銑頭的技術(shù)與應(yīng)用

控制系列（Control） 角度銑頭是為在加工中心上應(yīng)用而設(shè)計的，可自動從刀庫傳送到機(jī)床主軸或從主軸送回到刀庫。同時端齒盤還具有傳動扭矩大、傳動剛性好等特點，設(shè)計中為了保證分度定位能夠提供足夠的扭矩和較高的保持剛性，通常通過液壓拉釘或碟簧等機(jī)構(gòu)在軸向方向上對端齒盤施加一定的軸向預(yù)緊力來鎖緊動。所有控制系列銑頭，輸入軸都集成有錐度，以保證zui大剛度。定位環(huán)和定位塊帶動定位銷，可以旋轉(zhuǎn) 3600 以優(yōu)化角度定位。TCU 銑頭上的刀具可以回轉(zhuǎn) 900。當(dāng)銑頭從機(jī)床主軸上卸下來時，用一個鎖緊銷防止驅(qū)動錐體轉(zhuǎn)動。

控制柔性系列（Control Flex）

Control Flex系列銑頭可滿足用戶的特殊需要，雖然其剛度不如整體輸入驅(qū)動的Control系列銑頭高，但其傳動柄軸必須有良好的互換性，主要特點是具有更大的通用性。公司技術(shù)部門利用一裝在柄軸頂部的螺釘保證銑頭具有嚴(yán)格的同心度。

模塊化系列（Modular）

該系列銑頭是為無自動化換刀裝置的傳統(tǒng)機(jī)床設(shè)計的，銑頭利用一個通用聯(lián)接法蘭，手動安裝在機(jī)床主軸上。通用法蘭上有一個T型槽，可使銑頭繞垂直軸進(jìn)行3600定位。TCU銑頭可轉(zhuǎn)動刀具主軸，實現(xiàn)900調(diào)整。

Modular系列角度銑頭可以增加一個接長桿來擴(kuò)展其長度。接長桿、傳動錐體和聯(lián)接法蘭對不同系列中相同規(guī)格的銑頭可以互換。

TA45和TR90系列

TA45和TR90系列銑頭是為用戶特殊需要和應(yīng)用而設(shè)計的，當(dāng)無法用其中任意一種標(biāo)準(zhǔn)銑頭加工工件時，可采用這兩種銑頭。主軸作垂向直線運(yùn)動是因為伺服電機(jī)、內(nèi)齒帶輪、滾珠絲杠副及主軸套簡,它們形成垂直方向(z方向)進(jìn)給傳動鏈?zhǔn)怪鬏S運(yùn)動。這些模塊可以在Control和Modular系列中使用，利用特殊的角度銑頭可以使標(biāo)準(zhǔn)角度銑頭的功能更強(qiáng)，從而擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。

TR90和TA45角度銑頭的旋轉(zhuǎn)方向與機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)方向是相反的。

TA45角度銑頭有一個固定的450角，也可按用戶要求提供900角的銑頭。TR90角度銑頭的固定角度為900，是根據(jù)所用刀具和加工空間量身定制的。

P8和P10系列

P8和P10系列銑頭適用于中到大型普通機(jī)床，利用一個法蘭手動安裝在主軸上。通用法蘭（標(biāo)準(zhǔn)裝備）上的T型槽可方便銑頭繞主軸做3600調(diào)整。

