直角銑頭的簡便用法

深圳市捷甬達實業有限公司 （廣東 518111） 鄭新勝 石 云

1.直角銑頭簡介

直角銑頭是目前市場上在數控加工中心行業中應用很普遍的附件頭，是一種可以不需要二次裝夾工件來完成側面加工的附件。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。直角頭可以實現立式加工中心的立臥轉換，用于工件的側面加工，減少了工件的裝夾次數，大大提高了加工精度。還可以裝在刀庫中，并可以在刀庫和機床主軸之間自由轉換。特別是針對于一些圓孔、小型型腔內進行的鉆孔、攻螺紋、銑槽類加工，是必不可少的工具。現已廣泛應用于航空、汽車、模具等機械加工的各個領域。

直角頭加工是在把主軸的方向旋轉了90°后的加工，原基于立式加工中心編寫的程序不再適用，需要對加工程序作修改，而常用數控系統如發那科沒有配置傾斜平面功能，需要單獨購買，成本增加。在這里我們介紹一種方法，這種方法主要是通過修改后置文件把G17平面轉換成直角頭對應的加工平面，再用軸替換的方法，組合成與平面相對應的坐標關系。這樣只要對軟件的后置文件進行較小的改動，直角頭的編程和立式加工中心三軸程式一樣簡單。以下以一個零件為例，說明MasterCAM9.0在加工中心直角頭上的應用。

圖1

2.應用案例

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

一般直角頭在機床上的安裝位置如圖2所示。

圖2

（1）步驟1 對俯視面用直角頭進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。對刀也是按我們現在看到的這個圖形進行四面分中，在方向1上，表面為零點，按我們常用的二維挖槽加工編刀具路徑過程如下：①選加工邊界。②設定加工參數（見圖3）。③選擇加工方法（見圖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作。其他修改部分是由于工作面發生了變化，XYZ三軸需要進行轉換，相對應的三軸圓弧插補關系也需要相應發生變化。

圖2中的方向1就是工作面由G17平面轉為G18平面，后置作以下修改：

圖3

圖4

圖5

Y軸和Z軸的位置發生了變化，后置作以下修改：

相對的圓弧插補關系也有了變化，后置作以下修改：

每個程序尾不能有G28自動回零指令，后置須刪除有以下字符的語句，整個后處理有三處：

修改完畢后，用修改好的后置文件對“圖5”進行后置處理：

從以上程序可以看出Y軸與Z軸已經轉換過來，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的插補的動作，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，導致循環指令不用使用，所以鉆孔及攻螺紋功能需要用插補的動作來完成。

（2）步驟2 對俯視面用直角頭進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，過程如下：①選擇鉆孔點的位置。②設定加工參數（見圖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，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“圖8”進行后置處理：

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方法對俯視面用直角頭進行攻螺紋加工路徑編制，過程如下：①選擇攻螺紋點的位置。②設定攻螺紋參數（見圖10，設定攻螺紋軸的進給率參數時需要注意 “軸的進給率=主軸轉速×螺紋距”，假設是M5的螺紋，螺紋距是0.8mm，主軸轉速為1000r/min，攻螺紋進給速度=1000×0.8=800mm/min，開始攻螺紋時就必須把位率開關打到100%才開始攻螺紋，不然會出現亂螺紋的情況）。所得加工刀具路徑如圖11所示。

圖10

圖11

對攻螺紋刀具路徑作后置處理：

以上是機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，其他視覺后置文件修改的方法同方向1，只要對后置文件作以上幾個方面的修改就可以完成各側面的加工。