一种球冠的加工方法
【专利摘要】本发明提供了一种球冠的加工方法，用于给一端为圆柱，另一端为空心球，中间为空心细脖且空心球的内型面直径与空心细脖的内孔直径比≥3，细脖的内孔直径≤10mm的零件进行加工，包括下述步骤(1)下料：(2)车球冠基座：(3)装夹上半球盖夹头部分，并对上半球盖进行加工：(4)连接组合，并对外球面进行精加工。本发明将球冠的球部从通过球心且与球冠根部圆柱垂直的平面处，将球冠分割成两个部分，分别为带下半球的球冠基座和上半球盖；按照尺寸要求分别加工球冠的外球面和内球面及其它外形尺寸，且外球面留一定的精加工余量；分割的两部分在分割面处设计合理的尺寸，分别加工出内、外细牙螺纹，涂上螺纹紧固胶并拧紧螺纹，使二者一体后装夹球冠基座，精车外球面；保证所有尺寸合格；实现了微小球型零件内球面加工。
【专利说明】一种球冠的加工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机械加工工艺领域，更具体地，涉及一种球冠的加工方法。
【背景技术】
[0002]球冠为展示系统的装饰件，要求轻巧、精美，见附图1。球冠头部为球型，为减轻重量，将其内部也设计为球形中空状，厚度< 3mm，球冠基座的内开孔尺寸较小，其直径小于10mm，球内腔球面直径与基座内孔直径比>3，刀具无法伸到其内部加工其内球面，传统机加工艺方法无法完成内球面加工。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种能加工球冠内腔的加工方法，旨在解决传统机加工艺方法无法完成内球面加工的技术问题。
[0004]本发明提供了一种球冠的加工方法，用于给一端为圆柱，另一端为空心球，中间为空心细脖且空心球的内型面直径与空心细脖的内孔直径比> 3，细脖的内孔直径< 1mm的零件进行加工，包括下述步骤:
[0005](I)下料:
[0006]下两段留有夹头和加工余量且分别满足球冠基座外圆孔直径ObS 50mm和上半球盖外球面半径SRY ( 30mm的材料毛坯；
[0007](2)车球冠基座:
[0008](2.1)采用数控车对基座毛坯进行加工，形成球冠基座外圆，并将球冠基座的内球面加工至设计要求的尺寸Ob、Oa, SRX ；
[0009]其中Oa彡1mm ;内球面半径SRX与基座内开孔直径之比大于等于3 ；
[0010](2.2)对球冠基座的外球面进行加工；加工时外球留有0.2mm加工余量；
[0011 ] (2.3)对连接外螺纹进行加工；
[0012]为保证在有限的距离能保证螺纹有效连接，其中外螺纹为螺距满足0.2mm?
0.4mm的非标细牙螺纹，外螺纹公称直径为内球面半径加外球面半径之和，螺纹部分高出分割面距离为外球；
[0013](3)装夹上半球盖夹头部分，并对上半球盖进行加工:
[0014](3.1)对上半球盖的内球面进行加工使其内球面半径SRX达到设计尺寸要求；
[0015](3.2)对上半球盖的连接内螺纹进行加工；
[0016]该内螺纹与球冠基座连接外螺纹配合，尺寸与球冠基座尺寸相同，保证能紧密连接；
[0017](3.3)对半球盖外球面进行加工并去除夹头，留有与球冠基座外球面相同的精加工余量；
[0018](4)连接组合，并对外球面进行精加工:
[0019](4.1)在连接螺纹上涂上螺纹胶，将所述带有内螺纹的上半球盖和带有外螺纹的球冠基座通过螺纹紧密连接；
[0020](4.2)通过夹持固定所述螺纹连接之后球冠的基座并对外球面进行精加工使得外球面半径SRY达到设计尺寸要求。
[0021]本发明将球冠的球部从通过球心且与球冠根部圆柱垂直的平面处，将球冠分割成两个部分，分别为带下半球的球冠基座和上半球盖；按照尺寸要求分别加工球冠的外球面和内球面及其它外形尺寸，且外球面留一定的精加工余量；分割的两部分在分割面处设计合理的尺寸，分别加工出内、外细牙螺纹，涂上螺纹紧固胶并拧紧螺纹，使二者一体后装夹球冠基座，精车外球面；保证所有尺寸合格；实现了微小球型零件内球面加工。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明实施例提供的球冠的整体结构剖视图；
