专利名称：一种使用立式铣床进行内球面加工的方法
技术领域：
本发明涉及一种在普通立式铣床上切削加工内球面的方法。
背景技术：
在现有技术中，在普通立式铣床上加工内球面世采用立铣头倾斜角度，工件装夹 在分度头中，用镗刀加工，加工前计算立铣头倾斜角度和镗刀刀尖迥转半径的近似值。其特 点是镗刀杆轴线与工件旋转轴线倾斜相交，加工出的内球面是近似球面SR，将同一尺寸的 标准钢球放入工件的内球面里检查，结果是零件的内球面与钢球外球面应该接触的面却有 的部位有间隙，接触面较小，形状和尺寸精度较差，影响内球面配合，这种加工方法很难保 证加工出接触面大，精度要求高的内球面。由于存在这样的缺陷和不足，该加工方法在实际 产品加工中很少使用。
发明内容
为了克服现有内球面加工技术的缺陷和不足，本发明的目的是提供一种操作简 单，加工成本低，加工形状和尺寸精度好，能满足零件配合技术要求的内球面加工方法。
本发明的提出的加工方法是基于以下加工原理 球面上任意截面都是一个圆，在加工内球面时，只要使刀具和工件同时旋转，并且 刀具的旋转中心线和工件的旋转中心线交于一点，刀具在工件表面所形成的轨迹的包络面 就是球面。 基于以上原理，本发明解决技术问题所采用的技术方案如下 —种使用立式铣床进行内球面加工的方法，所述方法是在立式铣床上，将工件装
夹在分度头中，用镗刀镗削加工内球面的方法，其特征是方法包括以下步骤 (1)将待加工工件装夹在立式铣床的分度头中，把装有镗刀的镗刀杆装入立式铣
床的立铣头中，并使镗刀杆的轴线垂直于工作台面，使镗刀杆轴线与工件旋转轴线垂直相 交； (2)将镗刀的刀尖对准待加工工件的轴心，并作相对的旋转镗削，通过工作台多次 纵向进刀，加工出内球面。 本发明的有益效果是，调整好的镗刀尖的迥转半径就等于工件内球面半径SR，加 工出的内球面实际形状就等于理想形状，形状和尺寸精度好，与外球面配合接触面好，容易 满足零件配合的技术要求，操作简单，费用低，普通立式铣床都能加工。
图1是加工内球面的工件的结构示意图。图1A是工件的剖面图；图1B是工件的 平面图。 图2是镗刀的结构示意图，2A是镗刀的俯视图；图2B是镗刀的侧视图。
图3是分度头的结构示意图，3A是图3的A-A剖面图。
图4是对工件进行划线的示意图。
图5是内球面半径的调整方式示意图。
图6是镗刀半径的调整方式示意图。
图7是对刀过程的示意图。
图8是内球面加工的示意图。 图9是内球面被加工出的形状图。图9A是当刀尖对正工件中心时，加工出正确内球面形状图，图9B是当刀尖在工件中心上面时，加工出的内球面中心处产生的圆锥凸尖形状图，图9C是当刀尖在工件中心下面时，加工出的内球面中心处产生的圆锥凸尖形状图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。
本例以加工图1所示的内球面工件为例，内球面半径为SR。 采用图2所示的镗刀，刀头材料选用高速钢或硬质合金，前角Y。=10° 20° ，
后角a。 = 6° 12° ，刀尖角①60。 90° ，刀尖圆弧半径R = 0. 5 1. 5。 该镗刀的特点是 (1)、前角较大，切削轻快。
(2)、后角较大，后刀面与加工表面的摩擦较小。 (3)、刀尖圆弧半径较小，减少切削振动，但圆弧半径较大，加工表面粗糙度较好。
加工图1所述的工件内球面的过程如下 —、校正铣床主轴轴线与工作台面的垂直将磁性表座吸在铣床主轴端面，移动表座的接杆，使其回转直径为500毫米，装上百分表摇动纵、横、垂向手柄，使百分表测头与纵向工作台台面相接触，转动主轴一转，观察百分表在500毫米的两端是否一致。不一致就要调整主轴转角，直至两端读数差不大于0. 03。 二、分度头的校正参见图3，先把标准棒3的一端装夹在分度头的三爪卡盘内4，另一端由分度头尾座1的顶尖适当顶紧，再用百分表2校正下面的三个要素
(1)、校正分度头4主轴的径向跳动量将磁性表座吸在铣床主轴上端面，装上百分表2，摇动纵、横，升降手柄，使百分表2测头处于标准棒3的外圆最高点，并与其接触，摇动分度头4手柄观察百分表2指针在标准棒3转动一圈后最大与最小的数值，如超出要加工的工件的这一技术要求，就修磨分度头4的三爪，直到检查符合要求为止。
