直角铣头的简便用法

深圳市捷甬达实业有限公司 （广东 518111） 郑新胜 石 云

1.直角铣头简介

直角铣头是目前市场上在数控加工中心行业中应用很普遍的附件头，是一种可以不需要二次装夹工件来完成侧面加工的附件。直角头也叫横向铣头或卧式铣头，是指刀具输出轴平行于水平面的铣头。直角头可以实现立式加工中心的立卧转换，用于工件的侧面加工，减少了工件的装夹次数，大大提高了加工精度。还可以装在刀库中，并可以在刀库和机床主轴之间自由转换。特别是针对于一些圆孔、小型型腔内进行的钻孔、攻螺纹、铣槽类加工，是必不可少的工具。现已广泛应用于航空、汽车、模具等机械加工的各个领域。

直角头加工是在把主轴的方向旋转了90°后的加工，原基于立式加工中心编写的程序不再适用，需要对加工程序作修改，而常用数控系统如发那科没有配置倾斜平面功能，需要单独购买，成本增加。在这里我们介绍一种方法，这种方法主要是通过修改后置文件把G17平面转换成直角头对应的加工平面，再用轴替换的方法，组合成与平面相对应的坐标关系。这样只要对软件的后置文件进行较小的改动，直角头的编程和立式加工中心三轴程式一样简单。以下以一个零件为例，说明MasterCAM9.0在加工中心直角头上的应用。

图1

2.应用案例

如图1所示，工件是一个方形毛坯，未增加直角头的加工中心机床只能加工上表面及侧面。侧表面上的槽、凸台、孔等都无法加工，但配置直角头的加工中心机床就能一次加工侧表面上的槽、凸台、孔等，不但提高了效率也提高了加工精度。

一般直角头在机床上的安装位置如图2所示。

图2

（1）步骤1 对俯视面用直角头进行挖槽加工路径的编制。用MasterCAM9.0软件编程，按“图2”方向1，画图按俯视图方向画图即可。对刀也是按我们现在看到的这个图形进行四面分中，在方向1上，表面为零点，按我们常用的二维挖槽加工编刀具路径过程如下：①选加工边界。②设定加工参数（见图3）。③选择加工方法（见图4）。所得加工刀具路径如图5所示。

由于直角头是可以多向安装的，如果直角头刀具轴线的输出方向和机床回零方向相反，容易造成工件与直角头碰撞，所以要求加工程序尾不能有回零动作。其他修改部分是由于工作面发生了变化，XYZ三轴需要进行转换，相对应的三轴圆弧插补关系也需要相应发生变化。

图2中的方向1就是工作面由G17平面转为G18平面，后置作以下修改：

图3

图4

图5

Y轴和Z轴的位置发生了变化，后置作以下修改：

相对的圆弧插补关系也有了变化，后置作以下修改：

每个程序尾不能有G28自动回零指令，后置须删除有以下字符的语句，整个后处理有三处：

修改完毕后，用修改好的后置文件对“图5”进行后置处理：

从以上程序可以看出Y轴与Z轴已经转换过来，以上程序就是直角头在方向1位置的格式。用刀路查看软件，在等角视图观看其刀路的效果如图6所示。

图6

挖槽及外形加工一样，都是走G01、G02、G03的插补的动作，所以外形加工刀路的后置就不用修改了，但钻孔指令由于轴变化了，导致循环指令不用使用，所以钻孔及攻螺纹功能需要用插补的动作来完成。

（2）步骤2 对俯视面用直角头进行钻孔加工路径偏制，钻孔的刀具路径编制也是和普通三轴一样，过程如下：①选择钻孔点的位置。②设定加工参数（见图7）。所得加工刀具路径如图8所示。

图7

图8

由于不能用循环，所以我们的后置修改如下：

修改完毕后，用修改好的后置文件对“图8”进行后置处理：

用刀路查看软件，在等角视图观看其刀路的效果如图9所示。

图9

（3）步骤3 同步骤2方法对俯视面用直角头进行攻螺纹加工路径编制，过程如下：①选择攻螺纹点的位置。②设定攻螺纹参数（见图10，设定攻螺纹轴的进给率参数时需要注意 “轴的进给率=主轴转速×螺纹距”，假设是M5的螺纹，螺纹距是0.8mm，主轴转速为1000r/min，攻螺纹进给速度=1000×0.8=800mm/min，开始攻螺纹时就必须把位率开关打到100%才开始攻螺纹，不然会出现乱螺纹的情况）。所得加工刀具路径如图11所示。

图10

图11

对攻螺纹刀具路径作后置处理：

以上是机床配置直角头后使用MasterCAM9.0软件编写的程序在方向1的后置文件修改方法，其他视觉后置文件修改的方法同方向1，只要对后置文件作以上几个方面的修改就可以完成各侧面的加工。