基于球头铣刀在斜面加工中的参数编程研究

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基于UG模型分析的两刃球头铣刀开发与试验

球头铣刀分析
球头铣刀铣削机理
球头铣刀铣削时的主运动速度是球头铣刀的旋
转运动，线速度计算公式为
ｖｃ＝６０π×Ｄ１ｂ０ｎ００
（１）
式中，Ｄｂ为铣刀的外圆直径（ｍｍ）；ｎ为铣刀的旋转速度（ｒ／ｍｉｎ）。
铣刀相对于工件的移动距离为进给速度ｖｆ（ｍｍ／ｍｉｎ），每齿进给量ｆ是铣刀每转一转时工件与
而影响零件的表面质量；当ｈ＜０时，此时切削刃已
经脱离切削，因此切削力为零。
球头铣刀加工模具型腔的理论粗糙度
虽然球头铣刀的切削过程是动态和波动的，为
更好地对其进行分析，可以近似认为切削过程相对
静止，不产生波动变化。以大型模具铣削为例，用
ＭＸ２ＢＲ４．０球头铣刀精加工模具型腔。机床型号
（４）
式中，Δｘ和 Δｙ分别为第ｉ切削刃与第ｉ－１切削刃
之间的动态位移在ｘ轴与ｙ轴的投影大小。
对于立铣刀而言，逆铣时，Φｉｎ＝０，Φｏｕｔ取决于径向切削宽度；顺铣时，Φｏｕｔ＝π。当ｈ＞０时，意味着第ｉ个切削刃正在切削，切削力随着切削厚度的增
加而增大，切削力增加会引起刀具的振颤和波动，从
图２Ｄ８球头铣刀铣削大模具型腔
由△ＡＢＣ和△ＤＭＥ可知，中心切深为Ｈ２＝Ｒ－槡Ｒ２－Ｐ２
残留高度为
槡Ｈ１＝Ｒ－Ｒ２－Ｐ４２
（５）（６）
２０１９年第５３卷Ｎｏ．８
８９
球头半径Ｒ（ｍｍ）０．５１．０１．５２．０２．５３．０４．０５．０６．０８．０１０．０
０．１０．００３０．００１０．００１０．００１０．００１
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂａｌｌｅｎｄｍｉｌｌ；ｆｒｏｎｔａｎｇｌｅｏｆｂａｌｌｐａｒｔ；ｍｉｌｌｉｎｇ；ｗｅａｋｐｏｉｎｔ；ＵＧ；ｃｕｔｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ

加工中心铣60度斜面编程

加工中心铣60度斜面编程（最新版）目录1.引言2.加工中心铣 60 度斜面的概念和原理3.编程步骤4.注意事项5.结论正文【引言】在机械加工领域，加工中心是一种高精度的机械加工设备，可以实现多种工艺的复合加工。

铣 60 度斜面是加工中心常见的加工工艺之一，掌握其编程方法对于提高加工效率和精度具有重要意义。

本文将介绍加工中心铣 60 度斜面的编程方法及注意事项。

【加工中心铣 60 度斜面的概念和原理】加工中心铣 60 度斜面是指在加工过程中，铣刀以 60 度角度倾斜进行铣削，形成一个斜面。

这种加工方式可以提高工件的加工精度，使得工件的表面质量和尺寸更加精确。

在铣削过程中，通过控制铣刀的倾斜角度和运动轨迹，可以实现对工件的斜面加工。

【编程步骤】1.确定加工工艺：根据工件的加工要求，选择合适的加工工艺，如铣削、钻孔、镗孔等。

2.确定刀具和刀具补偿：选择合适的刀具，并设置刀具的补偿，包括刀具长度补偿和刀具径向补偿。

3.编写程序：编写加工程序，设置加工中心铣 60 度斜面的运动轨迹和加工参数。

程序中需要包含刀具的初始位置、加工起点、加工终点以及加工过程中刀具的运动轨迹等。

4.设置加工参数：根据加工工艺和刀具的类型，设置加工参数，如切削速度、进给速度、主轴转速等。

5.模拟加工：在编程软件中模拟加工过程，检查程序的正确性和加工效果。

6.下载程序：将编写好的加工程序下载到加工中心，进行实际加工。

【注意事项】1.在编程过程中，要充分考虑工件的加工工艺和加工要求，确保程序的正确性。

2.选择合适的刀具和刀具补偿，以保证加工精度和刀具的耐用性。

3.在模拟加工过程中，要仔细检查程序的执行情况，发现问题及时修改。

4.在实际加工过程中，要密切关注加工中心的运行状态，确保加工安全和加工质量。

【结论】加工中心铣 60 度斜面是一种常见的加工工艺，掌握其编程方法对于提高加工效率和精度具有重要意义。

具有倾斜角度的球头铣刀

材料加工技术杂志189（2007）85-96具有加工倾角的球头铣刀切削力模型第二部分，切削条件、跳动、犁切和倾角的影响摘要本研究着重于工具切削工件斜度对球头铣削力的影响。

