論鏡像技術(shù)在機(jī)械加工刀具中的應(yīng)用

許 兵，廉冰嫻

（山西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 長(zhǎng)治046012）

論鏡像技術(shù)在機(jī)械加工刀具中的應(yīng)用

許 兵，廉冰嫻

（山西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 長(zhǎng)治046012）

現(xiàn)代制造生產(chǎn)中，刀具的價(jià)值地位越來(lái)越高，并且隨著產(chǎn)品零件相似度的提高，鏡像加工技術(shù)正在被運(yùn)用于數(shù)控刀具中。目前鏡像加工主要應(yīng)用在數(shù)控銑削加工中，不論加工零件輪廓是對(duì)稱還是非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，都可以利用鏡像技術(shù)達(dá)到較好的外輪廓加工效果。與傳統(tǒng)加工相比較，加工質(zhì)量穩(wěn)定，提高了加工效率，縮短了加工路徑。

鏡像加工；數(shù)控銑削；加工程序

眾所周知，鏡像加工技術(shù)又被稱為對(duì)稱加工技術(shù)，若將這一技術(shù)應(yīng)用到數(shù)控刀具的制造中，不僅可以縮短加工程序路徑，并且還能減少程序出現(xiàn)錯(cuò)誤的概率。與此同時(shí)，鏡像加工技術(shù)應(yīng)用非常方便、便捷，如在加工中某加工中心的原鏡像加工指令為G73，要想加工第二象限的指令，直接使用G73 X-1就可以實(shí)現(xiàn)了，也就是繼續(xù)使用原程序段的加工代碼，直接按照X軸或Y軸做軸向鏡像即可，不必另外再編輯程序，大大縮短了加工路徑。而數(shù)控刀具很多產(chǎn)品的輪廓都具有鏡像的特點(diǎn)，因此將鏡像應(yīng)用到數(shù)控刀具中，不僅可以提高生產(chǎn)效率，還可以穩(wěn)定生產(chǎn)質(zhì)量。

1 鏡像加工程序

鏡像加工程序也稱對(duì)稱加工程序，就是將數(shù)控加工刀具軌跡變換成為以加工軸對(duì)稱零件的刀具軌跡。這個(gè)加工的對(duì)稱軸可以是X軸，也可以是Y軸，還可以是原點(diǎn)。根據(jù)這一應(yīng)用原理，對(duì)于任何一個(gè)與某一坐標(biāo)軸或者是原點(diǎn)對(duì)稱的零件，都可以只編寫一半的程序，就可以將整個(gè)零件加工出來(lái)，如圖1、2所示。這對(duì)于加工不對(duì)稱的凹凸件尤為便利，即只編寫凸或者凹零件輪廓加工程序，然后對(duì)已有的加工程序進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷模涂梢酝ㄟ^(guò)鏡像原理，制造出相對(duì)應(yīng)的凹或者凸的零件了。

圖1 結(jié)構(gòu)對(duì)稱分布的殼體

圖2 程序鏡像分布圖

2 鏡像程序在加工中的應(yīng)用

在數(shù)控刀具制造過(guò)程中，隨著產(chǎn)品零件精細(xì)度越來(lái)越高，對(duì)刀具要求也越來(lái)越苛刻，刀具制造變得越來(lái)越復(fù)雜。而刀具零件很多輪廓都是符合鏡像形式的，如果將鏡像加工程序應(yīng)用到數(shù)控刀具制造程序中，不僅可以提高工作效率，還可以降低出錯(cuò)的概率。

2.1 數(shù)控刀具的制造特點(diǎn)

數(shù)控刀具一般分為左切刀和右切刀，數(shù)控銑刀也分為左和右兩個(gè)切向，這種分為左、右切向的數(shù)控刀具實(shí)際上就是一個(gè)完整的鏡像組合。因此，在制造數(shù)控刀具的時(shí)候，往往只需要編制出其中一個(gè)切向的加工程序，再通過(guò)“鏡像加工”指令進(jìn)行調(diào)整，就可以完成另一個(gè)切向的刀具加工了。因此，將鏡像加工技術(shù)應(yīng)用到數(shù)控刀具中，在加工鏡像體時(shí)，不需要重新編制程序，只需要將原來(lái)的加工程序按照對(duì)稱軸做鏡像指令即可。

2.2 鏡像加工的應(yīng)用

現(xiàn)需加工如圖3所示零件，凸塊1與凸塊3對(duì)稱分布，凸塊2與凸塊4對(duì)稱分布。因此只需編制出第一象限程序即可，其他象限采用鏡像功能及調(diào)用子程序功能。已知刀具起點(diǎn)為（0，0，100）處，加工編程如下：

