槽类零件的铣削加工编程与调试
一、实训目的
（ 1 ）掌握槽类零件的数控铣削编程编制及加工；
（ 2 ）了解主、子程序调用形式的简化编程方法；
（ 3 ）了解并掌握旋转、镜像、缩放指令及其应用；
二、预习要求
认真阅读数控加工工艺处理中关于槽形加工、以及关于主、子程序调用和旋转、镜像、缩放指令使用等部分章节的内容。
三、实训理论基础
1 ．铣槽方法、切削间距、下刀位置等的设计
1 ）铣槽方法
图8－1铣槽方案
对于槽形铣削，若为通槽，可采用行切法来回铣切，走刀换向在工件外部进行，如图 8-1 （ a ）所示。若为封闭凹槽，可有图示（ b ）、（ c ）、（ d ）三种走刀方案。图（ b ）为行切法，图（ c ）为环切法，图（ d ）为先用行切法，最后用环切法一刀光整轮廓表面。这三种方案中，（ b ）图方案最差，（ d ）图方案最好。
图 8-2 带岛屿的槽形铣削 |
m98调用子程序格式 如图 8-2 所示，若封闭凹槽内还有形状凸起的岛屿，则以保证每次走刀路线与轮廓的交点数不超过两个为原则，按图（ a ）方式将岛屿两侧视为两个内槽分别进行切削，最后用环切方式对整个槽形内外轮廓精切一刀。若按图（ b ）方式，来回地从一侧顺次铣切到另一侧，必然会因频繁地抬刀和下刀而增加工时。如图（ c ）所示，当岛屿间形成的槽缝小于刀具直径，则必然将槽分隔成几个区域，若以最短工时考虑，可将各区视为一个独立的槽，先后完成粗、精加工后再去加工另一个槽区。若以预防加工变形考虑，则应在所有的区域完成粗铣后，再统一对所有的区域先后进行精铣。
在槽加工中，通常采用由外向内切削，在粗加工时考虑的首要因素是效率，故通常留一定精加工余量，采用较大直径刀具进行粗切削，对于精加工，则为保证精度，通常采用较小刀具。
2 ）切削间距
是指相邻两行刀具中心之间距离。根据经验行程距离通常为 (0.6~0.8)D ， D 表示刀具直径，在保证铣削效率最高情况下，通常刀具半径补偿以行程距离为增值 ( 若刀具从外向内切削 ) 。
3 ）下刀位置
不管是外形铣削还是挖槽，下刀点位置都应设在要加工的废料部位。如果下刀点位于空料位置，可直接用 G00 下刀；若在料中，最好用键槽刀；若一次切深较多，宜先钻引孔，然后用立铣刀或键槽刀从引孔处下刀。精修槽形边界时，也应和外形轮廓铣削一样考虑引入 / 引出问题，尽可能的采用切向引入 / 引出，并且可以使用刀具半径补偿来确保尺寸精度。为保证槽底的质量，宜在最后深度时对槽底作小余量的精修加工。
从一个槽形加工完成到另一槽形，必须先做 G00 的提刀操作，提到坯料表面安全处，再移动 XY ，移动过程中应周全考虑可能的干涉情形。
图 8-3 主子程序调用关系 |
2 ．主、子程序调用
主、子程序的结构如图 8-3 所示，这种由主、子程序综合作用的程序结构使得数控系统的功能更为强大。 HCNC-21M 数控系统就具有这种功能，并且它最多可进行 8 重调用。
子程序的格式和一般程序格式差不多，也是以“ %xxxx ”开头，“ % ”后跟的几位数字是子程序的，是作调用入口地址用的，必须和主程序中的子程序调用指令中所指向的一致。另外子程序结束不要用“ M02 ”或“ M30 ”，而要用“ M99 ”指令，以控制执行完该子程序后返回调用它的程序中。
调用子程序的指令格式如下：
M98 Pxxxx 子程序调用指令， P 后跟被调用的子程序
M98 Pxxxx Lxx 重复调用子程序指令， L 后跟重复调用的次数
对于 HNC 系统，主、子程序可写在同一个文件中，主程序在前，子程序在后，两者之间可空几行作分隔。而对于 FANUC 等数控系统而言，主、子程序是分别作为一个独立的程序文件存放的。
