在编写数控程序时,采用类似计算机高级编程语言中的函数和变量,会使程序在运行时更加灵活、在调试时更加便捷,从而实现普通数控程序无法完成的功能,能够极大的拓展手工编程领域。目前对于数控铣床上复杂零件的加工,虽然可以借助各种编程软件来生成加工程序,但生成的程序普遍较长且无法变通,使用起来具有一定的局限性。而使用宏变量和宏指令编写的宏程序具有程序段数量少、占用内存小、通用性强、修改和编辑方便、加工效率高等优点,因此在数控加工领域中拥有不可替代的地位。本文针对FANUC 0i MD数控铣床上复杂零件特征形面(凹圆柱面、椭圆弧面、抛物曲面)加工时的宏程序编制进行了深入分析,研究了不同编程方式的使用优势、宏程序的数学算法及宏程序模型的建构。主要研究内容如下:(1)针对采用球头铣刀对R面进行精铣时常出现加工表面刀路不均匀的问题,提出了采用Z向等分圆周角的分层铣削策略,以铣刀的球心为刀位点建立了刀具运动轨迹的宏程序模型,形成了采用Z向等分圆周角铣削拟合R面的宏程序数据库,节省了加工相似R面时的程序编辑和仿真效验。(2)为了提高球头铣刀Z向层铣拟合椭圆弧面和抛物曲面的加工精度,基于层铣拟合R面时采用Z向等分圆周角的原理,提出了使用椭圆和抛物线的参数方程编辑宏程序来确定铣刀层加工的切点位置进而保证均化加工表面刀具运动轨迹的设想。根据球头铣刀层铣时刀位点(球心)始终在过切点的法线上并且与切点的距离恒为铣刀半径的原则,编辑出刀位点的宏程序模型,达到了层铣非圆公式曲面时均化刀具运动轨迹、保证加工表面精度的目的。(3)分别采用宏程序(G65调用命令方式)和CAXA编程软件对复杂零件特征形面进行加工,对比分析了加工精度、程序段数量和程序编辑效率。结果表明:在加工精度上,这两种加工方式没有区别,但加工后的刀纹方向不同;在程序段数量上,CAXA软件生成的程序比宏程序多,对应加工形面可多505～4597个程序段;在程序编辑效率上,若该特征形面只加工一次,则软件编程效率比宏程序高,若加工相似的特征形面,则宏程序的效率比软件编程高。应用宏程序可以提高零件的加工精度、缩短编辑相似零件程序的时间、提高劳动生产率和增加企业经济效益,具有借鉴和指导意义。