从热机械切削力建模计算，在本文件第1部分介绍[M. Fontaine, A. Moufki, A. Devillez切割中球头与工具面倾角铣削力模型。

第一部分的预测力模型和实验验证J. Mater. Process. Technol. 189 (2007) 73–84]在这里详细讨论和比较实验结果。

该球头铣刀提出的模型应用于机械加工直刀具路径和各种工具的表面倾角。

这两个斜坡和轮廓的配置进行了研究。

实验结果是从一台配备了Kistler测功机和球头铣刀的三轴数控上进行测试获得。

值得注意的是所指出的形状和切削力的信号水平。

为了确定最佳倾角，我们对刀具作用最大的切削力的变化做了研究。

全文对切削条件、径向跳动、犁切现象和切削稳定性造成的影响分别进行了讨论。

关键词：球头铣刀，切削力量，切削条件，刀具跳动;犁切;刀具倾角1.简介许多学者提出了有效的模型来预测铣削操作中切削力。

一些实验结果对钢[2-15]，铝合金[14-18]，锌合金[19,20]或航空合金[6,21-23]是有效的。

然而，这些因素对结果的影响很少被讨论。

众所周知，一些参数的影响在切削力水平和变化是明显的，并且在加工模型中考虑这些因素是重要的。

在球头铣刀的主要参数是切削条件、刀具的跳动、犁切现象和加工倾角。

在加工时，我们总是把它们分开对待而不是统一考虑。

在文献中，球头铣削加工所得到的切削力实验结果往往是相对切削条件（（主轴频率，进给量，切削深度，切削模式）的影响。

最主要的原因是，实验测试需要大量的时间和经费。

许多实验文献表明对于变化的切削速度值与额定进给率相关[3,4,6,11,13,15,18,19,21]，而有其他文献研究表明是受进给率和主轴运动频率的双重影响[7，11，12,16,17,22]。

斜面上圆台数控铣削加工手工编程

（机电一体化）斜面上圆台数控铣削加工手工编程四川省冶金机械厂（610500）王波我厂作为攀钢集团成都钢铁有限公司的备品备件的生产厂家，经常为其加工设备返修件，遇到一件名为滑台的设备零件，该零件长约15000mm，宽高约2000mm，重约40吨，在其50°的斜面上有一直径Ø800mm，高度为200mm的圆台（简图1）。

以往箱体上的圆台一般都采用镗削或者立车车削加工，但由于此工件的外形尺寸大，而我厂的设备配置又有限，只能采用镗床上加工。

圆台直径偏大，加之是铸钢件，毛坯质量不高，直接镗削效率低，针对我厂实际情况，我们采取了在W250数控卧式镗铣床上制作，安装机床附件万向角铣头，校正刀轴中心与圆台中心平行，用槽铣刀铣削，最后由钳工抛光即可，这样极大的提高了加工效率。

图1图21、建立参数方程采取微小直线逼近法编程，只要改变分度角q的大小就能达到加工精度，根据图2所得其点D坐标的计算公式如下：斜面夹角：A；圆台半径：R；点与中心的连线与X轴的夹角：B；（机电一体化）下刀刀深度：KX=R*COSB；Y=R*SINB*SINA-K*COSA（H1=H2-H3）；Z=R*SINB*COSA+K*SINA（L=L1+L2）；2、利用UG验证参数方程对于建立的参数方程，我们可以利用UG软件建模中的表达式结合规律曲线来进行参数方程正确性的验证。

（1）根据上面的参数方程建立表达式：a 50（斜面夹角）k 20（距圆台表面20mm）r 400（圆台半径）t 1（时间变量，0～1变化）xt =r*cos(360*t)yt =r*sin(360*t)*sin(a)-k*cos(a)zt =-(r*sin(360*t)*cos(a)+k*sin(a)) （2）生成曲线把工作坐标系设在圆台上表面的中心上，并调整坐标的各轴方向与本机床的X、Y、Z方向一致。