[0023]图2是本发明实施例提供的分割后的球冠基座；
[0024]图3是本发明实施例提供的分割后的上半球盖；
[0025]图4是本发明实施例提供的组合连接精车、紧固示意图。
【具体实施方式】
[0026]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0027]本发明涉及微小球型零件内球面加工工艺；主要是将球冠的球部从通过球心且与球冠根部圆柱垂直的平面处，将球冠分割成两个部分，分别为带下半球的球冠基座(以下简称球冠基座)和上半球盖；按照尺寸要求分别加工球冠的外球面和内球面及其它外形尺寸，且外球面留一定的精加工余量；分割的两部分在分割面处设计合理的尺寸，分别加工出内、外细牙螺纹，涂上螺纹紧固胶并拧紧螺纹，使二者一体后装夹球冠基座，精车外球面；保证所有尺寸合格。具体步骤如下:
[0028]A，下料，下两段留有夹头和加工余量分别满足球冠基座尺寸和上半球盖尺寸的材料毛坯；
[0029]B，车球冠基座，
[0030]BI，用数控车将基座毛坯车出球冠基座外圆和内球面车至设计要求尺寸；
[0031]B2，车外球面，外球留0.2mm加工余量，既能使精车的余量最少，最快车完，又能保证螺纹连接后精车时有足够的余量满足外球面设计要求的光度；
[0032]B3,车连接外螺纹，螺纹为螺距满足球冠厚度的0.2mm?0.4mm的非标细牙螺纹，螺纹公称直径为内球面半径加外球面半径之和，螺纹部分高出分割面距离为外球面半径与内球面半径之差；尺寸的选择既能满足加工需要，又能保证强度要求；
[0033]C，装夹上半球盖夹头部分，车上半球盖，夹头留在上半球顶端部位
[0034]Cl，车上半球盖的内球面达到设计尺寸要求；
[0035]C2，车上半球盖连接内螺纹，该螺纹与球冠基座连接螺纹配合车，尺寸与球冠基座尺寸相同，保证能紧密连接；
[0036]C3，车半球盖外球面并去除夹头，留和球冠基座外球面相同的精加工余量；
[0037]D，连接组合，精车外球面，
[0038]Dl，在螺纹上涂抹防松胶，将上半球盖和球冠基座通过螺纹紧密连接；
[0039]D2，夹持球冠基座大外圆，精车外球面达到设计尺寸要求SRY。
[0040]本发明采用合理分割粗加工，连接装配后精加工的方法，解决内球型面的加工难题，是加工简单易行，大大降低的生产成本。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中:1为球冠球部，2为工艺设计分割面，3为球冠基座内开孔，4为球冠基座，W为球部外球面N-球部内球面，SRY为外球面半径，SRX为内球面半径，SRYl为球冠基座留有余量外球面尺寸，SRY2为上半球盖留有余量外球面尺寸，SRY3为组合连接精车后外球面尺寸，Oa为基座内开孔直径，Ob为基座外圆孔直径，t为连接螺纹长度，A为球冠基座球部分割面，B为上半球盖分割面，C为螺纹胶，G为上半球盖，JZ为球冠基座，Lff为连接螺纹，WLW为外螺纹，NLW为内螺纹，MZX δ为连接螺纹尺寸，Z为公称直径，δ为螺距。
[0041]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0042]参照附图1，球冠主要有球部I和带有内开孔3的基座4组成，球部I按要求设计为外球面W和内球面N，外球面半径为SRY，内球面半径为SRX，由于基座4内开孔3的尺寸Φβ限制，刀具不能直接伸进，加工球部I内球面N，在此设计通过球部I球心且与基座4的内开孔3垂直的工艺分割面2，把球冠分割成带有外螺纹WLW的球冠基座JZ (见附图2)和带有内螺纹NLW的上半球盖G(见附图3)两部分，下两段毛坯，分开加工，通过螺纹LW连接，精车外球面W，涂螺纹胶C紧固螺纹LW连接(见附图3)。具体步骤如下:
