杨仲伟

摘 要：本文通过对薄壁半球零件的加工，对该零件在数控加工时所需的工艺流程的安排、夹具的设计、刀具的选用以及数控程序的编制做了阐述。并介绍了以此零件为基础，加工其他类似半球类零件的情况。

关键词：数控车床 薄壁半球零件 工艺流程 夹具

笔者所在学校接到来自东莞某厂的加工产品，零件的形状如图1所示。该产品用于气瓶的上下两个半球零件，由一壁厚2.6mm，半径R47mm薄壁半球和顶部是一个短圆柱体所组成，上下两个半球相同。

一、难度分析及工艺流程分析

从外形来看，零件属于回转体薄壁零件，因此我们考虑采用铸造成型后，经车削精加工完成。其加工特点，一是壁薄，在加工的时候容易受夹紧力的影响产生变形，因此需要制作新的夹具用以装夹工件；二是内腔尺寸较难控制；三是圆柱段较短，难以装夹。

图1 工件图

经过生产和工艺流程的改进，最终确定了以下工艺流程：①下料阶段，不是选用传统的棒料，而是选用与零件外形较为接近的铸件，同时在铸件的后部圆柱体上留有余量，起到工艺块的作用。②用数控车加工将内腔半径加工到位。③用数控车加工头部短圆柱。④用数控车加工外球尺寸，以确保壁厚为2.6mm。⑤用数控车加工车去工艺块，零件最终成形。

二、夹具设计

为了达到加工要求，我们设计了两套夹具。

1.首先设计夹具1车外球面

此夹具的功能要求：一是提供内腔定位功能以便于加工定位，二是提供与车床连接功能，三是提供稳定的预紧力。因此设计如图2所示的夹具1。

图2夹具结构说明：

一是件1为夹具体的主体，左边是一直径为φ50mm圆柱体，通过夹具上的圆柱体与卡盘夹紧，中间是一R为44.4mm半圆球与零件内腔逼紧定位，右边为一直径为φ38mm短圆柱体，里面有一内孔，并且有一直径为φ22mm内螺纹。

二是用件3螺母将零件与夹具锁紧，以此加工外圆。在这套工艺装配中，（图2）对外球面的精加工程序，是由零件内腔精加工后程序反向加工而成的。通过此步加工，即可进行如图3所示的半成品零件加工。

2.设计夹具2车去工艺块

此时，工件加工的目的是车去工艺块，需要把工件右边的工艺块去掉，以形成成品，但由于工件本身不好装夹，因此我们设计如图3所示的夹具2，以进行工艺块的去除。

图3

件1.上盖 件2.底座 件3.半成品

图3夹具结构说明：

当零件加工到这一步时，车去工艺块，就十分重要。

一是上盖（件1）。它的作用是通过件2的内球面与零件的外球面压紧结合起到定位作用；

二是底座（件2）。它通过螺纹与上盖连接，同时起到调节的作用，使底座的大平面将零件压紧在上盖中；

此工艺装配与前一套工艺装配一样，它的定位原理也与前一套工装相似。但在加工上盖的内球面时，也需要将加工零件外球面的程序作为参考，经过调试再予以应用。

三、实际操作

切削用量及走刀路线选择：

一是将铸件达到如图1所示的毛坯件尺寸。

二是用数控车装夹加工，将内腔半径加工到位，机床转速调为800r/min，进给速度调到120mm/min。

三是用数控车装夹加工，将头部短圆柱加工完成，机床转速调为800r/min，进给速度调到120mm/min。

四是用数控车加工外球尺寸，用夹具1装夹工件，以内圆作为定位基准加工外圆尺寸以确保壁厚为2.6mm，机床转速调为800r/min，进给速度调到120mm/min。

五是用数控车去除工艺块，用夹具2装夹工件，去除工艺块，机床转速调为600r/min，进给速度调到30mm/min。

四、小结

加工该薄壁半球零件，首先必须分析其重要的和关键的尺寸是什么，其次是设计适合的夹具完成加工。这样，在加工同类零件时可减少不必要的重复工作，提高生产效率。通过对零件的加工，证实了夹具设计、刀具及切削用量选用合理，减少了装夹校正的时间，提高了生产效率，保证了加工零件的质量。

参考文献：

[1]全国数控培训网络天津分中心.数控编程[M].北京：机械工业出版社，1997.

[2]唐应谦.数控加工工艺学[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2000.

[3]《数控加工技师手册》编委会.数控加工技师手册[M].北京：机械工业出版社，2005.

[4]白成轩.机床夹具设计新原理[M].北京：机械工业出版社，1997.

