深圳市捷甬達(dá)實(shí)業(yè)有限公司 （廣東 518111） 鄭新勝 石 云

1.直角銑頭簡(jiǎn)介

直角銑頭是目前市場(chǎng)上在數(shù)控加工中心行業(yè)中應(yīng)用很普遍的附件頭，是一種可以不需要二次裝夾工件來(lái)完成側(cè)面加工的附件。直角頭也叫橫向銑頭或臥式銑頭，是指刀具輸出軸平行于水平面的銑頭。直角頭可以實(shí)現(xiàn)立式加工中心的立臥轉(zhuǎn)換，用于工件的側(cè)面加工，減少了工件的裝夾次數(shù)，大大提高了加工精度。還可以裝在刀庫(kù)中，并可以在刀庫(kù)和機(jī)床主軸之間自由轉(zhuǎn)換。特別是針對(duì)于一些圓孔、小型型腔內(nèi)進(jìn)行的鉆孔、攻螺紋、銑槽類加工，是必不可少的工具?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于航空、汽車、模具等機(jī)械加工的各個(gè)領(lǐng)域。

直角頭加工是在把主軸的方向旋轉(zhuǎn)了90°后的加工，原基于立式加工中心編寫的程序不再適用，需要對(duì)加工程序作修改，而常用數(shù)控系統(tǒng)如發(fā)那科沒(méi)有配置傾斜平面功能，需要單獨(dú)購(gòu)買，成本增加。在這里我們介紹一種方法，這種方法主要是通過(guò)修改后置文件把G17平面轉(zhuǎn)換成直角頭對(duì)應(yīng)的加工平面，再用軸替換的方法，組合成與平面相對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)關(guān)系。這樣只要對(duì)軟件的后置文件進(jìn)行較小的改動(dòng)，直角頭的編程和立式加工中心三軸程式一樣簡(jiǎn)單。以下以一個(gè)零件為例，說(shuō)明MasterCAM9.0在加工中心直角頭上的應(yīng)用。

圖1

2.應(yīng)用案例

如圖1所示，工件是一個(gè)方形毛坯，未增加直角頭的加工中心機(jī)床只能加工上表面及側(cè)面。側(cè)表面上的槽、凸臺(tái)、孔等都無(wú)法加工，但配置直角頭的加工中心機(jī)床就能一次加工側(cè)表面上的槽、凸臺(tái)、孔等，不但提高了效率也提高了加工精度。

一般直角頭在機(jī)床上的安裝位置如圖2所示。

圖2

（1）步驟1 對(duì)俯視面用直角頭進(jìn)行挖槽加工路徑的編制。用MasterCAM9.0軟件編程，按“圖2”方向1，畫圖按俯視圖方向畫圖即可。對(duì)刀也是按我們現(xiàn)在看到的這個(gè)圖形進(jìn)行四面分中，在方向1上，表面為零點(diǎn)，按我們常用的二維挖槽加工編刀具路徑過(guò)程如下：①選加工邊界。②設(shè)定加工參數(shù)（見(jiàn)圖3）。③選擇加工方法（見(jiàn)圖4）。所得加工刀具路徑如圖5所示。

由于直角頭是可以多向安裝的，如果直角頭刀具軸線的輸出方向和機(jī)床回零方向相反，容易造成工件與直角頭碰撞，所以要求加工程序尾不能有回零動(dòng)作。其他修改部分是由于工作面發(fā)生了變化，XYZ三軸需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，相對(duì)應(yīng)的三軸圓弧插補(bǔ)關(guān)系也需要相應(yīng)發(fā)生變化。

圖2中的方向1就是工作面由G17平面轉(zhuǎn)為G18平面，后置作以下修改：

圖3

圖4

圖5

Y軸和Z軸的位置發(fā)生了變化，后置作以下修改：

相對(duì)的圓弧插補(bǔ)關(guān)系也有了變化，后置作以下修改：

每個(gè)程序尾不能有G28自動(dòng)回零指令，后置須刪除有以下字符的語(yǔ)句，整個(gè)后處理有三處：

修改完畢后，用修改好的后置文件對(duì)“圖5”進(jìn)行后置處理：

從以上程序可以看出Y軸與Z軸已經(jīng)轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)，以上程序就是直角頭在方向1位置的格式。用刀路查看軟件，在等角視圖觀看其刀路的效果如圖6所示。

圖6

挖槽及外形加工一樣，都是走G01、G02、G03的插補(bǔ)的動(dòng)作，所以外形加工刀路的后置就不用修改了，但鉆孔指令由于軸變化了，導(dǎo)致循環(huán)指令不用使用，所以鉆孔及攻螺紋功能需要用插補(bǔ)的動(dòng)作來(lái)完成。

（2）步驟2 對(duì)俯視面用直角頭進(jìn)行鉆孔加工路徑偏制，鉆孔的刀具路徑編制也是和普通三軸一樣，過(guò)程如下：①選擇鉆孔點(diǎn)的位置。②設(shè)定加工參數(shù)（見(jiàn)圖7）。所得加工刀具路徑如圖8所示。

圖7

圖8

由于不能用循環(huán)，所以我們的后置修改如下：

修改完畢后，用修改好的后置文件對(duì)“圖8”進(jìn)行后置處理：

用刀路查看軟件，在等角視圖觀看其刀路的效果如圖9所示。

圖9

（3）步驟3 同步驟2方法對(duì)俯視面用直角頭進(jìn)行攻螺紋加工路徑編制，過(guò)程如下：①選擇攻螺紋點(diǎn)的位置。②設(shè)定攻螺紋參數(shù)（見(jiàn)圖10，設(shè)定攻螺紋軸的進(jìn)給率參數(shù)時(shí)需要注意 “軸的進(jìn)給率=主軸轉(zhuǎn)速×螺紋距”，假設(shè)是M5的螺紋，螺紋距是0.8mm，主軸轉(zhuǎn)速為1000r/min，攻螺紋進(jìn)給速度=1000×0.8=800mm/min，開(kāi)始攻螺紋時(shí)就必須把位率開(kāi)關(guān)打到100%才開(kāi)始攻螺紋，不然會(huì)出現(xiàn)亂螺紋的情況）。所得加工刀具路徑如圖11所示。

圖10

圖11

對(duì)攻螺紋刀具路徑作后置處理：

以上是機(jī)床配置直角頭后使用MasterCAM9.0軟件編寫的程序在方向1的后置文件修改方法，其他視覺(jué)后置文件修改的方法同方向1，只要對(duì)后置文件作以上幾個(gè)方面的修改就可以完成各側(cè)面的加工。