(2)、校正分度头4主轴的上母线相对于工作台台面的平行度使工作台作纵向往返，观察百分表2在标准棒3上方两端指针数值是否一样。如超出加工工件的技术要求，就松开分度头的两螺母，将分度头偏转角度，用百分表再检查，直到符合要求，在搬紧螺母。
(3)、分度头4主轴的侧母线相对于纵向工作台的平行度，工作台纵向往返运动，观察百分表2在标准棒3侧面两端指针数值是否一样。如超出要加工工件的技术要求，就要松开分度头4压紧螺钉。分度头4在工作台面上转一角度，直到检查合符要求为止，再扭紧螺钉。 三、划加工线在图4中，把工件装夹在分度头中，按图纸要求划出十字相交线和SR球面圆的轮廓线，并找正。 四、内球面半径的调整在图5中，将装有8毫米标准棒7的弹性夹套，装在主轴中，在工作台5上安装一块对刀块6，摇动工作台的纵、横、升降台手柄，使标准棒7刚擦到对刀块6的表面，工作台向后退一个距离，这个距离等于SR减去1/2标准棒7直径，并作好刻度盘的标记，取下弹性夹套，将装有镗刀的套管安装在铣床主轴中。 五、镗刀半径的调整在内球面半径调好后，在图6中，上升工作台使镗刀8刀尖刚擦到对刀块表面6，扭紧镗刀杆9的螺钉，将镗刀压紧，这时镗刀半径就等于SR的半径。
六、两轴线垂直相交的调整取下装有镗刀的套管，将装有标准棒的弹性夹套安装在铣床的主轴中，把工件装夹在分度头三爪卡盘内，用百分表检查工件转到一圈的径向跳动量并找正，摇动铣床的升降、纵、横向手柄，使标准棒的外圆刚擦到工件的外圆，下降工作台，使工作台向后横向移动一个距离，这个距离等于标准棒半径+工件的半径。此时机床的主轴轴线垂直于工件轴线并相交。 七、对刀在图7中，换上装有调好镗刀半径的套管，上升工作台，使镗刀8刀尖对正装在分度头中工件10端面的十字线。 八、加工在图8中，使镗刀8和镗刀杆9与工件10作相对旋转运动，进行镗削加工，并分粗镗和精镗，精镗的余量应有0. 5毫米。
加工中应注意的问题在图9中，镗刀尖在工件中心不同位置时加工出的形状，当
镗刀尖对正工件中心时加工出的内球面没有凸台，这个位置是正确的，如图9A，当镗刀尖没
有对正工件的中心时加工出的内球面中心处会产生一圆锥凸尖，如图9B和图9C。 为了提高加工质量，避免圆锥凸尖产生，粗镗采用试切法，试切一测量一再试切。
直到对正工件中心。
权利要求
一种使用立式铣床进行内球面加工的方法，所述方法是在立式铣床上，将工件装夹在分度头中，用镗刀镗削加工内球面的方法，其特征是方法包括以下步骤(1)将待加工工件装夹在立式铣床的分度头中，把装有镗刀的镗刀杆装入立式铣床的立铣头中，并使镗刀杆的轴线垂直于工作台面，使镗刀杆轴线与工件旋转轴线垂直相交；(2)将镗刀的刀尖对准待加工工件的轴心，并作相对的旋转镗削，通过工作台多次纵向进刀，加工出内球面。
2. 根据权利要求1所述的使用立式铣床进行内球面加工的方法，其特征是在将装有 镗刀的刀杆装入立铣头中之前，先要进行内球面半径的调整，其方法是在工作台上安装对 刀块，在立铣头中装标准棒，利用刻度盘调整立铣头中标准棒轴线与对刀块的距离尺寸，这 个尺寸等于内球面半径SR，然后再换上装有镗刀的镗刀杆于立铣头中，并使镗刀刀尖轻擦 对刀块表面，调整刀尖的迴转半径，已调好的镗刀尖的迴转半径就等于工件内球面半径SR。
3. 根据权利要求1或2所述的使用立式铣床进行内球面加工的方法，其特征是所述镗 刀的刀尖角两边的切削刃对称于刀尖。
4. 根据权利要求1或2所述的使用立式铣床进行内球面加工的方法，其特征是所述镗 刀的前角Y。二10。 20° ，后角a。二6。 12° ，刀尖角4 60° 90° ，刀尖圆弧半径 R = 0. 5 1. 5。
全文摘要
本发明是一种使用立式铣床进行内球面加工的方法，其是在普通立式铣床上，将工件装夹在分度头中，把装有镗刀的刀杆装入立铣头中，使用立式铣床进行内球面加工的方法，使镗刀杆轴线与工件旋转轴线垂直相交，刀尖对准工件轴心并作相对旋转镗削，镗刀尖的迴转半径就等于工件内球面半径，加工的内球面实际形状等于理想形状，形状和尺寸精度好，接触面大，容易满足零件配合的技术要求。
文档编号B23C3/02GK101745670SQ20091019172
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月4日 优先权日2009年12月4日
发明者刘志荣 申请人:重庆长安工业(集团)有限责任公司