（作者单位：广东省机械高级技工学校）endprint

摘 要：本文通过对薄壁半球零件的加工，对该零件在数控加工时所需的工艺流程的安排、夹具的设计、刀具的选用以及数控程序的编制做了阐述。并介绍了以此零件为基础，加工其他类似半球类零件的情况。

关键词：数控车床 薄壁半球零件 工艺流程 夹具

笔者所在学校接到来自东莞某厂的加工产品，零件的形状如图1所示。该产品用于气瓶的上下两个半球零件，由一壁厚2.6mm，半径R47mm薄壁半球和顶部是一个短圆柱体所组成，上下两个半球相同。

一、难度分析及工艺流程分析

从外形来看，零件属于回转体薄壁零件，因此我们考虑采用铸造成型后，经车削精加工完成。其加工特点，一是壁薄，在加工的时候容易受夹紧力的影响产生变形，因此需要制作新的夹具用以装夹工件；二是内腔尺寸较难控制；三是圆柱段较短，难以装夹。

图1 工件图

经过生产和工艺流程的改进，最终确定了以下工艺流程：①下料阶段，不是选用传统的棒料，而是选用与零件外形较为接近的铸件，同时在铸件的后部圆柱体上留有余量，起到工艺块的作用。②用数控车加工将内腔半径加工到位。③用数控车加工头部短圆柱。④用数控车加工外球尺寸，以确保壁厚为2.6mm。⑤用数控车加工车去工艺块，零件最终成形。

二、夹具设计

为了达到加工要求，我们设计了两套夹具。

1.首先设计夹具1车外球面

此夹具的功能要求：一是提供内腔定位功能以便于加工定位，二是提供与车床连接功能，三是提供稳定的预紧力。因此设计如图2所示的夹具1。

图2夹具结构说明：

一是件1为夹具体的主体，左边是一直径为φ50mm圆柱体，通过夹具上的圆柱体与卡盘夹紧，中间是一R为44.4mm半圆球与零件内腔逼紧定位，右边为一直径为φ38mm短圆柱体，里面有一内孔，并且有一直径为φ22mm内螺纹。

二是用件3螺母将零件与夹具锁紧，以此加工外圆。在这套工艺装配中，（图2）对外球面的精加工程序，是由零件内腔精加工后程序反向加工而成的。通过此步加工，即可进行如图3所示的半成品零件加工。

2.设计夹具2车去工艺块

此时，工件加工的目的是车去工艺块，需要把工件右边的工艺块去掉，以形成成品，但由于工件本身不好装夹，因此我们设计如图3所示的夹具2，以进行工艺块的去除。

图3

件1.上盖 件2.底座 件3.半成品

图3夹具结构说明：

当零件加工到这一步时，车去工艺块，就十分重要。

一是上盖（件1）。它的作用是通过件2的内球面与零件的外球面压紧结合起到定位作用；

二是底座（件2）。它通过螺纹与上盖连接，同时起到调节的作用，使底座的大平面将零件压紧在上盖中；

此工艺装配与前一套工艺装配一样，它的定位原理也与前一套工装相似。但在加工上盖的内球面时，也需要将加工零件外球面的程序作为参考，经过调试再予以应用。

三、实际操作

切削用量及走刀路线选择：

一是将铸件达到如图1所示的毛坯件尺寸。

二是用数控车装夹加工，将内腔半径加工到位，机床转速调为800r/min，进给速度调到120mm/min。

三是用数控车装夹加工，将头部短圆柱加工完成，机床转速调为800r/min，进给速度调到120mm/min。

四是用数控车加工外球尺寸，用夹具1装夹工件，以内圆作为定位基准加工外圆尺寸以确保壁厚为2.6mm，机床转速调为800r/min，进给速度调到120mm/min。

五是用数控车去除工艺块，用夹具2装夹工件，去除工艺块，机床转速调为600r/min，进给速度调到30mm/min。

四、小结

加工该薄壁半球零件，首先必须分析其重要的和关键的尺寸是什么，其次是设计适合的夹具完成加工。这样，在加工同类零件时可减少不必要的重复工作，提高生产效率。通过对零件的加工，证实了夹具设计、刀具及切削用量选用合理，减少了装夹校正的时间，提高了生产效率，保证了加工零件的质量。

参考文献：

[1]全国数控培训网络天津分中心.数控编程[M].北京：机械工业出版社，1997.

[2]唐应谦.数控加工工艺学[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2000.

[3]《数控加工技师手册》编委会.数控加工技师手册[M].北京：机械工业出版社，2005.

[4]白成轩.机床夹具设计新原理[M].北京：机械工业出版社，1997.

