圓球十字槽在數控車削中的加工方法

余正存

摘要：數控車床目前是機械加工中應用最廣泛的，其加工效率高，穩定性能強。圓球是機器中最常見的部件，其制造方法形形色色，加工難度在于如何控制使過切、欠切現象不會發生，保證加工質量，提高生產效率。

關鍵詞：圓球;圓弧車刀;夾具

中圖分類號：TG519.1 ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2019）35-0100-02

Abstract： CNC lathe is the most widely used in machining， and its machining efficiency is high and its stability is strong. The ball is the most common part in the machine. Its manufacturing methods are varied. The difficulty of processing lies in how to control over-cutting and undercutting， ensure processing quality， and improve production efficiency.

Keywords： a ball; arcing knife; work holder

圓球十字槽的主要作用是轉向部件之間的鏈接件。如何保證其加工精度，提高加工效率，降低加工成本？本文主要對圓球十字槽加工方法進行了研究，主要包括刀具選擇、夾具設計等。刀具的選擇直接影響著零件的加工效率和質量，夾具設計與裝夾，直接決定著零件的生產效率和零件上相互位置關系。

1 零件加工技術要求

零件圖如圖1所示，要求銳角倒鈍，零件加工表面上，不應有劃痕、擦等損傷零件表面的缺陷，未注形狀公差應符合GB1184-80的要求，材料為45#鋼。該材料綜合機械性能好，即具有高的強度和良好的塑性、韌性，應用廣泛。毛坯為φ85×100的棒料。零件的尺寸、表面質量、位置關系要求較高，加工難度在于工件裝夾及輔助夾具設計。

2 加工工藝制定

先加工工藝臺階及中心孔，為后續的批量加工作準備。以φ6為定位基準，采用一夾一頂的裝夾方式，完成圓球表面加工。由于加工過程中采用輔助夾具，裝夾難度較大，為保證加工質量，因此在一次裝夾中，完成圓球表面的粗精加工，如圖3所示。在進行粗加工時，為了提高加工效率，降低生產成本，在刀具選擇上，防止與頂尖、卡盤發生干涉，本例選擇左右偏刀如圖3，在精加工球面時，采用R4mm的圓弧車刀，在粗精車11mm的槽時，選用了4mm切槽刀。如果車刀圓弧選擇較大，或者切槽刀刀尖較寬，在車削時不但增加背向力，從而對工藝剛性產生較大的影響，而且由于接觸面的增加，容易產生振動。如果選擇圓弧車刀為粗加工刀具，雖然在精加工余量均勻上有優勢，但由于圓弧車刀在切削時接觸面積較大，背吃刀量不宜選擇過大，再加上工藝系統剛性較差，從而對表面質量和尺寸精度產生影響，降低了生產效率。采用左右偏刀粗車，圓弧車刀精車，不但不影響加工精度，反而提高加工效率。粗精加工結束后，在裝夾方式不變的情況下，對11mm的槽進行粗精加工，然后卸下工件，取除？準7的兩個臺階，為下一道工序做準備。切削參數的合理與否，直接決定著加工工件的質量，在切削參數上，本例中粗、精車主軸轉速為300-450r/min，背吃刀量為1.5mm，進給速0.12mm/r，留0.3精加工余量，精加工為進給速度0.08mm/r。這樣的刀具參數，主要考慮到定位基準剛性較差。在裝夾方式不變的情況下，對11的槽進行粗精加工，加工結果如圖4，然后卸下工件，取除兩個臺階，為下一道工序做準備。

3 夾具的設計與裝夾

接下來，就是夾具的設計與制造。上道工序中，已經對圓球和槽進行了粗精加工，對于圖1的再加工，就必須考慮到下一道工序的定位基準和裝夾方式。根據所加工零件實物和對零件圖紙的分析，11mm兩個槽是垂直的，得出只能以11mm的槽為定位基準的結論，以11mm的槽作為定位基準，完全可以滿足加工要求，保證相互位置關系和尺寸精度。以11mm的槽作為定位基準，就必須設計制造出相應的夾具如圖5兩個，夾具與11mm要達到過度配合，防止在加工時發生位置變化。

制造夾具時要保證兩個夾具大小必須相等，一是為了保證對11mm槽的加工質量，便于排削，提高刀具使用壽命;二是為切槽刀對刀時提供定位，提高零件加工精度。最終裝夾如圖6所示。然后以夾具側邊為基準對刀，完成對零件最終的加工。

4 結束語

本文主要研究了圓球十字槽的加工方法，主要包括刀具、切削用量的選擇、夾具設計等。意在提高球體零件的加工精度和加工效率，保證了球體零件的加工質量，比起傳統的加工方法，更具優勢，發揮輔助夾具在實際加工中的優勢。

參考文獻：

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