3 ．镜像、旋转、缩放指令
1 ）镜象指令 G24 、 G25
当工件具有相对于某一直线对称的形状时，可以利用镜象功能和子程序调用的方法，只对工件的一部分采用子程序编程，然后在不同的镜象设置后，分别调用该子程序，从而加工出整个零件来。镜象指令格式为：
G24 X Y Z 镜象设置开始
G25 X Y Z 取消镜象设置
当采用绝对编程方式时，如 G24 X-9.0 表示图形将以 X=-9.0 的直线（ //Y 轴的线）作为对称轴， G24 X6.0 Y4.0 表示先以 X=6.0 对称，然后再以 Y=4.0 对称，两者综合结果即相当于以点（ 6.0 ， 4.0 ）为对称中心的原点对称图形。某轴对称一经指定，持续有效，直到执行 G25 且后跟该轴指令才取消，如 G25 X0 ，表示取消前面的由 G24 X 产生的关于 Y 轴方向的对称，此时 X 后所带的值基本无意义，即任意数值均一样。先执行过 G24 X ，其间没有执行过 G25 X 后来右执行了 G24 Y ，则对称效果是两者的综合。若执行的 G25 后不带坐
标指令时，将取消最近一次指定的对称关系。
2 ）旋转变换指令 G68 、 G69
指令格式：
G17 G68 X Y P
或 G18 G68 X Z P
或 G19 G68 Y Z P
G69
其中，X、Y、Z是旋转中心的坐标值， P为旋转角度，单位：度，取值范围 0~360 °
G68 是坐标旋转功能有效， G69 则是取消坐标旋转功能。
3 ）缩放指令 G51 、 G50
使用缩放指令可实现用同一个程序加工出形状相同，但尺寸不同的工件。
图 8-4 镜象编程加工图例 |
指令格式为：
G51 X Y Z P
G50
其中 X 、 Y 、 Z 应是缩放中心的坐标值， P 后跟缩放倍数。
G51 既可指定平面缩放，也可指定空间缩放。
G50 是缩放取消指令。
缩放指令不能用于补偿量的缩放，刀具补偿将根据缩放后的坐标值进行计算。
4 ．程序实例
（ 1 ）如图 8-4 所示零件，采用镜象功能，先按 Y 轴镜象（镜象轴 X=0 ），在不取消 Y 轴镜象的情形下，接着进行 X 轴镜象（镜象轴 Y=0 ），然后先取消 Y 轴镜象，最后再取消 X 轴镜象。每次镜象设定后，调用运行一次基本图形加工子程序，共得到四个不同方位的加工轨迹，编程如下：
主 程 序 | 子 程 序 |
%0008 G90 G17 G54 G0 X0 Y0 S600 M3 G43 H01 Z5.0 M08 M98 P100 G24 X0 M98 P100 G24 Y0 M98 P100 G25 X0 M98 P100 G25 Y0 Z25.0 M9 M05 M30 | %100 G00 X18.5 Y18.5 G01 Z-5.0 F50 G42 G01 X14.0 Y10.0 D01 G2 X10.0Y14.0R4.0 G1Y26.0 G2 X14.0Y30.0R4.0 G1X18.686 G2 X22.458Y27.333R4.0 G3 X27.333 Y22.458 R8.0 G2 X30.0Y18.686R4.0 G1 Y14.0 G2X26.Y10.R4.0 G1X14.0 G40 X18.5Y18.5 G00 Z5.0 X0 Y0 M99 |
图 8-5 挖槽综合加工图例 |
（ 2 ）如图 8-5 所示零件，设中间 ø28 的圆孔与外圆 ø130 已经加工完成，现需要在数控机床上铣出直径 ø120~ ø40 、深 5mm 的圆环槽及七个腰形通孔。
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