TDU銑頭的可調(diào)刀具可以回轉(zhuǎn)3600。

新型T90-10和TDU-10銑頭具有zui新功能，例如低摩擦迷宮式密封，球軸承支承主軸和高抗磨漸開線螺旋錐齒輪。

這些功能可以使新型銑頭不論尺寸大小都能夠達(dá)到更高的轉(zhuǎn)速，同時保持低溫升和低噪聲，同時保障銑頭。

一種數(shù)控角度銑頭的數(shù)控加工控制方法研究

在航空產(chǎn)品制造過程中，有些復(fù)雜結(jié)構(gòu)件及工裝模具的制造難以用機(jī)床本身的主軸頭完成所需的數(shù)控加工，需要借助其他的裝置來完成加工，而角度頭就是目前被廣泛使用的一種裝置。一款銑頭產(chǎn)品可以在同一臺機(jī)床中完成軸向、徑向、切向的軟銑以及硬銑，同時帶動銑床設(shè)備的性能提升。角度頭是一種常規(guī)的機(jī)床附件，用于拓展數(shù)控機(jī)床的加工能力和范圍，有固定角度、軸向或圓周方向可以任意調(diào)節(jié)的多種形式。在五坐標(biāo)加工設(shè)備沒有普及之前，廣泛用于數(shù)控三坐標(biāo)機(jī)床的數(shù)控加工中，可實現(xiàn)立式數(shù)控設(shè)備進(jìn)行側(cè)面鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔和攻螺紋等加工，這就直接擴(kuò)大了機(jī)床的加工范圍和適應(yīng)性。而當(dāng)其應(yīng)用在五坐標(biāo)數(shù)控加工中心等設(shè)備上時，主要是用于解決機(jī)床主軸頭無法有效完成的狹小空間深腔內(nèi)側(cè)特征加工的難題。相比傳統(tǒng)刀具加工方式，角度頭可有效解決狹窄區(qū)域、緣條深槽及側(cè)邊孔等結(jié)構(gòu)的加工，避免復(fù)雜工裝訂制和工位變換。

角度頭作為數(shù)控機(jī)床特殊附件，其裝夾方式與常規(guī)的刀具存在較大的不同，其在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中的控制方式、數(shù)控程序的編寫控制均顯著不同，因此，如何將常規(guī)CAM軟件中生成的各類加工特征的數(shù)控加工軌跡數(shù)據(jù)生成成熟的NC代碼數(shù)據(jù)，簡化編程與后處理過程，是數(shù)控編程中的一項關(guān)鍵的技術(shù)。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。

本文通過研究單輸出直角角度頭在MIKROMAT XYZBC類五坐標(biāo)鏜銑加工中心上的加工應(yīng)用方式，并探討適用于包括典型斜面方向上的特征加工的各類特征加工需求的數(shù)控后處理工具開發(fā)方法，在此方法基礎(chǔ)上實現(xiàn)基于CATIA V5軟件通用多軸編程方式下的針對西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控程序生成。萬向銑頭包含有基座，擺動座、前側(cè)壓板、后側(cè)壓板、調(diào)整裝置、傳動裝置及輸出軸。

一種數(shù)控角度銑頭的數(shù)控加工控制方法研究

機(jī)床及角度頭結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)工作臺式XYZBC五坐標(biāo)鏜銑加工中心，B軸±110°擺動，C軸n×360°無限旋轉(zhuǎn)，控制系統(tǒng)支持RTCP（Rotation Tool center point）編程，支持角度頭安裝，如圖1所示。側(cè)銑頭的分類1、輕型銑頭——此類銑頭特點為質(zhì)量輕（一般5-15kg，市場上甚至有3kg的超輕型）、精度高、扭矩偏小、可進(jìn)刀庫進(jìn)行自動換刀。

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。它具有附件主軸方向力臂懸伸長，主軸直徑尺寸要求小，高要求的定位精度等特點。研究對象為單輸出直角角度頭，刀具安裝方向與數(shù)控機(jī)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(shù)據(jù)中，與運(yùn)動控制協(xié)調(diào)相關(guān)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(jī)床主軸頭上的安裝角度。

在數(shù)控機(jī)床應(yīng)用中，能夠?qū)ζ浒凑仗囟ǖ囊?guī)則進(jìn)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。在數(shù)控機(jī)床應(yīng)用中，能夠?qū)ζ浒凑仗囟ǖ囊?guī)則進(jìn)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(tǒng)為西門子840D，在控制參數(shù)中相應(yīng)的對A、B等參數(shù)進(jìn)行了設(shè)定，數(shù)控機(jī)床會自動對角度頭的刀具按RTCP方式補(bǔ)償控制，并通過CYCLE800指令定義局部坐標(biāo)系，CYCLE800固定循環(huán)指令可以實現(xiàn)工件坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能，可用來對有角度擺頭機(jī)床加工斜面，也就是常規(guī)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(tǒng)會根據(jù)擺頭的幾何尺寸和刀具長度自動偏置坐標(biāo)系，但于當(dāng)前指令設(shè)定的局部坐標(biāo)系下固定當(dāng)前坐標(biāo)軸完成各種加工操作，無法實現(xiàn)安裝角度頭后的多軸聯(lián)動加工。