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橫向銑頭的定義

橫向銑頭是所有角度頭中使用非常多的一種機(jī)床附件，其使用目的是為了擴(kuò)充機(jī)床的加工范圍，在一些大型工件或產(chǎn)品精密度要求較高的情況下應(yīng)用廣泛。

　　橫向銑頭一般可應(yīng)用于加工中心、龍門銑床、臥室鏜銑床等機(jī)床上。

橫向銑頭是所有角度頭中使用非常多的一種機(jī)床附件，其使用目的是為了擴(kuò)充機(jī)床的加工范圍，在一些大型工件或產(chǎn)品精密度要求較高的情況下應(yīng)用廣泛。

　　橫向銑頭一般可應(yīng)用于加工中心、龍門銑床、臥室鏜銑床等機(jī)床上。

直角銑頭可進(jìn)行部分角度加工

　　直角銑頭是zui常見，運(yùn)用zui廣泛的銑頭種類。有人稱為“側(cè)銑頭”，“角尺頭”等。目前直角銑頭的生產(chǎn)商有很多。大部分為C軸手動回轉(zhuǎn)，手動上頭的低端產(chǎn)品。

　　直角銑頭的功能特點(diǎn)：動力由機(jī)床動力頭軸向輸入，經(jīng)該銑頭主體以小截面長度延伸，并90°變向雙側(cè)輸出；利用裝于主軸兩側(cè)的大徑多刀片同旋向盤刀、正旋側(cè)的棒刀、鏜桿（其上裝有刀具）切削部件，完成工件內(nèi)、外側(cè)表面的加工；該銑頭繞動力頭主軸360°回轉(zhuǎn)定位，減少了工件的調(diào)位裝卡次數(shù)（一線師傅傳稱：一次裝夾，八面加工），可進(jìn)行部分角度加工；獲得優(yōu)良加工表面的同時(shí)又能確保形位公差，且拓展了工件的設(shè)計(jì)空間。

　　直角銑頭使用時(shí)應(yīng)該注意什么？

　　1、按照使用說明上的參數(shù)，在適合的場合下使用。

　　2、使用前，需先確認(rèn)試運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)分鐘熱機(jī)。每次加工時(shí)，需選擇適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速和進(jìn)給加工。加工時(shí)的轉(zhuǎn)速、進(jìn)給與切深應(yīng)以漸進(jìn)方式做調(diào)整，直到獲得zui大加工效率。

　　3、在加工過程中，冷卻液對著刀具噴，不要對著銑頭噴，這樣可以避免冷卻液進(jìn)入銑頭內(nèi)部。

　　4、避免長時(shí)間在zui高轉(zhuǎn)速持續(xù)加工運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　直角銑頭的別稱是橫向和臥式銑頭，意思是指刀具的輸出軸與水平面平行，它能夠?qū)崿F(xiàn)立式加工中心的立臥轉(zhuǎn)換。該產(chǎn)品主要用于工件的側(cè)面加工，這就減少了工件的裝夾次數(shù)，在加工精度上大有提高。直角銑頭技術(shù)規(guī)格包括主軸扭矩：1800Nm，主軸錐孔：ISO50（安裝JT50刀柄），主軸轉(zhuǎn)速范圍：1-600rpm，主軸中心距滑枕端部尺寸：383mm，回轉(zhuǎn)角度：0-360o，銑削功率：30kW。

一種數(shù)控角度銑頭的數(shù)控加工控制方法研究

　特殊角度頭數(shù)控控制方法研究

　　（1）控制方法研究。在具備RTCP控制的數(shù)控系統(tǒng)中，程序的旋轉(zhuǎn)控制點(diǎn)為刀尖點(diǎn)，當(dāng)各線性軸和旋轉(zhuǎn)軸同時(shí)運(yùn)動時(shí)，能夠保證當(dāng)前的控制點(diǎn)始終為刀具的刀尖點(diǎn)，這種方式可以有效地簡化數(shù)控程序的編制和現(xiàn)場應(yīng)用。而角度頭刀柄五軸聯(lián)動也可以分解為回轉(zhuǎn)運(yùn)動和平移運(yùn)動。因此，可通過研究將角度頭的刀具尖點(diǎn)的數(shù)據(jù)經(jīng)相關(guān)偏移量的補(bǔ)償轉(zhuǎn)化，使其符合當(dāng)前五坐標(biāo)機(jī)床的控制機(jī)制。

　　以圖2所示說明，P點(diǎn)為主軸中心軸線與角度頭刀具中心線交點(diǎn)，Q的點(diǎn)為角度頭安裝刀具后的刀尖點(diǎn)，將實(shí)際刀具的編程控制點(diǎn)Q轉(zhuǎn)移到P點(diǎn)，即假想P點(diǎn)為當(dāng)前程序的實(shí)際加工刀具尖點(diǎn)，而將此過程中的轉(zhuǎn)化偏移等量值在數(shù)控程序運(yùn)行階段補(bǔ)償。在此過程中，需要明確的是A尺寸數(shù)據(jù)、B尺寸數(shù)據(jù)以及角度頭的安裝角度，為簡化數(shù)據(jù)的處理邏輯及現(xiàn)場操作者的可操作性，將角度頭的安裝規(guī)定一個(gè)固定的方向，如約定角度頭刀具方向沿著X軸正方向。

