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銑頭-振飛機械制造-加工中心銑頭

一種數控角度銑頭的數控加工控制方法研究

機床及角度頭結構特性說明

　　本文舉例討論的MIKROMAT 20V主軸頭為B軸叉頭、C軸為旋轉工作臺式XYZBC五坐標鏜銑加工中心，B軸±110°擺動，C軸n×360°無限旋轉，控制系統支持RTCP（Rotation Tool center point）編程，支持角度頭安裝，如圖1所示。

　　角度頭按輸出情況可分為單輸出角度頭、雙輸出角度頭、立臥兩用角度頭和萬向角度頭四類。研究對象為單輸出直角角度頭，刀具安裝方向與數控機床主軸Z向成90°（見圖1），模型如圖2所示。在90°角度頭各種尺寸數據中，與運動控制協調相關的包括A尺寸（主軸安裝端面與角度頭刀具安裝軸線間的距離）、B尺寸（主軸中心線軸與刀具安裝端面間的距離）以及角度頭在機床主軸頭上的安裝角度。

　　在數控機床應用中，能夠對其按照特定的規則進行一定的控制，一般需保證角度頭刀具方向垂直于待加工平面。以MIKROMAT鏜銑加工中心為例，其控制系統為西門子840D，在控制參數中相應的對A、B等參數進行了設定，數控機床會自動對角度頭的刀具按RTCP方式補償控制，并通過CYCLE800指令定義局部坐標系，CYCLE800固定循環指令可以實現工件坐標轉換功能，可用來對有角度擺頭機床加工斜面，也就是常規的3+2加工，它會使加工的斜面傾斜一個角度，使傾斜后的斜面和刀具軸垂直，同時為便于編程，系統會根據擺頭的幾何尺寸和刀具長度自動偏置坐標系，但僅限于當前指令設定的局部坐標系下固定當前坐標軸完成各種加工操作，無法實現安裝角度頭后的多軸聯動加工。

直角銑頭是一種重要的機床主軸附件

　　直角銑頭是一種重要的機床主軸附件，因其能夠使刀具軸線與主軸軸線成 90°直角結構，所以通過與多軸加工中心的配合能夠增加機床的加工范圍。由于直角銑頭的刀具軸線與主軸軸線位于不同方位，傳統五軸數控加工中的刀尖點補償方式已不再適用于直角銑頭，因此需探索新的途徑來實現直角銑頭的五軸加工。直角銑頭應用于五軸加工時，存在控制器參數設置復雜，橫向銑頭，數控編程難度大，加工過程操作繁瑣等問題，嚴重影響了直角銑頭的利用率和加工效率，并且存在新技術風險分析不到位，造成質量問題的隱患。

　　直角銑頭改變了主軸的輸出方向：

　　直角銑頭為特別附件，可裝置在數控鏜銑床和鏜銑加工基地上，以擴展數控鏜銑床和鏜銑加工基地的運用范圍。

　　直角銑頭選用高品質合金鋼制作，并在視點頭兩側邊磨削了基準面，便利進行視點頭的裝置調試時的測定基準面。

　　直角銑頭的刀柄銜接方法的視點頭，可以完成視點頭的主動換刀。法蘭銜接方法的也只需依照機床的主軸鼻端方法做出呼應的連接盤和法蘭，即可疾速裝置。

　　直角銑頭的視點頭選用高精度磨削齒輪和高精密軸承制作并選用持久潤滑，高可靠性的試驗，保證視點頭的精度和運用壽命。

　　因為改變了主軸的輸出方向，可以變相的完成機床的五面加工，擴展了機床的功用。

　　直角銑頭的裝置方法也是很簡單的，只需在機床主軸端面裝置視點頭定位所需的定位塊即可完成視點頭的運用。

　　直角銑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。直角銑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。

 立銑頭如何進行部件裝備工作

   立銑頭的部件裝配，主要包括傳動部件的裝配和控制主軸竄動部件的裝配以及主軸組和主軸進出部分的裝配。下面我們來看一下立銑頭部件裝配的過程是怎樣的。

   傳動部件的裝配步驟：首先將端蓋與毛氈進行裝配，這個過程非常簡單，實際上就是將毛氈塞入端蓋槽中就好了。然后是錐齒輪的裝配，這里需要以內襯套作為基準來進行平鍵的裝配。之后需要按照端蓋、深溝球軸承、內外隔套、深溝球軸承、墊圈、止動墊圈、圓螺母的順序一一裝配，擰緊止動墊圈并鎖緊。將以上安裝好的部分一起裝入軸承座內，使用六角螺釘固定好，裝好隔套，然后是端蓋和內六角螺釘的全部擰緊。以上部分安裝好以后，還需要進行一個簡單的修整，實際上就是墊圈的調整，目的在于使兩只錐齒輪的間隙保持在0.2㎜，過程相對較為簡單。將傳動部件裝入到主軸殼體內，錐齒輪則與另一只床身上的錐齒輪相結合，調整間隙后進行拆除，準備總裝。

   控制主軸竄動部分的裝配：首先仍然選擇一個基準，銑頭，這里以軸承內襯套為基準，裝入推力軸承，這里需要密切注意緊圈和松圈的位置，依次將調整墊圈、推力軸承加入，襯套以及螺母同樣裝配好。簡單的裝配后需要做一個簡單的部件檢驗，確定其緊固與否，旋風銑頭，zui后一墊圈為定位基準，測量軸承內襯套的端面，測量無誤后鎖緊圓螺母。

   主軸組裝配，加工中心銑頭，自然以主軸為基準，裝好端蓋、雙列短圓柱滾子軸承以及內外襯套，裝入控制主軸竄動部分、圓螺母、軸用擋圈，一起裝入主軸套筒內，并擰緊各螺母及端蓋螺釘。同樣需要一個簡單的部件檢驗，來驗證回轉精度大小。

   主軸進出部分的裝配，需要二十分鐘左右的時間，依次為絲桿裝鍵、錐齒輪、推力軸承，一并裝入絲桿座，然后依次為推力軸承、墊圈、圓并帽、螺母，zui后擰緊。

   各部分裝配完開始總裝部分：

   1.將主軸部分裝入到主軸殼體內。

   2.主軸進出部分絲桿座與主軸殼體使用六角固定，螺母與主軸套筒固定，手輪裝配。

   3.傳動部分裝配，將其套入主軸花鍵內，zui后使用六角螺釘一一緊固。立銑頭就裝配好了。