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     摘要：

     文章主要以輪廓斜角為研究對象，探究成形銑刀、宏程序結合可編程參數指令G10和UG自動編程三種方式加工輪廓斜角的方法，通過三種方法的研究和分析，讓我們對輪廓斜角加工得以全面充分認識，在實際生產中，合理應用倒斜角方法，更大程度地提高加工生產效率。
  
  

     1 引 言

     倒角是零件最常見的結構特征，通常有倒斜角和倒圓角兩種類型，一般倒角的作用是去除毛刺、美觀；還有一些特別強調的倒角是為了安裝工藝要求，比如安裝導向，減少應力集中，容易裝配等作用。加工倒角的方法常見有3種，一是成形銑刀（倒角刀）編程銑削；二是利用宏程序和可編程參數指令G10編程加工；三是使用CAD/CAM軟件自動編程加工。每種加工方法都有其適應性和特點，文章主要以倒斜角為研究對象，探究三種加工方法倒斜角的特點，以便我們對倒斜角加工做到充分認識，合理選擇應用，為實際生產起到必要的指導作用。

     2  成形銑刀倒角

     2.1成形銑刀類型

     倒角的成形銑刀也稱為倒角刀，按結構不同可分為整體式和舍棄式，整體式刀具（見圖1），這種刀具當使用磨損或蹦刃時，可在專用磨刃機上進行刃磨，刃磨好后可以繼續使用，直至切削長度用盡報廢。舍棄式刀具（見圖2）在使用時，如磨損或蹦刃，可翻轉刀片另一面使用，直至刀片用費報廢，刀桿可反復使用。

     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。倒角刀根據其結構特點可用來加工錐孔、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的錐孔。總之，倒角刀是實際生產中應用相對比較廣泛的一種成形刀具。

     2.2成形銑刀倒小孔倒角

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

     （1）刀具選用與對刀

     成形倒角刀有有尖和無尖兩種（見圖4），針對不同大小的倒角，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，通常以倒角刀的底端為Z向零點，對刀方法同立銑刀。

（2）參考程序

文章以FANUC 0i系統編程，圖3小孔倒角參考程序如下：
O0001;
G0G54G90X0Y0M3S2000;（G54坐標系快速移動，主軸正轉）
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;（程序結束并返回）

    2.3成形銑刀倒輪廓倒角

     任意輪廓的倒角可根據倒角特征選擇成形倒角刀加工，主軸旋轉，以輪廓為切削軌跡，通過Z向切深和刀具補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刀，輪廓程序中Z向深度若為n，半徑補償輸入n-c，倒出的倒角就為c（見圖5）；無尖倒角刀以底端對刀，Z向深度若為n，半徑補償輸入n-c+d1/2，倒出的倒角就是c（見圖6）。如果對于精加工的倒角，我們通常也可以先編好程序，刀補先給大，補正之后，將模式打到手輪狀態，“相對坐標”清零，用手輪搖到你滿意的位置，觀察坐標系偏移了多少，用原來的刀補減掉這個值輸入現在刀補，也可完成倒角加工。

     （2）參考程序

下面以圖7中輪廓倒C2的倒角為例說明，加工程序如下：
O0002；
G0G54G90X0Y0M3S2000;（G54坐標系快速移動，主軸正轉）
Z20M8; （快速到一安全高度）
G0X40;（快速移動到下刀點）
G1Z0F300;（到Z0面）
M98P0003L1;（調用0003子程序1次）
G0Z20;（抬刀到20）
X80;（快速移動到點）
G1Z0F300; （到Z0面）
M98P0003L1;（調用0003子程序1次）
G0Z200;（抬刀）
M30;（程序結束并返回）

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）

M99;（返回子程序）

     3 宏程序倒角

   
     數控宏程序在輪廓加工中有著不可替代的作用，尤其在大批量生產中更加體現宏程序的優勢，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G10

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

    （2）參考程序

下面以圖7中3.5x30°和C2倒角為例，結合表1的參數說明進行倒斜角的宏程序編程，程序如下：

O0004;
G0G54G90X0Y0M3S2000; （G54坐標系快速移動，主軸正轉）
X80Y0;（快速到下刀點，內倒角改為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，內倒角改為45）
#3=4;（刀具半徑）
#6=3.5;（倒斜角高度，內倒角改為2）
WHILE[#1LE#6]DO1;（如果#1小于等于#6，加工循環開始）
#4=#1;（Z向動態變化值）
#5= #3-[#6-#1]*TAN[#2];（刀補動態變化值）
G10L12P1R#5;（#5刀補賦值給D1）
G1Z#4F200;（加工到當前#4高度）
G41D1 X66Y0F300;（內倒角改為X60Y0）
M98P0005;（調用0005輪廓子程序）
G0G40 X80Y0; （內倒角改為X40Y0）
#1=#1+0.1;（深度遞增步長）
END1（循環1結束）
G0Z200;（抬刀）
M30;（程序結束并返回）

     以上程序為3.5x30°倒角程序，M98P0005為外輪廓的軌跡描述，如若使用平底刀加工內輪廓2 x45°倒角，只需按照括號中的說明改動即可；如若使用球刀加工以上輪廓，在以上改動的基礎上，同時將#4改為等于#1+#3*[1-SIN[#2]]，#5改為等于#3*COS[#2] -[#6-#1]*TAN[#2]即可。

     4 CAM倒角

     倒角也可以使用CAM軟件自動編程，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，不管是專業CAM軟件還是嵌套式CAM軟件，其各有優缺點，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體模擬仿真加工效果見圖10（a）和圖10（b），球刀生成刀軌和實體模擬仿真加工效果見圖11（a）和圖11（b）。

     根據圖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，其余參數一致唯刀具類型不同的情況下，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。讀者可根據實際需求選擇其中一種加工方法應用，最后通過UG后處理生成G代碼輸入數控機床完成零件加工，由于篇幅有限后處理程序省略。

     5 結語

     文章主要討論三種方法（成形銑刀、宏程序和CAM自動編程）加工輪廓斜角，并舉實例加以說明，此三種方法各有千秋，讀者可根據實際需要和個人習慣選擇使用，為實際生產提供更有效的加工方法。