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龍門銑頭的詳細工作原理

今天主要為大家講到龍門銑頭的工作原理，對運行方式進行詳細的剖析，以及對銑刀軸、主軸等部件進行分析了解，相信會使大家對龍門銑頭有個更深層次的認識。

1、該銑頭的銑刀軸可以在水平和垂直兩個平面內進行回轉，運轉的時候各個刀齒會依次銑削工件的余量，可以使銑床完成平面、臺階、溝槽等操作。

2、主軸是在相互垂直的回轉面進行回轉，可以對工件的各種角度進行多面、多棱或多槽的銑削，可以完成復雜的銑削工序。

3、龍門銑上的滑枕端面，可以任意角度完成鉆、銑、鏜加工，而銑頭與銑床的連接是使用專用的過渡連接墊，是根據用戶龍門銑床上的接口尺寸定做的。

以上就是各部件的功能和原理，相信大家對龍門銑頭有了更深層次的認識，對以后的使用也有了充分的準備。

銑頭的技術與應用

控制系列（Control） 角度銑頭是為在加工中心上應用而設計的，可自動從刀庫傳送到機床主軸或從主軸送回到刀庫。所有控制系列銑頭，輸入軸都集成有錐度，以保證zui大剛度。定位環和定位塊帶動定位銷，可以旋轉 3600 以優化角度定位。TCU 銑頭上的刀具可以回轉 900。當銑頭從機床主軸上卸下來時，用一個鎖緊銷防止驅動錐體轉動。

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。公司技術部門利用一裝在柄軸頂部的專用螺釘保證銑頭具有嚴格的同心度。

模塊化系列（Modular）

該系列銑頭是為無自動化換刀裝置的傳統機床設計的，銑頭利用一個通用聯接法蘭，手動安裝在機床主軸上。通用法蘭上有一個T型槽，可使銑頭繞垂直軸進行3600定位。TCU銑頭可轉動刀具主軸，實現900調整。

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

TA45和TR90系列

TA45和TR90系列銑頭是為用戶特殊需要和應用而設計的，當無法用其中任意一種標準銑頭加工工件時，可采用這兩種銑頭。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準角度銑頭的功能更強，從而擴大了應用范圍。

TR90和TA45角度銑頭的旋轉方向與機床主軸的旋轉方向是相反的。

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床，利用一個法蘭手動安裝在主軸上。通用法蘭（標準裝備）上的T型槽可方便銑頭繞主軸做3600調整。

TDU銑頭的可調刀具可以回轉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到更高的轉速，同時保持低溫升和低噪聲，同時保障銑頭。

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。