如何铣削内球面？简单易学的技巧分享

加工球面零件比较常见，一般是在车床上车削加工，也比较容易，但有些球面零件又不宜在车床上加工，如核电产品上的封头，技术要求也很高，需要在数控铣镗床上加工，如图4-34所示的内球面，因此，需要研究内、外球面零件的铣削加工程序问题。

图4-34 内球面零件的粗加工

1.内球面的粗加工工艺方案设计

内球面粗加工所使用的方法为“自上而下、高度方向等步长向下”进行的分层式粗加工。逐层去除余量，如图4-32所示。假设待加工的毛坯为一实心体，粗加工方式为：使用平底铣刀（或大直径铣刀盘），每次从中心垂直下刀，向X负方向走第一段距离后顺时针走整圆，因为是粗加工，故全部采用逆铣，走完最后外圈后抬刀返回中心，进给至下一层继续，直至到达预定深度。

2.R参数的设置

R01——内球面的圆弧半径。

R02——铣刀半径。

R03——Z坐标值设为自变量，半球面Z=0。

R04——内球面底部深度，R04<=SQRT（R01*R01−R02*R02）。

R20——深度方向Z坐标每次递减量。

3.内球面的粗加工R参数子程序

程序如下：

注意事项：

1）如果所加工的球为半球，则不需要对R04进行赋值，只需在参数子程序N10段“R05=1.4*R02；”前面增加一句：“R04=−SQRT（R01*R01+R02*R02）；”。

2）实际上深度R04能被R20整除。

4.内球面的精加工工艺方案设计

内球面精加工所使用的方法为“自上而下、高度方向等步长向下”进行的分层式粗加工，逐层去除余量，如图4-33所示。假设待加工的毛坯为一实心体，粗加工方式为：使用平底铣刀（或大直径铣刀盘），每次从中心垂直下刀，向X负方向走第一段距离后逆时针走整圆，因为是精加工故全部采用顺铣，走完最后外圈后抬刀返回中心，进给至下一层继续，直至到达预定深度。(www.xing528.com)

为了便于进刀，内球面精加工所使用的方法一般是“自上而下、等角度水平圆弧环绕曲面精加工”，如图4-35所示。球头铣刀在每层都是以G03方式进给，由于是内凹曲面，需采用自上而下的加工顺序，每层加工时刀具的开始和结束位置重合，均指定在OXZ平面内的正X方向上。

也正是因为所加工曲面为内凹曲面，为避免过切，这里不宜采用圆弧切入和圆弧切出的进刀与退刀方式，此外，在相邻两层之间的刀具进刀，采用由G03圆弧插补的方式进行层间连接。

图4-35 内球面零件的精加工

这里是在OXZ平面进行圆弧插补，应注意视角方向：沿着刀具轴方向，由负向正看去的方向为视角方向，Z是第一轴，X是第二轴，这里的刀具轴Y轴是第三轴，根据右手定则（大拇指指向为Z轴的正方向，食指指向为X轴的正方向，中指指向为Y轴的正方向），层间连接的圆弧插补方向判断如下：如果正对纸面看的话，刀具由上而下进刀，则圆弧插补方向应该为G02，由于视角方向不符，判断的结果“取反”，即为G03。

各R参数定义：

R01——内球面的圆弧半径。

R02——球头铣刀半径。

R03——（OXZ平面）角度设为自变量，若为标准半球面，赋其初始值为0。

R04——球面终止角度，R4≤90°。

R20——角度每次递增量（绝对值）。

5.内球面的精加工参数子程序

程序如下：

注意：

1）如果R03=0°，R04=90°，即对应于一个完整（标准）的半球面。

2）应确保球面终止角度R04能被R20整除。