大型内球面零部件加工及其工艺装备设计

内球面零件的加工方法很多，可用数控立车、大型数控车、专用球车、仿型立车、普通卧式车床和普通镜床加工等。选择什么样的加工方法主要应根据工件的精度等级、加工批量、加工成本以及工厂现有设备等进行全面考虑。

该零件内球面尺寸较大(SØ1460H8) ，要求被加工零件的表面粗糙度在Ra3.2以下，形位公差值在IT7级精度以上。我们分析了该零件的形状、精度后，设计了一种能在普通立式车床上加工的内球面车削夹具，经生产使用证实，完全能满足图纸的技术要求，并取得比较满意的效果。
1 加工方法分析
由于我厂没有数控车及专用球车、仿型车床等设备，所以只能考虑选用在普通铿床或普通车床上加工。
镗削
在镗床上加工，工件不动，主运动和进给运动都是刀具。主运动是平旋盘带动刀具的回转运动，进给运动是作直线运动的主轴。一般选用曲柄滑块机构作为夹具的工作机构，用主轴接头作为滑块，推动连杆A1B2，带动曲柄以O1为支点使装有刀具的曲柄另一端作摆动，整个机构再随平旋盘绕主轴轴线A1O1旋转，就能实现内球面的切削加工。该加工方法的优点是加工成本较低，操作较方便。缺点是刀具系统刚性差，由于采用曲柄滑块机构为夹具的工作机构，原动件滑块的运动必须经过中问构件连杆才能传到从动件曲柄，因而此工作机构具有较长的运动链，各构件的运动副的间隙将使机构产生较大的累积误差，所以加工精度相对较低。该方法适用于球面尺寸不大的零件加工。
车削
把夹具安装在普通车床尾座的的锥孔内，通过移动尾座使夹具定位零件与被加工零件接触，实现定位，然后锁紧尾座，当装置定位后，操纵溜板及刀架，使刀具体带动刀体绕定轴转动，主轴带动工件旋转，实现内球面的展成加工。该方法优点是操纵方便，结构简单，适用于小尺寸内球面的加工。
利用双柱立式车床的两个立刀架加工内球面，工件的旋转运动为主运动，一个刀架与一个刀具体的连接点为被加工零件的中心，另一刀架带动刀具体作圆弧摆动，两者的运动合成实现内球面的车削。该方法夹具设汁简单，传动链短，刀具体刚性好。适宜于大型内球面的切削加工。
综合分析，由于我们所要加工的零件内球面尺寸很大，精度要求很高，所以采用双柱立式车床加工。该方法的关键是内球面车削夹具的设计。