（作者单位：广东省机械高级技工学校）endprint

摘 要：本文通过对薄壁半球零件的加工，对该零件在数控加工时所需的工艺流程的安排、夹具的设计、刀具的选用以及数控程序的编制做了阐述。并介绍了以此零件为基础，加工其他类似半球类零件的情况。

关键词：数控车床 薄壁半球零件 工艺流程 夹具

笔者所在学校接到来自东莞某厂的加工产品，零件的形状如图1所示。该产品用于气瓶的上下两个半球零件，由一壁厚2.6mm，半径R47mm薄壁半球和顶部是一个短圆柱体所组成，上下两个半球相同。

一、难度分析及工艺流程分析

从外形来看，零件属于回转体薄壁零件，因此我们考虑采用铸造成型后，经车削精加工完成。其加工特点，一是壁薄，在加工的时候容易受夹紧力的影响产生变形，因此需要制作新的夹具用以装夹工件；二是内腔尺寸较难控制；三是圆柱段较短，难以装夹。

图1 工件图

经过生产和工艺流程的改进，最终确定了以下工艺流程：①下料阶段，不是选用传统的棒料，而是选用与零件外形较为接近的铸件，同时在铸件的后部圆柱体上留有余量，起到工艺块的作用。②用数控车加工将内腔半径加工到位。③用数控车加工头部短圆柱。④用数控车加工外球尺寸，以确保壁厚为2.6mm。⑤用数控车加工车去工艺块，零件最终成形。

二、夹具设计

为了达到加工要求，我们设计了两套夹具。

1.首先设计夹具1车外球面

此夹具的功能要求：一是提供内腔定位功能以便于加工定位，二是提供与车床连接功能，三是提供稳定的预紧力。因此设计如图2所示的夹具1。

图2夹具结构说明：

一是件1为夹具体的主体，左边是一直径为φ50mm圆柱体，通过夹具上的圆柱体与卡盘夹紧，中间是一R为44.4mm半圆球与零件内腔逼紧定位，右边为一直径为φ38mm短圆柱体，里面有一内孔，并且有一直径为φ22mm内螺纹。

二是用件3螺母将零件与夹具锁紧，以此加工外圆。在这套工艺装配中，（图2）对外球面的精加工程序，是由零件内腔精加工后程序反向加工而成的。通过此步加工，即可进行如图3所示的半成品零件加工。

2.设计夹具2车去工艺块

此时，工件加工的目的是车去工艺块，需要把工件右边的工艺块去掉，以形成成品，但由于工件本身不好装夹，因此我们设计如图3所示的夹具2，以进行工艺块的去除。

图3

件1.上盖 件2.底座 件3.半成品

图3夹具结构说明：

当零件加工到这一步时，车去工艺块，就十分重要。

一是上盖（件1）。它的作用是通过件2的内球面与零件的外球面压紧结合起到定位作用；

二是底座（件2）。它通过螺纹与上盖连接，同时起到调节的作用，使底座的大平面将零件压紧在上盖中；

此工艺装配与前一套工艺装配一样，它的定位原理也与前一套工装相似。但在加工上盖的内球面时，也需要将加工零件外球面的程序作为参考，经过调试再予以应用。

三、实际操作

切削用量及走刀路线选择：

一是将铸件达到如图1所示的毛坯件尺寸。

二是用数控车装夹加工，将内腔半径加工到位，机床转速调为800r/min，进给速度调到120mm/min。

三是用数控车装夹加工，将头部短圆柱加工完成，机床转速调为800r/min，进给速度调到120mm/min。

四是用数控车加工外球尺寸，用夹具1装夹工件，以内圆作为定位基准加工外圆尺寸以确保壁厚为2.6mm，机床转速调为800r/min，进给速度调到120mm/min。

五是用数控车去除工艺块，用夹具2装夹工件，去除工艺块，机床转速调为600r/min，进给速度调到30mm/min。

四、小结

加工该薄壁半球零件，首先必须分析其重要的和关键的尺寸是什么，其次是设计适合的夹具完成加工。这样，在加工同类零件时可减少不必要的重复工作，提高生产效率。通过对零件的加工，证实了夹具设计、刀具及切削用量选用合理，减少了装夹校正的时间，提高了生产效率，保证了加工零件的质量。

参考文献：

[1]全国数控培训网络天津分中心.数控编程[M].北京：机械工业出版社，1997.

[2]唐应谦.数控加工工艺学[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2000.

[3]《数控加工技师手册》编委会.数控加工技师手册[M].北京：机械工业出版社，2005.

[4]白成轩.机床夹具设计新原理[M].北京：机械工业出版社，1997.

（作者单位：广东省机械高级技工学校）endprint