偏心零件

球形万向节的加工

一球形万向节的介绍

球形万向节的加工难度在于两条互相垂直的环形槽，其要求必须要均匀地切入球中，对数控机床上使用的夹具定位安装和找正基准有较高的要求。

（ 1 ）工艺分析该零件表面由一个整体圆球和两条相交的还槽组成，其中圆球面直径30mm的尺寸公差兼有控制圆球面形状线轮廓误差的作用，两条相互垂直的环槽均匀地切入球中。

球形万向节工艺路线：

1）粗车右半球，留精加工余量（直径方向0.4mm).

2）粗车环槽，宽7mm，深3.8mm，留精加工余量。

3）精车右半球达到图样要求.

4) 精车环槽达到图样要求（宽8mm).

5）粗车，切出空刀槽（为车左半球留出空刀槽），底部直径7.6mm.

6) 粗车左半球，留精加工余量（直径方向0.4mm).

7) 精车左半球达到图样尺寸。

8）去毛刺（环槽左边）

9）切断工件。

10）精车第二个环槽达到图样要求（宽8mm).

11）粗车第二个环槽，使用卡式工装卡住第一个环槽。

( 2 )工件的装夹方案

1）车削球体和第一个环槽时，采用液压三爪卡盘自定心卡盘夹紧工件，右端采用回转顶尖支撑。

2）车削第二个环槽时，工件固定在“卡式”工装之间（如图所示）。

球形万向节工件的装夹如图所示：

其中球形万向节的装夹方案有以下特点：

1）有较高的定位精度数控车床一般用于高精度零件生产加工。加工球形万向节这类典型的零件，对数控机床上使用的家具定位安装和找正基准提出了较高的要求，本工装符合这些要求。

2）良好的加工敞开性数控车床刀具自动进给加工，工装夹具及工件结构为刀具的快速移动提供了宽敞的运行空间，此夹具设计结构简单敞开，刀具容易进入。

3）工件快速装夹及拆卸在卡式工装上装夹工件，满足了工件特殊加工性能的需要，符合快速准确的定位，装夹夹具结构，节约了工件找正的辅助时间，适应了批量生产的节奏，提高了数控机床切削加工利用率。

（ 3 ）刀具选择

1) 粗车时，选强度高、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求。

2) 精车时，选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求。

3) 为减少换刀时间和方便对刀，采用机夹刀和机夹刀片1号刀：右偏刀，93°棱形外圆车刀。

2号刀：2mm切断刀。

3号刀：粗车槽刀及粗切环槽刀。

4号刀：精切环槽刀。

（ 4 ）切削参数选择

序号加工面刀具号刀具类型主轴转速

n/(r/min)

进给量f/(mm/r)

1 右端半球T1 93°棱形外圆车刀粗600精800 粗0.2精0.1

2 左端半球T2 2mm切断刀粗600精800 0.1

3 环槽空刀槽T3 2mm切断刀400 0.1

4 环槽T4 2mm切断刀400 0.1

二加工程序

万向节加工程序：

N010 T0101

N020 M03 S600

N030 G00 X42 Z2

N040 G71 U1.5 R0.2

N050 G71 P60 Q100 U0.5 W0.5 F0.15

N060 G01 X0

N070 Z0

N080 G03 X30 Z-15 R15

N090 G01 Z-40

N100 X42

N110 G00 X100 Z100

N120 M03 S800

N130 G00 X42 Z2

N140 G70 P60 Q100 F0.1

N150 G00 X100 Z100

N160 T0202 S400

N170 G00 X32 Z-11

N180 G01 X26 F0.1

N190 X32

N200 Z-14.8

N210 X26

N220 X32

N230 Z-13.2

N240 X22.2

N250 X32

N260 Z-11

N280 S600

N290 G01 X26 F0.05

N300 G02 X22 Z-13 R2

N310 G02 X26 Z-15 R2

N320 X32

N340 Z-30

N350 G75 R0.5

N360 G75 X7.8 Z-36 P2000 Q3000 F0.15 N370 X32

N380 Z-19

N390 G72 W3 R0.2

N400 G72 P240 Q280 U0.2 W0.2 F0.15 N410 G00 Z-15

N420 G01 X30

N430 G03 X8 Z-30 R30

N440 M00

N450 M03 S600 T0303

N460 G70 P240 Q280 F0.05

N470 G01 X32 F0.1

N480 Z-30.5

N490 X-1

N500 G00 X100

N510 Z100

N520 M05

N530 M30

左工装加工程序：

N010 T0101

N020 M03 S600

N030 X41 Z2

N040 G71 U1.5 R0.5

N050 G71 P60 Q120 U0.5 W0.2 F0.15

N060 G01 X33

N070 Z0

N080 Z-20

N090 X35

N100 X38 Z-21.5

N110 Z-63

N120 X42

N130 G00 X100 Z100

N140 T0101

N150 M03 S800

N160 G00 X41 Z2

N170 G70 P60 Q120 F0.05

N180 G00 X100 Z100

N190 T0303 S400

N200 G00 X41 Z-27

N210 G75 R0.5

N220 G75 X30.2 Z-61 P2000 Q3500 F0.15 N230 G00 X38 Z-25.5

N240 G01 X36.5 Z-27 F0.05

N250 X30

N260 Z-57

N270 X26

N280 X35

N290 Z-55.5

N300 X30

N310 X28.5 Z-57

N320 G75 X-1 P3000 F0.1