2-1 （华中数控系统）任务6 具有非圆曲线轮廓的零件加工编程与操作第2版（FANUC）

数控加工编程与操作任务六

具有非圆曲线轮廓的零件加工编程与操作一、任务导入（一）任务描述使用FAUNC系统数控铣床，对如图2-40所示的非圆曲线类零件进行编程及加工。

图2-40二维椭圆零件（二）知识目标1.掌握FANUC数控系统宏指令的使用与编程。2.掌握FANUC数控系统条件转移或循环语句在非圆曲线轮廓编程中的应用。一、任务导入一、任务导入（三）能力目标1.会使用FANUC系统宏程序变量编制非圆曲线轮廓零件程序。2.会调整参数控制加工精度和用手动方式去残料和控制加工精度3.能正确选择量具和检测方法来检测零件，并判断零件是否合格。（四）素养目标1．学会利用宏程序解决相似零件的编程与加工问题，提高程序通用性和工作效率。二、实训知识准备宏程序特点1.宏程序与子程序比较卧式数控车床

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二、实训知识准备宏程序特点2.宏程序编程与软件编程比较宏程序编程只适合特定形状和尺寸的零件。宏程序编程为手工编程，灵活不受限制，成本低。对于形状相似或尺寸有规律的零件，与自动编程比较，不但程序简洁、可读性强，而且编程更加高效、便捷，实现一个程序多次使用。可谓一次编程，终生受益。卧式数控车床

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二、实训知识准备宏程序特点3.宏程序与普通程序比较普通程序只能使用常量编程，而宏程序可使用变量编程，并可以给变量赋值；普通程序常量之间不可以运算，而宏程序变量之间可以进行运算；普通程序只能顺序执行，一般不能跳转，而宏程序运行可以跳转。卧式数控车床

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二、实训知识准备宏程序特点宏程序的应用范围宏程序特别适合一些几何形状相同而尺寸不同或具有规则轮廓或曲面的零件编程。卧式数控车床

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三、方案设计(一)零件图样分析本任务为加工一椭圆形外轮廓及底面，椭圆的长、短轴、轮廓高度尺寸均有公差要求。轮廓外侧与底面粗糙度为3.2μm。加工要求较高，需安排半精铣才能满足要求。三、方案设计（二）选择机床根据现有设备，选择配有FANUC系统的数控铣床加工。（三）选择夹具本零件选择最通用的夹具即平口台虎钳进行装夹，台虎钳规格为0～200mm，夹具自身的各项精度须达到要求。（四）制定加工方案使用平口台虎钳进行装夹，一次性定位，先进行粗加工，并在轮廓和底面均留有精加工余量，再通过调整相应参数进行精加工。三、方案设计（五）确定刀具及切削用量由于该零件为凸件，应选在工件外进行下刀。如果选用两刃铣刀，虽排屑效果好，但切削刃受到的作用力大；四刃铣刀排屑效果差，但切削刃受到的作用力小。故粗加工选用两刃立铣刀，精加工选用三刃立铣刀。见表2-36。表2-36刀具及切削用量选择序号刀具名称刀具号刀补号主轴转速（r/min）进给速度/（mm/min)最大进刀量(mm)轮廓精余量/底面精余量(mm)1Φ20两刃立铣刀T1H1D11D12S300100/804.80.3/0.22Φ20三刃立铣刀T2H2D21D22S50070/800.20三、方案设计（六）确定编程原点与编程思路编程原点设定在零件圆弧中心上表面。本零件的外轮廓为非圆曲面，可采用直线段或圆弧段拟合方法进行。常用的拟合计算方法为等间距法：在一个坐标轴方向，将拟合轮廓的总增量进行等分，然后借助计算机，依据曲线函数关系式计算出各拟合点对应因变量值。得出各拟合点坐标值，然后使用G01直线插补，用直线段替代拟合点之间相应的非圆曲线轮廓。本外轮廓椭圆可用参数方程X=30cos(θ)，Y=20sin(θ)表示，其中极角θ为自变量，变化范围为0°≤θ≤360°。每当θ增加或减少-Δθ值时，就能计算出对应的X、Y坐标值。数控就进行直线插补一次，直到θ值为极限值为止。四、任务实施（一）编写零件加工程序卧式数控车床

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表2-37加工主程序O2600（主程序名）N10G54G90G94G00X62.Y5.;（初始化，刀具快速移至XY平面起始点）N20G43

Z50.H01

M3S300;（主轴正转，带入刀具长度补偿，移至起始高度）N30G01Z5.F1000M8;（较快且安全到达安全高度）N40Z-4.8F80;（下刀至加工深度并预留深度，精加工余量0.2mm）N50D11F100M98P2601;（子程序调用,，半径补偿量设为10.3mm）N60D12F100M98P2601;

半径补偿量设为29.3mmN70G00G49Z0抬刀，取消刀具长度补偿，回到机床原点四、任务实施（一）编写零件加工程序卧式数控车床

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表2-37加工主程序N80M00;（机床动作暂停，手工装φ20mm三刃立铣刀）N90M03S500G00X62.Y5.;（设置T2主轴转速，快移至加工定位点，）N100G01G43Z5.F1000H02;

带入刀具长度补偿，下移至工件上5mm处N110G01Z-5.F70;（下刀至最终深度）N120D21F80M98P2601;（子程序调用,D21=10）N130D22F80M98P2601;

（子程序调用,D21=29）N140G00G49Z0抬刀，取消刀具长度补偿，回到机床原点N150M30;（主程序结束）四、任务实施（一）编写零件加工程序卧式数控车床

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表2-38加工椭圆外轮廓子程序O2601（子程序名）N10G41G01X30;（建立刀具半径补偿，至延长线一端）N20#1=0;（主变量赋值，定义椭圆起始角度）N30WHILE[#1

GE-360]DO1;当条件满足时，执行N40～N80之间程序段；不满足时，则执行N90及以后程序段N40#2=30*COS[#1*PI/180];用椭圆参数方程计算X坐标值N50#3=20*SIN[#1*PI/180];用椭圆参数方程计算Y坐标值N60G01X#2Y#3;刀具直线插补至点（X、Y）N70#1=#1-1;角度递减，计算新角度N80END1;N90G01Y-20;延长线切出N100G40G1X65;取消刀补且刀具移出工件外N110M99;子程序结束并返回主程序四、任务实施（二）零件加工1.机床返回参考点操作。2.找正机用平口钳各位置精度，保证钳口与机床X轴的平行度，找正机用平口钳支撑面，确保等高，允许等高误差0.02mm。3.放置高精度等高块，保证工件伸出钳口表面的高度大于5mm，且通过使用百分表找正使工件表面尽量等高，允许等高误差0.02mm。4.手动安装φ20mm粗加工两刃立铣刀至主轴。5.用铣刀直接对刀，将X、Y对刀值输入G54地址，设置工件坐标系零点偏置值，G54地址中的Z地址须为0。在每把刀的刀补界面输入Z对刀值及刀具半径补偿值。工件坐标系的原点设在工件上表面的对称中心。卧式数控车床

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四、任务实施（二）零件加工6.输入程序，并反复检查。检查无误后，自动状态下进行外轮廓粗加工。7.粗加工完毕后，机床暂停，手动测量工件，如数据与理想状态相符，则不需修改精铣刀刀补值。8.换φ20mm三刃立铣刀（精铣刀）至主轴，对Z轴，将对刀值及刀具半径补偿值输入至T2相应刀补地址中，按循环起动按钮，精加工至尺寸。