圖3 銑削加工對(duì)稱凸臺(tái)工件

2.3 鏡像加工程序在刀具使用中注意的問(wèn)題

在采用鏡像加工技術(shù)時(shí)，多數(shù)人認(rèn)為直接將鏡像指令拿過(guò)來(lái)應(yīng)用就可以了。其實(shí)不然，鏡像是相對(duì)軸、點(diǎn)對(duì)稱的，而不是相對(duì)用戶對(duì)稱的。所以在加工時(shí)，要對(duì)加工程序作如下調(diào)整：

（1）鏡像時(shí)加工方式（順銑和逆銑）發(fā)生變化

在鏡像加工的時(shí)候，千萬(wàn)不要直接引用鏡像加工程序，在鏡像轉(zhuǎn)換的時(shí)候，有些程序片段是需要進(jìn)行調(diào)整的。如某程序在第一象限是順銑加工程序，經(jīng)過(guò)鏡像轉(zhuǎn)換后，轉(zhuǎn)換到第二象限就會(huì)變成逆銑程序，反之也是如此。因此，這種情況下，要想使得鏡像加工的表面依然獲得與本體相同的光潔程度，就要注意在使用原鏡像加工程序之前，將銑削狀態(tài)改成反向。通常操作方法是，原加工程序中采用順銑加工程序，而在鏡像加工時(shí)，要注意反向刀具需要將原加工程序改成逆銑加工程序，反之也是如此，必須注意這些細(xì)節(jié)的修改。

（2）鏡像時(shí)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)方向（順時(shí)針和逆時(shí)針）發(fā)生變化

在鏡像加工過(guò)程中，除了需要注意上面說(shuō)的順銑和逆銑的變化情況，還需要注意坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)方向的變化情況。假如一項(xiàng)加工程序，在第一象限的坐標(biāo)系繞著Z軸旋轉(zhuǎn)的角度為δ角，經(jīng)過(guò)繞Y軸轉(zhuǎn)換后，反映在原坐標(biāo)軸系中就變成了繞Z軸旋轉(zhuǎn)了-δ角。因此，在采取鏡像加工時(shí)，需要注意在原加工程序的基礎(chǔ)上，加入坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)指令改變方向的命令。

（3）鏡像時(shí)安全距離（進(jìn)刀、退刀）進(jìn)行驗(yàn)證

在進(jìn)行數(shù)控刀具加工程序時(shí)，對(duì)于原加工程序的進(jìn)、退刀位已經(jīng)有過(guò)嚴(yán)格的驗(yàn)證，但是在經(jīng)過(guò)鏡像轉(zhuǎn)換后，要注意不要簡(jiǎn)單地直接沿用原來(lái)的進(jìn)、退刀位置數(shù)據(jù)，要注意對(duì)原來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整轉(zhuǎn)換，尤其是在五坐標(biāo)的加工系統(tǒng)中，附加的坐標(biāo)系經(jīng)過(guò)平移或者是旋轉(zhuǎn)后，必須仔細(xì)檢查進(jìn)、退刀點(diǎn)，確保生產(chǎn)過(guò)程中機(jī)床操作安全。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合數(shù)控刀具具有左、右切向的特點(diǎn)，闡述了加工輪廓具有鏡像的特征。當(dāng)產(chǎn)品輪廓具有鏡像特征時(shí)，可通過(guò)鏡像加工技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，即直接在原程序的基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的修改，可以大大提高生產(chǎn)效率穩(wěn)定加工質(zhì)量。同時(shí)，就鏡像加工在刀具使用中的問(wèn)題進(jìn)行了分析，鏡像時(shí)需要注意銑削加工方式、坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)方向、進(jìn)退刀的安全距離等的變化。

[1]宋福田，王忠平，王泰吉．基于VERICUT的雙主軸龍門加工中心數(shù)控加工仿真技術(shù)應(yīng)用[J]．新技術(shù)新工藝，2016（3）：14-18.

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The Applications of Mirror Image Technology in Machining Tool

XU Bing，LIAN Bing-xian
（Shanxi Institute of Mechanical&Electrical Engineering，Changzhi Shanxi 046012，China）

In modern manufacturing，the value status of cutting tools is becoming higher and higher，and with the increase of product parts similarity，mirror processing technology is being applied to NC cutting tools.At present，mirror machining is mainly used in NC milling，and whether the machined part is symmetrical or asymmetrical，the mirror image technology can be used to achieve better machining effect.Compared with the traditional machining，the processing quality is stable，the machining efficiency is improved，and the machining path is shortened.

mirror processing；CNC milling；processing program

TG711

B

1672-545X（2017）10-0123-02

2017-07-03

許 兵（1981-），男，土家族，貴州思南人，碩士研究生，講師，研究方向：機(jī)械制造和刀具研究。