2+Y2=642
(X+37.28)2+(Y+235.86)2=1752
解之得 X=-5.57，Y=-63.76
D点： (X-63.70)2+(Y+0.27)2=0.32
X2+Y2=642
解之得 X=63.99，Y=-0.28 E点： (X-63.7)2+(Y+0.27)2=0.32
(X-65.75)2+(Y-20.93)2=212
解之得 X=63.72，Y=-0.03
F点： (X+1.07)2+(Y-16)2=462
(X-65.75)2+(Y-20.93)2=212
解之得 X=44.79，Y=19.6
G点： (X+1.07)2+(Y-16)2=462
X2+Y2=612
解之得 X=14.79，Y=59.18
H点： X=-61 cos24°15＇=-55.62
Y=61sin 24°15＇=25.05
I点： X2+Y2=63.802
(X+215.18)2+(Y-96.93)2=1752
解之得 X=-63.02，Y=9.97
根据上面的数值计算，可画出凸轮加工走刀路线图，如图3示。
图3 凸轮加工走刀路线图
（4）编写加工程序。凸轮加工的程序及说明见表4。
表4 凸轮加工的程序
程 序 说 明
N10 G54 X0 Y0 Z40 进入加工坐标系
N20 G90 G00 G17 X-73.8 Y20 由起刀点到加工开始点
N30 M03 S1000 启动主轴，主轴正转（顺铣）
N40 G00 Z0 下刀至零件上表面
N50 G01 Z-16 F200 下刀切入工件，深度为工件厚度+1mm
N60 G42 G01 X-63.8 Y10 F80 H01 刀具半径右补偿 N70 G01 X-63.8 Y0 切入零件至A点
N80 G03 X-9.96 Y-63.02 R63.8 切削AB
N90 G02 X-5.57 Y-63.76 R175 切削BC
N100 G03 X63.99 Y-0.28 R64 切削CD
N110 G03 X63.72 Y0.03 R0.3 切削DE
N120 G02 X44.79 Y19.6 R21 切削EF
N130 G03 X14.79 Y59.18 R46 切削FG
N140 G03 X-55.26 Y25.05 R61 切削GH
N150 G02 X-63.02 Y9.97 R175 切削HI
N160 G03 X-63.80 Y0 R63.8 切削IA
N170 G01 X-63.80 Y-10 切削零件
N180 G01 G40 X-73.8 Y-20 取消刀具补偿
N190 G00 Z40 Z向抬刀
N200 G00 X0 Y0 M05 返回加工坐标系原点，并停住轴
N210 M30 程序结束 附： 参数设置：H01=10； G54：X=-400，Y=-100，Z=-80。
