论镜像技术在机械加工刀具中的应用

许 兵，廉冰娴

（山西机电职业技术学院，山西 长治046012）

论镜像技术在机械加工刀具中的应用

许 兵，廉冰娴

（山西机电职业技术学院，山西 长治046012）

现代制造生产中，刀具的价值地位越来越高，并且随着产品零件相似度的提高，镜像加工技术正在被运用于数控刀具中。目前镜像加工主要应用在数控铣削加工中，不论加工零件轮廓是对称还是非对称结构，都可以利用镜像技术达到较好的外轮廓加工效果。与传统加工相比较，加工质量稳定，提高了加工效率，缩短了加工路径。

镜像加工；数控铣削；加工程序

众所周知，镜像加工技术又被称为对称加工技术，若将这一技术应用到数控刀具的制造中，不仅可以缩短加工程序路径，并且还能减少程序出现错误的概率。与此同时，镜像加工技术应用非常方便、便捷，如在加工中某加工中心的原镜像加工指令为G73，要想加工第二象限的指令，直接使用G73 X-1就可以实现了，也就是继续使用原程序段的加工代码，直接按照X轴或Y轴做轴向镜像即可，不必另外再编辑程序，大大缩短了加工路径。而数控刀具很多产品的轮廓都具有镜像的特点，因此将镜像应用到数控刀具中，不仅可以提高生产效率，还可以稳定生产质量。

1 镜像加工程序

镜像加工程序也称对称加工程序，就是将数控加工刀具轨迹变换成为以加工轴对称零件的刀具轨迹。这个加工的对称轴可以是X轴，也可以是Y轴，还可以是原点。根据这一应用原理，对于任何一个与某一坐标轴或者是原点对称的零件，都可以只编写一半的程序，就可以将整个零件加工出来，如图1、2所示。这对于加工不对称的凹凸件尤为便利，即只编写凸或者凹零件轮廓加工程序，然后对已有的加工程序进行适当的修改，就可以通过镜像原理，制造出相对应的凹或者凸的零件了。

图1 结构对称分布的壳体

图2 程序镜像分布图

2 镜像程序在加工中的应用

在数控刀具制造过程中，随着产品零件精细度越来越高，对刀具要求也越来越苛刻，刀具制造变得越来越复杂。而刀具零件很多轮廓都是符合镜像形式的，如果将镜像加工程序应用到数控刀具制造程序中，不仅可以提高工作效率，还可以降低出错的概率。

2.1 数控刀具的制造特点

数控刀具一般分为左切刀和右切刀，数控铣刀也分为左和右两个切向，这种分为左、右切向的数控刀具实际上就是一个完整的镜像组合。因此，在制造数控刀具的时候，往往只需要编制出其中一个切向的加工程序，再通过“镜像加工”指令进行调整，就可以完成另一个切向的刀具加工了。因此，将镜像加工技术应用到数控刀具中，在加工镜像体时，不需要重新编制程序，只需要将原来的加工程序按照对称轴做镜像指令即可。

2.2 镜像加工的应用

现需加工如图3所示零件，凸块1与凸块3对称分布，凸块2与凸块4对称分布。因此只需编制出第一象限程序即可，其他象限采用镜像功能及调用子程序功能。已知刀具起点为（0，0，100）处，加工编程如下：

图3 铣削加工对称凸台工件

2.3 镜像加工程序在刀具使用中注意的问题

在采用镜像加工技术时，多数人认为直接将镜像指令拿过来应用就可以了。其实不然，镜像是相对轴、点对称的，而不是相对用户对称的。所以在加工时，要对加工程序作如下调整：

（1）镜像时加工方式（顺铣和逆铣）发生变化

在镜像加工的时候，千万不要直接引用镜像加工程序，在镜像转换的时候，有些程序片段是需要进行调整的。如某程序在第一象限是顺铣加工程序，经过镜像转换后，转换到第二象限就会变成逆铣程序，反之也是如此。因此，这种情况下，要想使得镜像加工的表面依然获得与本体相同的光洁程度，就要注意在使用原镜像加工程序之前，将铣削状态改成反向。通常操作方法是，原加工程序中采用顺铣加工程序，而在镜像加工时，要注意反向刀具需要将原加工程序改成逆铣加工程序，反之也是如此，必须注意这些细节的修改。

（2）镜像时坐标旋转方向（顺时针和逆时针）发生变化

在镜像加工过程中，除了需要注意上面说的顺铣和逆铣的变化情况，还需要注意坐标旋转方向的变化情况。假如一项加工程序，在第一象限的坐标系绕着Z轴旋转的角度为δ角，经过绕Y轴转换后，反映在原坐标轴系中就变成了绕Z轴旋转了-δ角。因此，在采取镜像加工时，需要注意在原加工程序的基础上，加入坐标旋转指令改变方向的命令。

（3）镜像时安全距离（进刀、退刀）进行验证

在进行数控刀具加工程序时，对于原加工程序的进、退刀位已经有过严格的验证，但是在经过镜像转换后，要注意不要简单地直接沿用原来的进、退刀位置数据，要注意对原来的数据进行调整转换，尤其是在五坐标的加工系统中，附加的坐标系经过平移或者是旋转后，必须仔细检查进、退刀点，确保生产过程中机床操作安全。

3 结束语

本文结合数控刀具具有左、右切向的特点，阐述了加工轮廓具有镜像的特征。当产品轮廓具有镜像特征时，可通过镜像加工技术进行生产，即直接在原程序的基础上进行相应的修改，可以大大提高生产效率稳定加工质量。同时，就镜像加工在刀具使用中的问题进行了分析，镜像时需要注意铣削加工方式、坐标旋转方向、进退刀的安全距离等的变化。

[1]宋福田，王忠平，王泰吉．基于VERICUT的双主轴龙门加工中心数控加工仿真技术应用[J]．新技术新工艺，2016（3）：14-18.

[2]谢 敏．大型薄壁构件镜像加工装备数控系统设计[D]．大连：大连理工大学，2016.

[3]孔庆涛．基于云制造的数控刀具选配与管理云服务研究[J]．工业和信息化教育，2015（4）：70-75.

[4]郑 红．论数控刀具对数控加工工艺的影响[J]．内燃机与配件，2017（3）：62-64.

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

许 兵（1981-），男，土家族，贵州思南人，硕士研究生，讲师，研究方向：机械制造和刀具研究。