一、引言

随着数控加工的快速发展， 市场上出现了各种各样的数控刀具， 但是平底立铣刀和球头立铣刀仍旧是数控加工中心加工外球面的常用刀具。我们在实际的教学过程中， 必须正确理解它们的不同之处， 分别对待， 合理分析， 让学生掌握加工外球面宏程序的区别点。

二、外球面加工的技术常识剖析

1. 平底立铣刀和球头立铣刀的差异

（1） 平底立铣刀—— —刀齿散布在圆柱的柱面及一端面上， 它有直柄和锥柄两种。平底立铣刀用于铣削平面、 扩孔、 沟槽和台阶面。 能够进行粗铣， 去掉大量毛坯余量， 也能够进行小面积水平平面或许概括精铣。 粗加工能够运用平底立铣刀， 也能够运用球头立铣刀。

（2）球头立铣刀—— —刀头前端为带 R形。 球头铣刀用于铣削曲面， 可进行曲面半精铣和精铣， 小刀能够精铣峻峭面（直壁）的小倒角。加工曲面时球头刀的运用最遍及， 可是越挨近球头刀的底部， 切削条件就越差， 因而近期有用环形刀（包含平底刀）来替代球头刀的趋势。精加工应运用球头铣刀。

2. 外球面加工的走刀道路

通常运用一系列水平面截球面所形成的同心圆来完结走刀。可用行切加工法加工， 在进刀控制上有从上向下进刀和从下向上进刀两种。通常应运用从下向上进刀来完结加工， 此刻主要使用铣刀侧刃切削， 外表质量较好， 端刃磨损较小， 同时切削力将刀具向欠切方向推动， 有利于控制加工尺度。

3. 进刀点的核算和进刀控制图

首要根据答应的加工差错和外表粗糙度的需求， 来断定合理的 Z向切削深度， 再根据给定的加工深度 Z，核算加工圆的半径， 即使用公式： r = sqrt ［R2- z2］。此算法存在着走刀次数较多的表象。或许根据答应的加工差错和外表粗糙度的需求， 来断定两相邻进刀点相对球心的视点增量， 再根据视点核算进刀点的r和 Z值， 即使用公式： Z = R sinθ， r = R cosθ。

4. 进刀轨道的处理方式

关于平底立铣刀加工来说， 曲面加工是靠刀尖来完结的， 当刀尖沿圆弧运动时， 其刀具中间运动轨道也是一行径的圆弧， 仅仅位置相差一个刀具半径。关于球头立铣刀加工来说， 曲面加工是靠球刃来完结的， 其刀具中间是球面的同心球面， 半径刚好相差一个刀具半径。

三、外球面加工的宏程序知识分析

1. 加工图例

2. 平底立铣刀宏程序知识分析

待加工的毛坯为一圆柱体，现使用平底立铣刀加工，采用自上而下以等高方式逐层铣除余量，每一层采用G02 方式走刀（顺铣）。每一层刀具 Z向变化量为 1。

找出关系：

X方向用 6 赋值，根据上图可以利用公式： r = sqrt［R2- z2］。每一层刀具 Z向变化量为自变量 1，即可以推出 6= sqrt ［ 4 4- 1 1］。X方向刀补用 6+ 7。

3. 球头立铣刀宏程序知识分析

待加工的毛坯为一圆柱体，现使用球头立铣刀加工，采用自下而上以等角度环绕加工方式逐层铣除余量（以角度为自变量），每一层采用G02方式走刀（顺铣）。每一层刀具角度变化量为 2。找出关系：

X方向用 6 赋值，根据上图可以利用公式： x = R cosθ。即可以推出 6= 4 cos 2 （其中半径 R用4 赋值，角度变化量用 2 赋值）。

Z方向用 5 赋值，根据上图可以利用公式： Z = R sinθ。即可以推出 5= 4 sin 2（其中半径R用 4赋值，角度变化量用 2 赋值）。

4. 针对两者之间宏程序知识的分析，编制宏程序

根据加工图例加工内容为外球面。为了对刀方便，宏程序编程零点在球面点处，分别采用从上向下和自下而上加工方式。平底立铣刀加工宏程序号为O0001，球头立铣刀加工宏程序号为 O0002。

四、结束语

通过两者之间宏程序的对比，平底立铣刀和球头立铣刀都可以加工外球面，一种采取每层变化量来控制， 另一种采取每层角度变化量来控制。我们在实际教学过程中， 要求学生要统筹兼顾， 应用外球面的数学特性， 正确进行宏程序分析， 来实现外球面的加工。

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