[0043]A，下料，
[0044]Al，下满足球冠基座JZ尺寸Ob且留有装夹和加工余量的球冠基座JZ毛坯；
[0045]A2，下满足球部I尺寸SRY且留有装夹和加工余量的上半球盖G毛坯；
[0046]B，车球冠基座JZ，
[0047]BI，用数控车将球冠基座JZ毛坯车出基座4外形尺寸Ob、内开孔3尺寸Oa达到设计要求；
[0048]Β2,按照外球面半径SRY车球冠基座JZ球部I外球面W，留一定的精加工余量，车到 SRYl ；
[0049]Β3，车球冠基座JZ非标细牙连接外螺纹WLW，满足尺寸MZX δ，其中，螺距δ尺寸满足0.2彡δ < 0.4mm，外螺纹WLW公称直径Z为内球面半径SRX加外球面半径SRY之和，外螺纹WLW连接长度t即高出分割面A距离为外球面半径SRY与内球面半径SRX之差；
[0050]B4,车球冠头基座JZ球部I内球面N(包括外螺纹WLW部分)达到设计尺寸内球面半径SRX要求；
[0051]C，车上半球盖G，
[0052]Cl，夹持上半球盖G毛坯，车上半球盖G的内球面N达到设计尺寸内球面半径SRX要求；
[0053]C2，车上半球盖G非标细牙连接内螺纹NLW，满足尺寸MZX δ，该内螺纹NLW与球冠基座JZ外螺纹WLW配合车，保证连接后能紧密连接；
[0054]C3，按照外球面半径SRY车上半球盖G外球面W，留一定的精加工余量，车到SRY2，确保上半球面G的外球面W精加工余量和球冠基座JZ的外球面W的精加工余量相同；
[0055]D，螺纹LW连接组合，精车外球面W，
[0056]Dl,将上半球盖G和球冠基座JZ通过螺纹LW紧密连接；
[0057]D2，夹持球冠的基座4，精车外球面W达到设计外球面直径SRY要求；
[0058]E，紧固防松，拧下精车后的上半球盖G，在连接螺纹LW部分涂上螺纹紧固胶C，再装到球冠基座JZ上，确保紧固，不会脱落。
[0059]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种球冠的加工方法，用于给一端为圆柱，另一端为空心球，中间为空心细脖且空心球的内型面直径与空心细脖的内孔直径比> 3，细脖的内孔直径< 1mm的零件进行加工，其特征在于，包括下述步骤: (1)下料: 下两段留有夹头和加工余量且分别满足球冠基座外圆直径Ob ( 50mm和上半球盖外球面半径SRY ( 30mm的材料毛坯； (2)车球冠基座: (2.1)采用数控车对基座毛坯进行加工，形成球冠基座外圆，并将球冠基座的内球面加工至设计要求的尺寸Ob、C>a、SRX ； 其中Oa彡1mm;内球面半径SRX与基座内开孔直径之比大于等于3 ; (2.2)对球冠基座的外球面进行加工；加工时外球留有0.2mm加工余量； (2.3)对连接外螺纹进行加工； 其中外螺纹为螺距满足0.2mm?0.4mm的非标细牙螺纹，外螺纹公称直径为内球面半径加外球面半径之和，螺纹部分高出分割面距离为外球； (3)装夹上半球盖夹头部分，并对上半球盖进行加工: (3.1)对上半球盖的内球面进行加工使其内球面半径SRX达到设计尺寸要求； (3.2)对上半球盖的连接内螺纹进行加工； 该内螺纹与球冠基座连接外螺纹配合，尺寸与球冠基座尺寸相同，保证能紧密连接； (3.3)对半球盖外球面进行加工并去除夹头，留有与球冠基座外球面相同的精加工余量; (4)连接组合,并对外球面进行精加工: (4.1)在连接螺纹上涂上螺纹胶，将所述带有内螺纹的上半球盖和带有外螺纹的球冠基座通过螺纹紧密连接； (4.2)通过夹持固定所述螺纹连接之后球冠的基座并对外球面进行精加工使得外球面半径SRY达到设计尺寸要求。
【文档编号】B23P15/00GK104384827SQ201410429233
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】黄敏, 叶昌楠, 赵丰显, 赵磊, 王程勇 申请人:湖北三江航天红峰控制有限公司