二、平面外轮廓零件数控铣削加工案例
零件分析
考虑一个平面外轮廓零件，形状为矩形，四个角为圆角，中间有一个圆形凹槽。毛坯为62mm×62mm×21mm的长方料，材料为45钢。尺寸精度要求为轮廓尺寸公差±0.1mm，圆形凹槽的直径公差±0.05mm，表面粗糙度要求为Ra3.2μm。这个零件的主要加工部分为平面外轮廓和圆形凹槽，需要分别进行编程和加工18。
工艺规划
加工方法与工艺路线：首先采用平口钳装夹毛坯，铣削上表面作为基准面。然后进行平面外轮廓的粗铣削，留0.5mm的精加工余量。粗铣削完成后，进行精铣削，将外轮廓加工到设计尺寸。接着进行圆形凹槽的粗铣削和精铣削。
刀具选择：选择直径为10mm的立铣刀进行外轮廓和圆形凹槽的铣削。
对刀点选择：选择工件上表面的一个角点作为对刀点，方便确定刀具与工件的相对位置。
程序编写
在数控铣床上，采用混合编程方式。程序如下：
程序号：O0002
程序段1：G90 G54 G00 X0 Y0 Z100;（设置绝对编程模式，选择工件坐标系，刀具快速定位到初始点）
程序段2：M03 S1000;（主轴正转，转速为1000r/min）
程序段3：T0101;（选择1号刀具并调用1号刀具补偿值）
程序段4：G00 X - 31 Y - 31 Z5;（刀具快速定位到粗铣削外轮廓起始点）
程序段5：G94 F100;（设置进给速度单位为mm/min）
程序段6：G41 G01 X - 25 Y - 25 D01;（建立刀具半径左补偿，刀具以直线运动方式移动到轮廓起点）
程序段7：G01 Z - 5 F50;（

3. 设计夹具和刀具
夹具设计：夹具的设计要保证零件在加工过程中的稳定性和准确性。对于一些形状复杂、精度要求高的零件，需要专门设计夹具来满足定位和夹紧的要求。例如，在加工具有多个孔且孔位精度要求高的零件时，可以设计组合夹具，通过精确的定位元件和夹紧装置确保各个孔的加工精度。同时，夹具的设计要考虑到加工过程中的振动问题，避免因振动影响加工精度。
刀具选择：根据零件的材料、加工工艺和精度要求选择合适的刀具。刀具的类型包括车刀、铣刀、钻头、镗刀等，不同类型的刀具适用于不同的加工操作。例如，车削外圆时使用外圆车刀，铣削平面时可以使用面铣刀。刀具的材料也很关键，常见的刀具材料有高速钢、硬质合金等，硬质合金刀具硬度高、耐磨性好，适用于高速切削。此外，还要考虑刀具的几何参数，如刀具的前角、后角、刃倾角等，这些参数会影响切削力、切削温度和加工表面质量。
4. 编写数控程序
依据前面分析的零件图纸和确定的加工方案，通过专用的数控编程软件或者直接编写代码（如G代码、M代码）来完成程序编写。在程序中要设定工具路径，包括刀具的起始位置、运动轨迹（如直线运动、圆弧运动等）以及终止位置。
设定切削参数，如切削速度、进给量等，这些参数要与所选的刀具和零件材料相匹配。例如，对于高速钢刀具加工铝合金材料，切削速度可以设置得较高，而对于硬质合金刀具加工高硬度合金钢，切削速度则要适当降低。
还要设置辅助功能，如冷却液的开关、刀具的更换指令等。编写数控程序需要编程人员对数控指令系统有深入的了解，并且要结合实际的加工工艺要求，确保程序能够准确地控制机床完成零件的加工。