第6期 2016年6月
组合机床与自动化加工技术
ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechnique
文章编号：10012265(2016)06014903
DOI;10. 13462/j. cnki. mmtamt. 2016.06.041
内球面多轴铣削加工工艺的研究
周立波，吴昊
（上海工程技术大学高职学院，上海
200437）
No.6 Jun.2016
摘要：以内球面为研究对象，分析研究了不同的加工方法对零件加工质量和加工效率的影响：车削加工多用于非偏心工件；用立铣刀三轴加工表面质量相对较差，并且无法完成内球面底部区域的加工；选用比被加工球面直径小的球刀，则需多刀次环切加工，环切数够多才能保证表面粗糙度；选用与被加工球面相同直径的球刀加工，加工效率高，但若球面尺寸变化，需准备多种尺寸刀具，增加了成本；而采用五轴数控机床加工内球面可以解决以上传统加工工艺的缺点，可采用立铣刀倾斜主轴法加工。结合CAD/CAM软件UGNX8.5，阐述了内球面的五轴数控编程及仿真加工过程，并进行实际加工，加工质量达到精度要求。
关键调：内球面；加工工艺；五轴加工
中图分类号：TH164：TG65
文献标识码：A
Study on the Inner Spherical Multi Axis Milling Process
ZHoULi-bo,WUHao
(Advanced Vocational Technical College,Shanghai University of Engineering Science,Shanghai 200437,China) Abstract: Within the sphere as the research object, analyzed the effects of different processing methods on the machining quality and machining efficiency : turning processing more for non-eccentric workpiece; using three axis end milling-tool machining surface quality is relatively poor, and unable to complete within the sphere area at the bottom of the processing;choose small diameter ball milling-tool than sphere diameter,then needmore than onecut ring cuting machining,enough numberofring cut to ensure thesurfaceroughness; selection the same diameter ball milling-tool as spherical diameter, machining efficiency is high, but if the spherical size is changed,need to prepare a variety of sizes of milling-tool, which increases the cost;process ing inner spherical using five-axes NC machine tools can solve the above traditional processing technology shortcomings,and adopt end milling-tool tilt spindle method processing. With the application of CAD/CAM software UGNX8. 5,five-axis NC programming and simulation processing for inner spherical were expoun-
ded,and the actual processing,processing quality to meet the accuracy requirements. Key words: inner spherical ;processing technology ;five-axis machining
0引言
在机械设备的零件当中，经常会有内球面和内圆弧面形状的零件")。内球面是一种常见的工作表面，主要用于有空间回转运动要求的联接表面，广泛应用于阀门（球阀）、推力球轴承等零件，如图1所示为内球面零件图。这些零件的圆弧形状在普通机床上加工时，不采用特殊专用的工艺装备加工是极为困难的。传统加工工艺多用成形法(球刀铣削)或数控车削加工[2]，也可以采用三轴数控铣削加工[3-]]（采用立铣刀和球头铣刀分别进行粗精加工），对于精度要求较高的还需要进行磨削加工，受成形刀具影响，制造精度低，刀具要求高，在实际生产中具有较大的局限性。如能提高球面的精加工
效率，将能有效改善经济效益。为此，如何通过新的加工方法来提高球面加工质量已成为当务之急。随着数控技术的发展，多轴数控机床已能完成球面铣削加工"]，并较好克服传统加工方法的缺点。本文正是基于五轴数控技术进行球面精密加工的研究，借此突破球面加工的瓶颈，提高加工精度和加工效率。
图1内球面零件图
收稿日期：2015-07-26修回日期：2015-0906
作者简介：周立波(1978一），男，潮北随州人，上海工程技术大学测教授，硕士，研究方向为CAD/CAM技术、数控技术及虚拟仿真，（E-mail）vin-
cent365@126, com。
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