在建模环境下单击规律曲线按钮，选择根据方程生成曲线，选择圆台上表面的中心点为建立曲线的坐标原点，生成曲线见图3。

球头立铣刀的参数化设计及有限元讲解

球头立铣刀的参数化设计及有限元分析摘要：本文在国内外关于球头立铣刀的设计、分析等方面研究的基础上,应用Pro/ENGINEER技术和相关数学理论,研究了球头立铣刀的整体建模,以及参数化系统的建立,并从球头立铣刀的几何模型着手,建立了一个适用于球头立铣刀铣削的三维铣削力模型,应用软件对球头立铣刀进行了静力分析和模态分析。

本文的主要研究内容为：从球头立铣刀的几何模型着手,将球头立铣刀刀刃进行离散化处理,利用常规铣削力经验公式,建立一个适用于球头立铣刀的三维铣削力模型。

并利用ANSYS 有限元软件对球头立铣刀进行静力分析,模态分析。

校核所设计铣刀的应力,并将得到的固有频率与立铣刀在外力作用下的振动频率相比较,避免发生共振现象。

本文的研究成果将大大改善高精度数控球头立铣刀的设计方法,缩短刀具的设计周期,从而快速响应市场的需求。

同时本文开发的球头立铣刀参数化设计系统也为其他类似的刀具设计的研究提供参考。

关键词：球头立铣刀；切削力模型；有限元分析第一章绪论在当今制造业的快速发展中,切削加工起着十分重要的作用。

现代切削刀具在推进制造技术进步和提高企业加工效率、降低制造成本等方面发挥了重要的作用[1]。

其中,球头立铣刀作为一种高性能的自由曲面加工刀具,其性能和品质的优劣对于切削加工的精度、效率和产品品质都有直接而重要的影响。

球头立铣刀刀具与数控机床或加工中心配合可以实现高效率、高质量的加工,在模具、汽车、航空航天、机械电子等制造领域应用广泛。

现代刀具设计、制造技术是机械制造与设计的重要技术之一。

它已逐步发展成集数学理论、计算机应用技术、现代设计方法等为一体的高新技术产业[2]。

随着数控加工技术的不断精进,加工对象也日趋复杂,对于加工复杂曲面的特种回转面类型的刀具如球头立铣刀等高精度、高性能刀具的需求也与日俱增。

国外较我国在刀具方面的研究起步早、投入成本高,在刀具设计与制造方面储备了大量的经验和技术。

中国市场在高精度数控刀具领域,起步比较晚,目前总的来说技术的水平还比较低。

球头铣刀和工件之间加工倾角的试验研究

Ａｐ．ｒ２０１０
球头铣刀和工件之问加工倾角的试验研究
陈英，义强程操宇王，
（．１吉林大学机械科学与工程学院，吉林长春１０２；．３０５２吉林工程技术师范学院机械工程学院，吉林长春１０５）３０２［摘要］通过实验研究了球头立铣刀与加工表面倾角之间的关系，出用高速钢球头立铣刀加固定特性，具轴线和加工表。刀
面之间的倾角分别取＝０，。１。１。２。２。。５，０，５，０和５。在实际操作中，了便于区分比较各倾角状态下高为
象，大降低了刀具寿命。因此，要给刀具或工件大需
合金时的较优倾角，并指出倾角编程策略。［关键词］球头铣刀；角；倾表面粗糙度［中图分类号］Ｔ５Ｇ４［文献标识码］Ａ［文章编号］１０－０２２１）４０７－３０９９４（０００－８００
ＥｘｅｉｅａｔｙｏａｈｉｎｇＯｂｉｉｙＢｅｗｅｎｐｒｍｎｔｌＳｕｄｎＭｃｎｉｌｑｕｔｔｅＢａｌｅｔｅｎｏｋｅｅｌ－ｎｄＣｕｔｒａｄＷｒｐｉｃ
ａｅｈｏｇ，ＣａｇｈｎＪｉ１０５，Ｃｉ）ｄｎＴｃｎｌｙｈｎｃｕｉｎ３０２ｈａｏｌｎ
ＡｂｓｒｃＴｈｅａｉｎｏｌ— ｎｕｔｒａｈｂｉｕｔｆｍａｈｎｄｓｆｃｓｓｕｄｅｙｅ－ｔａｔ：ｅｒｌｔｏｆｂａｌｅｄｃｔｅｎｄｔｅｏｌｑｉｙｏｃｉｅｕｒａｅｉｔｉｄｂｘ

