正三棱锥体与球体融合的加工方法

摘要

本发明提供一种正三棱锥体与球体融合的加工方法，包括以下具体步骤：（1）制作辅助夹具，根据零件的关键属性设计辅助夹具的装夹孔及倾斜角度；（2）下料，将毛坯料加工成为棒料，并采用数控车床加工出工件的第一个球面；（3）将步骤（2）加工后的工件上辅助夹具，使工件的第一个球面落入装夹孔（1）并利用压板将工件定位牢固，然后将辅助夹具及工件装夹在数控车床上加工出工件的第二个球面；（4）将步骤（3）加工后的工件围绕装夹孔的中心轴线旋转60°，定位牢固后，将辅助夹具及工件装夹在数控车床上继续加工出工件的第三个球面；（5）重复步骤（4），加工出工件的第四个球面。该加工方法配合自制辅助夹具简单快捷，在保证成型零件精度的同时提高了工作效率、节约了加工成本。

权利要求

1.正三棱锥体与球体融合的加工方法，其特征在于，包括以下具体步骤：（1）制作辅助夹具：根据零件的关键属性设计辅助夹具的装夹孔（1）及倾斜角度；

（2）加工工序一：下料，将毛坯料加工成为棒料，并采用数控车床加工出工件的第一个球面；

（3）加工工序二：将步骤（2）加工后的工件上辅助夹具，使工件的第一个球面落入装夹孔（1）并利用压板（3）将工件定位牢固，然后将辅助夹具及工件装夹在数控车床上加工出工件的第二个球面；

（4）加工工序三：将步骤（3）加工后的工件围绕装夹孔（1）的中心轴线旋转60°，定位牢固后，将辅助夹具及工件装夹在数控车床上继续加工出工件的第三个球面；

（5）加工工序四：重复步骤（4），加工出工件的第四个球面。

2.如权利要求1所述的正三棱锥体与球体融合的加工方法，其特征在于：所述辅助夹具上的装夹孔周围设有定位孔（2），定位孔（2）的中心轴线与装夹孔（1）的中心轴线方向一致，且装夹孔（1）的中心轴线与辅助夹具的旋转轴线相交于一固定点。

3.如权利要求2所述的正三棱锥体与球体融合的加工方法，其特征在于：所述辅助夹具上定位孔（2）的数量为两个以上，且分布在装夹孔（1）的周围。

说明书

正三棱锥体与球体融合的加工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种正三棱锥体与球体融合的加工方法，属于机械加工工艺领域。

背景技术

[0002] 正三棱锥体与球体融合的零件，其两者的体积中心点重合，并且落出球体圆弧面与正三角形的三边相切。此类零件的加工需要根据零件自身的特殊性质及特性来自行设计工艺辅助夹具并编排合理的工艺、工序方法。传统的加工方法一是采用数控加工中心进行加工，二是采用CK6150D车床进行加工，而这两种方法都有弊端。采用数控加工中心进行加工需耗费长时间工时、成本较高，并且需要专用特殊夹具；采用CK6150D车床进行加工，因不能直接装夹定位，因此不能实现该类零件的加工。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种正三棱锥体与球体融合的加工方法，该加工方法配合自制辅助夹具简单快捷，在保证成型零件精度的同时提高了工作效率、节约了加工成本。

[0004] 本发明的技术方案：正三棱锥体与球体融合的加工方法，包括以下具体步骤：

[0005] （1）制作辅助夹具：根据零件的关键属性设计辅助夹具的装夹孔及倾斜角度，精准计算出辅助夹具的倾斜度解决并保证了锥体表面的车削问题；

[0006] （2）加工工序一：下料，将毛坯料加工成为棒料，并采用数控车床加工出工件的第一个球面；

[0007] （3）加工工序二：将步骤（2）加工后的工件上辅助夹具，使工件的第一个球面落入装夹孔（1）并利用压板将工件定位牢固，然后将辅助夹具及工件装夹在数控车床上加工出工件的第二个球面；

[0008] （4）加工工序三：将步骤（3）加工后的工件围绕装夹孔的中心轴线旋转60°，定位牢固后，将辅助夹具及工件装夹在数控车床上继续加工出工件的第三个球面；

[0009] （5）加工工序四：重复步骤（4），加工出工件的第四个球面。

[0010] 所述辅助夹具上的装夹孔周围设有定位孔，定位孔的中心轴线与装夹孔的中心轴线方向一致，且装夹孔的中心轴线与辅助夹具的旋转轴线相交于一固定点。其目的是利用辅助夹具将三棱锥体的中心确定在固定位置，因为球面的加工需要确定出旋转中心线，否则在辅助夹具的回转过程中是无法实现球面的定位。定位孔是为了确定出工件在辅助夹具中与装夹孔的定位关系，并保证工件在变换任何装夹位置时始终围绕辅助夹具装夹孔的中心线旋转。

[0011] 所述辅助夹具上定位孔的数量为两个或两个以上，且分布在装夹孔的周围，其目的是使工件在辅助夹具上的定位更加固定，提高了后续加工的准确度。

[0012] 本发明的有益效果：本发明利用零件的关键属性来设计辅助夹具的装夹孔、定位孔以及倾斜角度，同时利用辅助夹具使工件的关键点实现固定，并结合压板的辅助夹紧实现工件的定位装夹，因此本发明不需要利用加工中心及其繁琐的编程，使用一个辅助夹具即可实现工件的装夹及定位，省去了其他多个夹具；同时本发明不需要采用分度头去加工棱锥体，使加工操作更为简单便捷，不仅提高了工作效率，节约了加工成本，而且能够有效的保证零件的成型精确度及表面质量。

附图说明

[0013] 图1为本发明实施例正三棱锥体与球体融合的零件示意图。

[0014] 图2为图1的俯视图。

[0015] 图3为图1的侧视图。

[0016] 图4为本发明实施例辅助夹具的结构示意图。

[0017] 图5为图4的俯视图。

[0018] 图6为工件加工工序一的示意图。

[0019] 图7为工件装夹的示意图。

[0020] 图8为工件加工工序二的示意图。

[0021] 图9为工件加工工序三的示意图。

具体实施方式

[0022] 如图1至图3所示的正三棱锥体与球体融合的零件，其加工方法包括以下具体步骤：

[0023] （1）制作辅助夹具：根据零件的关键属性设计辅助夹具的装夹孔1φ31及倾斜角度160.5°，如图4和图5所示，辅助夹具上的装夹孔1φ31周围还设有四个定位孔2且分布在装夹孔1的周围，定位孔2的中心轴线与装夹孔1的中心轴线方向一致，且装夹孔1的中心轴线与辅助夹具的旋转轴线相交于一固定点；

[0024] （2）加工工序一：下料，将毛坯料加工成为φ62的棒料，并采用数控车床加工出工件的第一个球面，如图6所示；

[0025] （3）加工工序二：将步骤（2）加工后的工件上辅助夹具，使工件的第一个球面落入装夹孔（1）1φ31并利用压板3将工件定位牢固，然后将辅助夹具及工件装夹在数控车床上加工出工件的第二个球面，如图7和图8所示；

[0026] （4）加工工序三：将步骤（3）加工后的工件围绕装夹孔11φ31的中心轴线旋转60°，定位牢固后，将辅助夹具及工件装夹在数控车床上继续加工出工件的第三个球面，如图9所示；

[0027] （5）加工工序四：重复步骤（4），加工出工件的第四个球面，最终完成零件的成型加工。