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龍門鏜銑頭-數控龍門鏜銑頭-振飛機械制造

詳細說明龍門銑頭的基本工作原理

　　首先來認識一個問題：銑車有很多的分類，具備不同的使用，包括龍門銑車、立式銑床、臥式銑床、數控銑床等等，同時與車床搭配達到其使用效果的銑頭也具備各種不同的類型……

　　這里介紹龍門銑頭，相對來說把握其基本工作原理是zui好的了解途徑，如下所述：

　　*，龍門銑頭是一種銑刀軸可在水平和垂直兩個平面內回轉的銑頭。銑刀，是用于銑削加工的、具有一個或多個刀齒的旋轉刀具。工作時各刀齒依次間歇地切除工件的余量。銑刀主要用于在銑床上加工平面、臺階、溝槽、成形表面和切斷工件等。

　　第二，龍門銑頭主軸能在相互垂直的兩個回轉面內回轉，不僅可以完成立銑、平銑工作、還可以在工件一次裝卡中，進行各種角度的多面、多棱、多槽的銑削從而完成復雜的銑削工作。

　　第三，安裝在龍門銑、落地鏜床的滑枕端面,實現任意角度的鉆、銑、鏜加工，龍門銑頭與機床是通過一個過渡連接墊與機床連接，這個需要根據用戶本身機床接口尺寸量身定做。

　　事實上來說，不論是哪一種銑頭，把握其基本工作原理都是zui好的使用準備，掌握以上的信息對于龍門銑頭在整個車床中的作用也有個很好的了解！

　　萬向銑頭的常見種類：

　　1、輕型萬向銑頭——此類銑頭特點為質量輕（一般10kg左右）、精度高、扭矩偏小、可進刀庫進行自動換刀。此類銑頭用定位塊定位，輸出一般為筒夾或BT30錐柄，有時也有特殊的可以輸出CAT或HSK刀柄，也有部分特殊的直接連接絲攻或面銑刀。

　　2、重型萬向銑頭——此類銑頭特點為質量重（一般在100kg左右）、精度一般、扭矩大等特點，一般只能應用在龍門機床上。此類銑頭用連接盤固定及鎖緊，可支持任何類型的輸出進行加工。

　　3、強力型萬向銑頭——此類銑頭特點為質量重（一般在100kg左右）、精度高、轉速高、扭矩大等特點，相對的價格也較貴，一般只能應用在龍門機床上。此類銑頭用連接盤固定及鎖緊，可支持任何類型的輸出進行加工。

　　一般萬向銑頭均采用非接觸式油封，在加工過程中如有使用冷卻水，需要在噴水前先運轉，并調整冷卻水噴嘴方向，使之朝刀具噴水，可避免冷卻水滲入本體之虞，以延長壽命。避免長時間在zui高轉速持續加工運轉。參照各型號銑頭的參數特性，在適當的加工條件下使用。使用前，需先確認試運轉數分鐘熱機。每次加工時，萬向銑頭需選擇適當的轉速和進給加工。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。

　　萬向銑頭是機床常用的附件，也是機床zui核心、技術含量zui高的部件之一。一般機械萬d能銑頭可以大大擴張機床的加工能力，可以完成任意角度頭斜面的銑削、鉆孔、攻絲等加工；五軸聯動加工的萬s能銑頭，萬向銑頭可以用來加工航空航天、、核能、能源領域的關鍵零部件，如飛機發動機的葉片、火電汽輪機葉片、核潛艇螺旋槳等。

一種數控角度銑頭的數控加工控制方法研究

　特殊角度頭數控控制方法研究

　　（1）控制方法研究。在具備RTCP控制的數控系統中，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控程序的編制和現場應用。而角度頭刀柄五軸聯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據經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控程序運行階段補償。在此過程中，需要明確的是A尺寸數據、B尺寸數據以及角度頭的安裝角度，為簡化數據的處理邏輯及現場操作者的可操作性，將角度頭的安裝規定一個固定的方向，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此要求安裝即可），需按照常規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）數控程序指令實現。在西門子840D系統中，數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，為實現加工中程序調用執行階段進行數據補償計算提供了條件，通過參數化編程，實現角度頭的數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），該數值應由操作者根據現場實際數值進行修改。

　　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，在執行時由控制系統自動計算終數據。比如可處理為如下格式：

　　DEF REAL HeadLC=211；其中的211為具體數據，根據實際情況會有不同。

　　　　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為該系統中對C軸的具體標識。

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

　　常規加工需要五軸聯動（也可不聯動）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軸數據中，CAM數控編程按常規五軸編制刀路軌跡，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命令實現局部坐標系定義，并將當前特征加工數據經空間變換，轉換到局部坐標系下，實現特征加工，CAM數控編程按常規五軸編制刀路軌跡，并按固定循環、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的方式實現，并進行了驗證性應用，驗證實例如圖4所示。