巧用球头铣刀

巧用球头铣刀摘要：手工编程时，在数控铣床上用球头铣刀加工锥面或斜面时，刀具的补偿值的大小是非常关键的参数，确定其补偿规律也是大多数操作者难以逾越的难题。

文章将相同直径的球头铣刀和普通立铣刀在加工位置上作对比，计算两者在半径方向和轴向的位置差值，将此差值的变化规律用公式概括出来，经过上百次的实践检验，该规律准确无误，减轻了编程人员对编程软件的依赖，提高了生产效率。

关键词：球头铣刀；补偿；差值当前在以手工方式编程的数控铣削中，总会发现原本仅有的部分书籍在总结球头铣刀补偿规律时，理论推导复杂，一般读者要花大量时间去理解，消弱了广大编程人员的求知热情，也是横在广大数控铣床操作者面前难以逾越的难题。

基于以上原因，本人在加工斜面和圆锥面的过程中，经过多次的摸索，总结出了一套简洁实用的球头铣刀半径补偿值和长度补偿值修正的公式，经过上百次的实践检验证明，该公式准确无误，减轻了编程人员对电脑的依赖，提高了生产效率。

1 球头铣刀加工斜面和圆锥面半径补偿值与长度补偿值修正方法探讨首先，本文讨论的刀具是球头铣刀和立铣刀，被加工工件表面是规则斜面或正圆锥的圆锥面，编程时就按与球头铣刀同等直径的立铣刀来编程，并采用该程序和立铣刀对加工的斜面进行粗加工，由于立铣刀的半径补偿值和长度补偿值计算和设置都较简单，这里不再赘述。

本文以CAD软件为工具，在加工位置上，如图1（a）中的A点所示，将相同直径的球头铣刀和普通立铣刀作对比，计算两者在半径方向和轴向的位置差值，将此差值的变化规律用公式概括出来，下面讨论在球头铣刀与工件的圆锥面相切时，刀具的半径补偿和长度补偿的变动量。

现利用CAD软件的二维绘图工具中平移命令优势将球头铣刀置于如图1所示的双点划线位置，该位置也是同等直径的立铣刀在加工余量为零时所处的位置，此时球刀的外圆不能接触工件，而正常切削时球刀端部旋转所形成的球面应与被加工表面相切，切点如图1（b）中的A点所示。

现在只需明确在以上两个位置时球刀在水平方向和竖直方向的偏移量△R、△Z，以便加工前调整球刀的各种补偿值。

加工中心铣60度斜面编程

加工中心铣60度斜面编程一、加工中心铣60度斜面的背景介绍加工中心是一种高精度、高效率的数控机床，广泛应用于各种零件的加工中。

而在加工过程中，经常会遇到需要铣削斜面的情况，其中60度斜面是一种常见的需求。

本文将深入探讨加工中心铣60度斜面的编程方法和技巧。

二、加工中心铣60度斜面的编程步骤1.确定工件和加工要求：首先，需要明确要加工的工件和斜面的具体要求，包括斜面的角度、尺寸和位置等。

根据工件的特点和要求，选择合适的加工刀具和切削参数。

2.建立坐标系：根据工件的几何形状和加工要求，建立合适的坐标系。

一般情况下，可以选择工件表面上的某个平面或者轴线作为参考。

3.编写加工程序：根据工件的几何形状和斜面的要求，编写加工程序。

首先，确定斜面的起点和终点坐标，在程序中定义为G代码；然后，确定切削路径和刀具补偿，编写相应的G代码；最后，设置加工刀具的进给速度和切削深度，编写相应的F和S代码。

