數(shù)控機(jī)加工倒角的常用實(shí)現(xiàn)方法

　　倒角是零件最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)特征，通常有倒斜角和倒圓角兩種類(lèi)型，一般倒角的作用是去除毛刺，還有一些特別強(qiáng)調(diào)的倒角是為了安裝工藝要求，比如安裝導(dǎo)向，減少應(yīng)力集中，容易裝配等作用。

　　機(jī)加工倒角的方法常見(jiàn)有3種，一是倒角刀編程銑削，二是利用宏程序和可編程參數(shù)指令G10編程加工，三是使用CAD/CAM軟件自動(dòng)編程加工。

　　◆ 成形銑刀倒角

　　1、成形銑刀類(lèi)型

　　倒角的成形銑刀也稱(chēng)為倒角刀，按結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和舍棄式，整體式刀具(見(jiàn)圖1)，這種刀具當(dāng)使用磨損或蹦刃時(shí)，可在專(zhuān)用磨刃機(jī)上進(jìn)行刃磨，刃磨好后可以繼續(xù)使用，直至切削長(zhǎng)度用盡報(bào)廢。舍棄式刀具(見(jiàn)圖2)在使用時(shí)，如磨損或蹦刃，可翻轉(zhuǎn)刀片另一面使用，直至刀片用費(fèi)報(bào)廢，刀桿可反復(fù)使用。

　　倒角刀又可分成單刃、三刃、多刃和角度分的45°、60°、90°、120°倒角刀等，其中60°和90°最為常見(jiàn)。倒角刀根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可用來(lái)加工錐孔、輪廓倒角，此外，單刃倒角刀可在電鉆上加工出光潔的錐面;三刃倒角刀可加工型面較長(zhǎng)的錐孔�？傊�，倒角刀是實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用相對(duì)比較廣泛的一種成形刀具。

　　2、成形銑刀倒小孔倒角

　　小孔輪廓倒角最簡(jiǎn)單的使用方法是使用成形銑刀，其加工原理是：主軸旋轉(zhuǎn)，Z向進(jìn)給完成加工，編程可借助孔加工循環(huán)指令(G81)或直接使用G01編程。下面就一組小孔倒角(見(jiàn)圖3)舉例編程。

　　(1)刀具選用與對(duì)刀

　　成形倒角刀有有尖和無(wú)尖兩種(見(jiàn)圖4)，針對(duì)不同大小的倒角，倒角刀選擇的原則為孔的直徑要大于倒角刀的最小有效直徑(0~d2)且小于倒角刀最大有效直徑(d1)，在編程加工時(shí)，通常以倒角刀的底端為Z向零點(diǎn)，對(duì)刀方法同立銑刀。

　　(2)參考程序

　　文章以FANUC 0i系統(tǒng)編程，圖3小孔倒角參考程序如下：

　　O0001;

　　G0G54G90X0Y0M3S2000;(G54坐標(biāo)系快速移動(dòng)，主軸正轉(zhuǎn))

　　Z20M8;(快速到一安全高度)

　　G81X0Y8Z-0.5R5F80;(G81倒角)

　　Y16Z-1;

　　Y27;

　　Y38Z-1.5;

　　Y50;

　　Y65Z-2;

　　Y80;

　　Y95Z-2.5;

　　Y112;

　　Y130Z-3;

　　Y155;

　　G0G80Z200;(快速抬刀)

　　M30;(程序結(jié)束并返回)

　　3、成形銑刀倒輪廓倒角

　　任意輪廓的倒角可根據(jù)倒角特征選擇成形倒角刀加工，主軸旋轉(zhuǎn)，以輪廓為切削軌跡，通過(guò)Z向切深和刀具補(bǔ)償完成輪廓倒角加工。下面以90°倒角刀為例，分別以有尖和無(wú)尖兩種形式，探究輪廓倒角加工。

　　(1)加工原理

　　有尖倒角刀以底端對(duì)刀，輪廓程序中Z向深度若為n，半徑補(bǔ)償輸入n-c，倒出的倒角就為c(見(jiàn)圖5);無(wú)尖倒角刀以底端對(duì)刀，Z向深度若為n，半徑補(bǔ)償輸入n-c+d1/2，倒出的倒角就是c(見(jiàn)圖6)。如果對(duì)于精加工的倒角，我們通常也可以先編好程序，刀補(bǔ)先給大，補(bǔ)正之后，將模式打到手輪狀態(tài)，“相對(duì)坐標(biāo)”清零，用手輪搖到你滿(mǎn)意的位置，觀察坐標(biāo)系偏移了多少，用原來(lái)的刀補(bǔ)減掉這個(gè)值輸入現(xiàn)在刀補(bǔ)，也可完成倒角加工。

　　(2)參考程序

　　下面以圖7中輪廓倒C2的倒角為例說(shuō)明，加工程序如下：

　　O0002;

　　G0G54G90X0Y0M3S2000;(G54坐標(biāo)系快速移動(dòng)，主軸正轉(zhuǎn))

　　Z20M8; (快速到一安全高度)