　　除了對線性軸XYZ進(jìn)行補(bǔ)償外，還要考慮旋轉(zhuǎn)軸如何進(jìn)行控制的問題。在角度頭固定一個(gè)安裝角度的情況下（本文以沿著X軸正方向?yàn)橛懻摶A(chǔ)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)操作者依據(jù)此要求安裝即可），需按照常規(guī)的五坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)軸后處理進(jìn)行計(jì)算，并按照其運(yùn)動及結(jié)構(gòu)邏輯對角度頭的90°安裝方向進(jìn)行補(bǔ)償。

　　（2）數(shù)控程序指令實(shí)現(xiàn)。在西門子840D系統(tǒng)中，數(shù)控程序的指令定義中支持變量調(diào)用、局部變量定義及表達(dá)式計(jì)算等方式，為實(shí)現(xiàn)加工中程序調(diào)用執(zhí)行階段進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)償計(jì)算提供了條件，通過參數(shù)化編程，實(shí)現(xiàn)角度頭的數(shù)控程序自動化控制和補(bǔ)償。

　　在RTCP調(diào)用模式下，將圖2所示的尺寸A的數(shù)值賦值到當(dāng)前調(diào)用的刀具長度值中，用于在RTCP模式下控制P點(diǎn)的運(yùn)動，并按90°的朝向?qū)數(shù)值進(jìn)行補(bǔ)償。

　　對于從角度頭刀具尖點(diǎn)到P點(diǎn)的計(jì)算，可通過定義Siemens840D系統(tǒng)中的局部變量來計(jì)算，如HeadLC，該變量賦值為90°角度頭刀柄安裝端面與機(jī)床主軸軸線的垂直距離（固定數(shù)值與當(dāng)前使用的角度頭具體值一致）+實(shí)際的刀具及刀柄長度（刀尖點(diǎn)到安裝面的距離），該數(shù)值應(yīng)由操作者根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際數(shù)值進(jìn)行修改。

　　所有控制點(diǎn)的坐標(biāo)采用表達(dá)式的方式進(jìn)行描述，在表達(dá)式中將編程前處理APT中的當(dāng)前某點(diǎn)刀軸矢量也輸出到對應(yīng)軸的計(jì)算表達(dá)式中，在執(zhí)行時(shí)由控制系統(tǒng)自動計(jì)算終數(shù)據(jù)。比如可處理為如下格式：

　　DEF REAL HeadLC=211；其中的211為具體數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)際情況會有不同。

　　　　N26G00X=99.000+HeadLC×(-1.000)Y=0.000+HeadLC×(0.000)Z=170.000+HeadLC×(0.000)B0.000CW=0.000

　　其中，X=99.000+HeadLC×(-1.000)是X軸的補(bǔ)償計(jì)算表達(dá)式，99.000是被推算到P點(diǎn)的X軸坐標(biāo)，HeadLC是定義的有具體距離值的變量，（-1.000）是當(dāng)前點(diǎn)角度頭刀軸方向的X軸矢量分量；Y=0.000+HeadLC×(0.000)，0.000是被推算到P點(diǎn)的Y軸坐標(biāo)，HeadLC是定義的有具體距離值的變量，（0.000）是當(dāng)前點(diǎn)角度頭刀軸方向的Y軸矢量分量；Z=170.000+HeadLC×(0.000)，170.000是被推算到P點(diǎn)的Z軸坐標(biāo)，HeadLC是定義的有具體距離值的變量，（0.000）是當(dāng)前點(diǎn)角度頭刀軸方向的Z軸矢量分量；B0.000是當(dāng)前主軸B軸旋轉(zhuǎn)的角度，CW=0.000是當(dāng)前工作臺旋轉(zhuǎn)的角度，其中CW為該系統(tǒng)中對C軸的具體標(biāo)識。

　　（3）后處理方法實(shí)現(xiàn)。針對上述討論的實(shí)現(xiàn)方法，在開發(fā)后處理工具時(shí)主要考慮如下幾項(xiàng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：

　　常規(guī)加工需要五軸聯(lián)動（也可不聯(lián)動）點(diǎn)插補(bǔ)的情況下，對于BC軸的角度的計(jì)算，限定角度頭安裝角度（此處限定在Ｘ軸正方向上），可按常規(guī)的五軸后處理算法（針對XYZBC組合）進(jìn)行處理，并在計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上補(bǔ)償角度頭的90°值到已得到的B軸數(shù)據(jù)中，CAM數(shù)控編程按常規(guī)五軸編制刀路軌跡，并按點(diǎn)插補(bǔ)處理APT中間文件。

　　針對某些需要局部坐標(biāo)系且刀軸方向與局部坐標(biāo)系Z軸平行的情況（如采用固定循環(huán)指令方式加工斜面或側(cè)面孔、采用圓弧指令加工圓弧等特征），可在當(dāng)前定向方向上通過使用ROT命令實(shí)現(xiàn)局部坐標(biāo)系定義，并將當(dāng)前特征加工數(shù)據(jù)經(jīng)空間變換，轉(zhuǎn)換到局部坐標(biāo)系下，實(shí)現(xiàn)特征加工，CAM數(shù)控編程按常規(guī)五軸編制刀路軌跡，并按固定循環(huán)、圓弧特征處理APT中間文件，編程實(shí)例如圖3所示。

　　以上研究成果可通過軟件開發(fā)的方式實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)行了驗(yàn)證性應(yīng)用，驗(yàn)證實(shí)例如圖4所示。