4.调试和优化：编写完加工程序后，需要进行调试和优化。

首先，使用仿真软件对程序进行模拟，检查切削路径和刀具轨迹是否符合要求；然后，进行试切，观察加工效果和工件质量，根据需要进行调整和优化。

三、加工中心铣60度斜面的编程技巧1.合理选择刀具：对于铣削60度斜面，可以选择切削角度为30度的立铣刀或球头铣刀。

立铣刀适合加工平面和倾斜面，而球头铣刀适合加工曲面和圆弧。

2.切削参数的设置：在编写加工程序时，需要合理设置切削参数。

切削速度和进给速度的选择要根据工件材料和刀具材料来确定，一般遵循“硬材料快速切削，软材料慢速切削”的原则。

3.切削路径的选择：对于60度斜面的铣削，可以选择直线插补、圆弧插补或螺旋线插补等不同的切削路径。

根据工件的几何形状和加工要求，选择合适的切削路径。

4.刀具补偿的设置：在编写加工程序时，需要设置合适的刀具补偿。

刀具补偿可以根据工件的几何形状和加工要求进行设置，以保证斜面的尺寸和形状的精度。

四、加工中心铣60度斜面的注意事项1.安全操作：在进行加工中心铣60度斜面时，需要注意安全操作。

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工的参数编程，并通过实际生产验证，解决了斜面数控加工精度难保证的问题。
关键词：球头铣刀；斜面；参数编程
中图分类号：ＴＨ１６；ＴＧ６５文献标识码：Ａ
ＯｎＡｎｇｕｌａｒＳｕｒｆａｃｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＰａｒａｍｅｔｅｒＰｒｏｇｒａｍｍｉｎｇＢａｓｅｄｏｎＢａｌｌＥｎｄＭｉｌｌｉｎｇＣｕｔｔｅｒ
文章编号：１００１ —２２６５（２０１３）０５— ００９８— ０３
基于球头铣刀在斜面加工中的参数编程研究
郭德桥（四Ｉ１工程职业技术学院机电工程系，四川德阳６１８０００）
ｓｔａｒｔｉｎｇｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｂａｌｌｋｎｉｆｅａｎｄｉｎｃｒｅｍｅｎｔｖａｌｕｅｏｆＺ— ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈａｔｌｅａｄｓｔｏｆａｉｌｕｒｅｏｆｓｕｃｃｅｓｓｉｎｃｏｎ— ｔｒｏｌｏｆａｃｃｕｒａｃｙｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｉｎａｎｇｕｌａｒｓｕｒｆａｃｅ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｐｒｏｇｒａｍｍｅｒｓｓｈｏｕｌｄｅｓｔａｂｌｉｓｈａｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｒｆｓｔ，ｕｓｉｎｇｔｒｉｇｏｎｏｍｅｔｒｉｃｔｏｇｅｔｒｅｌｅｖａｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ＳＯｔｈａｔｔｈｅｙｃｏｕｌｄｇｅｔａｃｃｕｒａｔｅｓｔａｒｔｉｎｇｐｏｓｉ — ｔｉｏｎｏｆｂａｌｌｋｎｉｆｅｉｎＺ－ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｖａｌｕｅｓ．ＴｈｅｎｐｒｏｇｒａｍｍｅｒｓｃｏｕｌｄｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｉｎｃｒｅｍｅｎｔｖａｌｕｅｏｆＺ— ｄｉ — ｒｅｃｔｉｏｎａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆａｎｇｕｌａｒｓｕｒｆａｃｅ．Ｔｈｒｏｕｇｈｗｈｉｃｈｐｒｏｇｒａｍｍｅｒｓｃｏｍｐｌｅｔｅｔｈｅｗｈｏｌｅｗｏｒｋｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ．ＡｎｄｉｔｉｓｖｅｒｉｉｅｆｄｉｎＣＮＣｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｕｎｄｅｒＦＡＮＵＣＯｉｓｙｓ－ｔｅｎ．ＴｈｒａｔｇｕａｒａｎｔｅｅｓｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｉｎＣＮＣｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｉｎａｎｇｕｌａｒｓｕｒｆａｃｅ．
ｃｈｕａｎ６１８０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｒｅｂｅｃｏｍｉｎｇｈｉｇｈｅｒａｎｄｈｉｇｈｅｒｉｎａｎｇｕｌａｒｓｕｒｆａｃｅｉｎＣＮＣｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｍａｎｙｐｒｏｇｒａｍｍｅｒｓｓｅｌｅｃｔｒａｎｄｏｍｌｙａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｉｒｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅａｂｏｕｔｔｈｅ
第５期
２０１３年５月
组合机床与自动化加工技术
ＭｏｄｕｌａｒＭａｃｈｉｎｅＴｏｏｌ＆ＡｕｔｏｍａｔｉｃＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＮＯ． Biblioteka Ｍａｙ２０１３
ＧＵＯＤｅ－ｑｉａｏ
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｉｃｈｕａｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｉａｌＣｏｌｌｅｇｅ，ＤｅｙａｎｇＳｉ・
摘要：斜面在数控加工中精度要求越来越高，但很多编程人员对球刀开始的下刀位置和逐层铣削的ｚ向增量直接凭经验选取，无法有效控制斜面的加工精度。因此在手工编程时必须通过建立数学模型，利用三角函数先推导出相关参数的表达式，准确计算初始刀位刀尖点的ｚ坐标值，再根据斜面表面粗糙度要求计算出等高加工时ｚ方向的增量值。文章以ＦＡＮＵＣ０ｉ系统为例，完成了斜面数控加