　　G0X40;(快速移動(dòng)到下刀點(diǎn))

　　G1Z0F300;(到Z0面)

　　M98P0003L1;(調(diào)用0003子程序1次)

　　G0Z20;(抬刀到20)

　　X80;(快速移動(dòng)到點(diǎn))

　　G1Z0F300; (到Z0面)

　　M98P0003L1;(調(diào)用0003子程序1次)

　　G0Z200;(抬刀)

　　M30;(程序結(jié)束并返回)

　　O0003;(加工輪廓1)

　　G91G1Z-nF200;(切深n)

　　G1G41D1X60F300;(D1=n-2或n-2+d2)

　　……;(輪廓1軌跡)

　　G1G40X40;(取消刀補(bǔ))

　　M99;(返回子程序)

　　◆ 宏程序倒角

　　數(shù)控宏程序在輪廓加工中有著不可替代的作用，尤其在大批量生產(chǎn)中更加體現(xiàn)宏程序的優(yōu)勢(shì)，程序容量小，加工效率高。下面討論宏程序加工輪廓倒角方法。

　　(1)可編程參數(shù)G10

　　輪廓倒斜角可使用平底銑刀或球刀，通過(guò)可編程參數(shù)G10結(jié)合宏程序變量完成倒角加工。Fanuc系統(tǒng)中G10可輸入系統(tǒng)參數(shù)、坐標(biāo)系參數(shù)、刀具補(bǔ)償值和刀具壽命等，使用刀具半徑補(bǔ)償值中的D代碼編程格式為：“G10L12P__R__”，P為刀具補(bǔ)償號(hào)，R為刀具補(bǔ)償值。編程的具體參數(shù)如表1。

　　(2)參考程序

　　下面以圖7中3.5x30°和C2倒角為例，結(jié)合表1的參數(shù)說(shuō)明進(jìn)行倒斜角的宏程序編程，程序如下：

　　O0004;

　　G0G54G90X0Y0M3S2000; (G54坐標(biāo)系快速移動(dòng)，主軸正轉(zhuǎn))

　　X80Y0;(快速到下刀點(diǎn)，內(nèi)倒角改為X40Y0)

　　Z20M8;(安全高度)

　　#1=0;(深度變量初值)

　　#2=30;(斜面與垂直方向夾角，內(nèi)倒角改為45)

　　#3=4;(刀具半徑)

　　#6=3.5;(倒斜角高度，內(nèi)倒角改為2)

　　WHILE[#1LE#6]DO1;(如果#1小于等于#6，加工循環(huán)開(kāi)始)

　　#4=#1;(Z向動(dòng)態(tài)變化值)

　　#5= #3-[#6-#1]*TAN[#2];(刀補(bǔ)動(dòng)態(tài)變化值)

　　G10L12P1R#5;(#5刀補(bǔ)賦值給D1)

　　G1Z#4F200;(加工到當(dāng)前#4高度)

　　G41D1 X66Y0F300;(內(nèi)倒角改為X60Y0)

　　M98P0005;(調(diào)用0005輪廓子程序)

　　G0G40 X80Y0; (內(nèi)倒角改為X40Y0)

　　#1=#1+0.1;(深度遞增步長(zhǎng))

　　END1(循環(huán)1結(jié)束)

　　G0Z200;(抬刀)

　　M30;(程序結(jié)束并返回)

　　以上程序?yàn)?.5x30°倒角程序，M98P0005為外輪廓的軌跡描述，如若使用平底刀加工內(nèi)輪廓2 x45°倒角，只需按照括號(hào)中的說(shuō)明改動(dòng)即可;如若使用球刀加工以上輪廓，在以上改動(dòng)的基礎(chǔ)上，同時(shí)將#4改為等于#1+#3*[1-SIN[#2]]，#5改為等于#3*COS[#2] -[#6-#1]*TAN[#2]即可。

　　◆ CAM倒角

　　倒角也可以使用CAM軟件自動(dòng)編程，目前CAM軟件有很多，比如UG、Master CAM、CAXA制造工程師、Powermill、Pro-E、cimatron等等，不管是專(zhuān)業(yè)CAM軟件還是嵌套式CAM軟件，其各有優(yōu)缺點(diǎn)，本文章以UG軟件中嵌套的CAM模塊用平底立銑刀(Ф8)和球刀(R4)分別編制圖8倒角程序，并仿真其加工效果。

　　平底刀生成刀軌和實(shí)體模擬仿真加工效果見(jiàn)圖10(a)和圖10(b)，球刀生成刀軌和實(shí)體模擬仿真加工效果見(jiàn)圖11(a)和圖11(b)。

　　根據(jù)圖10、圖11生成刀軌和加工仿真圖，可知平底刀和球刀加工倒角，其余參數(shù)一致唯刀具類(lèi)型不同的情況下，平底刀切削刀路少于球刀，加工效率高于球刀，但是球刀加工的效果要好于平底刀。讀者可根據(jù)實(shí)際需求選擇其中一種加工方法應(yīng)用，最后通過(guò)UG后處理生成G代碼輸入數(shù)控機(jī)床完成零件加工。