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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床附件，其使用目的是為了擴充機床的加工范圍，在一些大型工件或產(chǎn)品精密度要求較高的情況下應用廣泛。

　　橫向銑頭一般可應用于加工中心、龍門銑床、臥室鏜銑床等機床上。

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

　　橫向銑頭一般可應用于加工中心、龍門銑床、臥室鏜銑床等機床上。

直角銑頭可進行部分角度加工

　　直角銑頭是zui常見，運用zui廣泛的銑頭種類。有人稱為“側銑頭”，“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，手動上頭的低端產(chǎn)品。

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

　　直角銑頭使用時應該注意什么？

　　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，需先確認試運轉數(shù)分鐘熱機。每次加工時，需選擇適當?shù)霓D速和進給加工。加工時的轉速、進給與切深應以漸進方式做調整，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入銑頭內部。

　　4、避免長時間在zui高轉速持續(xù)加工運轉。

　　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，它能夠實現(xiàn)立式加工中心的立臥轉換。該產(chǎn)品主要用于工件的側面加工，這就減少了工件的裝夾次數(shù)，在加工精度上大有提高。直角銑頭技術規(guī)格包括主軸扭矩：1800Nm，主軸錐孔：ISO50（安裝JT50刀柄），主軸轉速范圍：1-600rpm，主軸中心距滑枕端部尺寸：383mm，回轉角度：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，程序的旋轉控制點為刀尖點，當各線性軸和旋轉軸同時運動時，能夠保證當前的控制點始終為刀具的刀尖點，這種方式可以有效地簡化數(shù)控程序的編制和現(xiàn)場應用。而角度頭刀柄五軸聯(lián)動也可以分解為回轉運動和平移運動。因此，可通過研究將角度頭的刀具尖點的數(shù)據(jù)經(jīng)相關偏移量的補償轉化，使其符合當前五坐標機床的控制機制。

　　以圖2所示說明，P點為主軸中心軸線與角度頭刀具中心線交點，Q的點為角度頭安裝刀具后的刀尖點，將實際刀具的編程控制點Q轉移到P點，即假想P點為當前程序的實際加工刀具尖點，而將此過程中的轉化偏移等量值在數(shù)控程序運行階段補償。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進行補償外，還要考慮旋轉軸如何進行控制的問題。在角度頭固定一個安裝角度的情況下（本文以沿著X軸正方向為討論基礎，在實際應用時操作者依據(jù)此要求安裝即可），需按照常規(guī)的五坐標旋轉軸后處理進行計算，并按照其運動及結構邏輯對角度頭的90°安裝方向進行補償。

　　（2）數(shù)控程序指令實現(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用、局部變量定義及表達式計算等方式，為實現(xiàn)加工中程序調用執(zhí)行階段進行數(shù)據(jù)補償計算提供了條件，通過參數(shù)化編程，實現(xiàn)角度頭的數(shù)控程序自動化控制和補償。

　　在RTCP調用模式下，將圖2所示的尺寸A的數(shù)值賦值到當前調用的刀具長度值中，用于在RTCP模式下控制P點的運動，并按90°的朝向對B數(shù)值進行補償。

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

　　所有控制點的坐標采用表達式的方式進行描述，在表達式中將編程前處理APT中的當前某點刀軸矢量也輸出到對應軸的計算表達式中，在執(zhí)行時由控制系統(tǒng)自動計算終數(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軸的補償計算表達式，99.000是被推算到P點的X軸坐標，HeadLC是定義的有具體距離值的變量，（-1.000）是當前點角度頭刀軸方向的X軸矢量分量；Y=0.000+HeadLC×(0.000)，0.000是被推算到P點的Y軸坐標，HeadLC是定義的有具體距離值的變量，（0.000）是當前點角度頭刀軸方向的Y軸矢量分量；Z=170.000+HeadLC×(0.000)，170.000是被推算到P點的Z軸坐標，HeadLC是定義的有具體距離值的變量，（0.000）是當前點角度頭刀軸方向的Z軸矢量分量；B0.000是當前主軸B軸旋轉的角度，CW=0.000是當前工作臺旋轉的角度，其中CW為該系統(tǒng)中對C軸的具體標識。

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

　　常規(guī)加工需要五軸聯(lián)動（也可不聯(lián)動）點插補的情況下，對于BC軸的角度的計算，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）進行處理，并在計算結果的基礎上補償角度頭的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，并按點插補處理APT中間文件。

　　針對某些需要局部坐標系且刀軸方向與局部坐標系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面孔、采用圓弧指令加工圓弧等特征），可在當前定向方向上通過使用ROT命令實現(xiàn)局部坐標系定義，并將當前特征加工數(shù)據(jù)經(jīng)空間變換，轉換到局部坐標系下，實現(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，編程實例如圖3所示。

　　以上研究成果可通過軟件開發(fā)的方式實現(xiàn)，并進行了驗證性應用，驗證實例如圖4所示。