論鏡像技術在機械加工刀具中的應用

許 兵，廉冰嫻

（山西機電職業技術學院，山西 長治046012）

論鏡像技術在機械加工刀具中的應用

許 兵，廉冰嫻

（山西機電職業技術學院，山西 長治046012）

現代制造生產中，刀具的價值地位越來越高，并且隨著產品零件相似度的提高，鏡像加工技術正在被運用于數控刀具中。目前鏡像加工主要應用在數控銑削加工中，不論加工零件輪廓是對稱還是非對稱結構，都可以利用鏡像技術達到較好的外輪廓加工效果。與傳統加工相比較，加工質量穩定，提高了加工效率，縮短了加工路徑。

鏡像加工；數控銑削；加工程序

眾所周知，鏡像加工技術又被稱為對稱加工技術，若將這一技術應用到數控刀具的制造中，不僅可以縮短加工程序路徑，并且還能減少程序出現錯誤的概率。與此同時，鏡像加工技術應用非常方便、便捷，如在加工中某加工中心的原鏡像加工指令為G73，要想加工第二象限的指令，直接使用G73 X-1就可以實現了，也就是繼續使用原程序段的加工代碼，直接按照X軸或Y軸做軸向鏡像即可，不必另外再編輯程序，大大縮短了加工路徑。而數控刀具很多產品的輪廓都具有鏡像的特點，因此將鏡像應用到數控刀具中，不僅可以提高生產效率，還可以穩定生產質量。

1 鏡像加工程序

鏡像加工程序也稱對稱加工程序，就是將數控加工刀具軌跡變換成為以加工軸對稱零件的刀具軌跡。這個加工的對稱軸可以是X軸，也可以是Y軸，還可以是原點。根據這一應用原理，對于任何一個與某一坐標軸或者是原點對稱的零件，都可以只編寫一半的程序，就可以將整個零件加工出來，如圖1、2所示。這對于加工不對稱的凹凸件尤為便利，即只編寫凸或者凹零件輪廓加工程序，然后對已有的加工程序進行適當的修改，就可以通過鏡像原理，制造出相對應的凹或者凸的零件了。

圖1 結構對稱分布的殼體

圖2 程序鏡像分布圖

2 鏡像程序在加工中的應用

在數控刀具制造過程中，隨著產品零件精細度越來越高，對刀具要求也越來越苛刻，刀具制造變得越來越復雜。而刀具零件很多輪廓都是符合鏡像形式的，如果將鏡像加工程序應用到數控刀具制造程序中，不僅可以提高工作效率，還可以降低出錯的概率。

2.1 數控刀具的制造特點

數控刀具一般分為左切刀和右切刀，數控銑刀也分為左和右兩個切向，這種分為左、右切向的數控刀具實際上就是一個完整的鏡像組合。因此，在制造數控刀具的時候，往往只需要編制出其中一個切向的加工程序，再通過“鏡像加工”指令進行調整，就可以完成另一個切向的刀具加工了。因此，將鏡像加工技術應用到數控刀具中，在加工鏡像體時，不需要重新編制程序，只需要將原來的加工程序按照對稱軸做鏡像指令即可。

2.2 鏡像加工的應用

現需加工如圖3所示零件，凸塊1與凸塊3對稱分布，凸塊2與凸塊4對稱分布。因此只需編制出第一象限程序即可，其他象限采用鏡像功能及調用子程序功能。已知刀具起點為（0，0，100）處，加工編程如下：

圖3 銑削加工對稱凸臺工件

2.3 鏡像加工程序在刀具使用中注意的問題

在采用鏡像加工技術時，多數人認為直接將鏡像指令拿過來應用就可以了。其實不然，鏡像是相對軸、點對稱的，而不是相對用戶對稱的。所以在加工時，要對加工程序作如下調整：

（1）鏡像時加工方式（順銑和逆銑）發生變化

在鏡像加工的時候，千萬不要直接引用鏡像加工程序，在鏡像轉換的時候，有些程序片段是需要進行調整的。如某程序在第一象限是順銑加工程序，經過鏡像轉換后，轉換到第二象限就會變成逆銑程序，反之也是如此。因此，這種情況下，要想使得鏡像加工的表面依然獲得與本體相同的光潔程度，就要注意在使用原鏡像加工程序之前，將銑削狀態改成反向。通常操作方法是，原加工程序中采用順銑加工程序，而在鏡像加工時，要注意反向刀具需要將原加工程序改成逆銑加工程序，反之也是如此，必須注意這些細節的修改。

（2）鏡像時坐標旋轉方向（順時針和逆時針）發生變化

在鏡像加工過程中，除了需要注意上面說的順銑和逆銑的變化情況，還需要注意坐標旋轉方向的變化情況。假如一項加工程序，在第一象限的坐標系繞著Z軸旋轉的角度為δ角，經過繞Y軸轉換后，反映在原坐標軸系中就變成了繞Z軸旋轉了-δ角。因此，在采取鏡像加工時，需要注意在原加工程序的基礎上，加入坐標旋轉指令改變方向的命令。

（3）鏡像時安全距離（進刀、退刀）進行驗證

在進行數控刀具加工程序時，對于原加工程序的進、退刀位已經有過嚴格的驗證，但是在經過鏡像轉換后，要注意不要簡單地直接沿用原來的進、退刀位置數據，要注意對原來的數據進行調整轉換，尤其是在五坐標的加工系統中，附加的坐標系經過平移或者是旋轉后，必須仔細檢查進、退刀點，確保生產過程中機床操作安全。

3 結束語

本文結合數控刀具具有左、右切向的特點，闡述了加工輪廓具有鏡像的特征。當產品輪廓具有鏡像特征時，可通過鏡像加工技術進行生產，即直接在原程序的基礎上進行相應的修改，可以大大提高生產效率穩定加工質量。同時，就鏡像加工在刀具使用中的問題進行了分析，鏡像時需要注意銑削加工方式、坐標旋轉方向、進退刀的安全距離等的變化。

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The Applications of Mirror Image Technology in Machining Tool

XU Bing，LIAN Bing-xian
（Shanxi Institute of Mechanical&Electrical Engineering，Changzhi Shanxi 046012，China）

In modern manufacturing，the value status of cutting tools is becoming higher and higher，and with the increase of product parts similarity，mirror processing technology is being applied to NC cutting tools.At present，mirror machining is mainly used in NC milling，and whether the machined part is symmetrical or asymmetrical，the mirror image technology can be used to achieve better machining effect.Compared with the traditional machining，the processing quality is stable，the machining efficiency is improved，and the machining path is shortened.

mirror processing；CNC milling；processing program

TG711

B

1672-545X（2017）10-0123-02

2017-07-03

許 兵（1981-），男，土家族，貴州思南人，碩士研究生，講師，研究方向：機械制造和刀具研究。