铸球模具球腔加工技术方案改进

马利平

（金堆城钼业集团有限公司机电修配厂 陕西渭南）

一、前言

铸球是指用于冶金矿山、水泥建材、碳酸钙、石英砂等行业球磨机中的粉碎介质，用于粉碎磨机中的物料，直径有40 mm、60 mm、80 mm、100 mm、120 mm 等规格。铸球的生产多采用金属型多腔模具浇注而成。4铸球模具上模见（图1），下模见（图2）。模具半年消耗300套，通过不断改进模具球腔加工技术，彻底解决了模具互换性差、分型面错位问题，模具表面质量提高。

图1 4铸球模具上模

图2 4铸球模具下模

二、改进前多铸球模具球腔加工技术方案

1.铣床工装

图3 立式铣床加工多铸球模具简图

采用立式铣床加工多铸球模具简图（图3）。将多铸球模具上模或下模用压板固定在胎具上，松开压板后，上胎具和下胎具可相对旋转，其相互位置由定位销确定，然后将胎具固定在分度头上，并将分度头固定在铣床工作台上。将主轴倾斜α角，再利用工作台的平移和升降实现找正（找球心）和对刀。刀具装夹后应与立铣头主轴垂直。

2.α角和对刀半径e/2的确定

α角和e/2可根据几何三角形关系进行计算（图 4）。

对刀半径e/2=Rcosα

图4 铣床主轴倾斜角和对刀半径的确定

3.加工步骤

（1）加工球模具上模或下模（以下简称半球模具）上下平面及内孔。

（2）装夹半球模具，保证其中一个半球球心位于分度头的回转中心线上。

（3）将立铣头主轴倾斜α角，并调整好对刀半径e/2。平移并升降铣床工作台，保证待加工半球球心与铣刀中心线重合。锁紧铣床工作台。

（4）主轴带动铣刀旋转，同时匀速转动分度头手柄，即可实现模具半球球腔的加工。

（5）当一个半球球腔加工完成后，松开压板，上胎具和半球模具一起转动某个固定角度，用销子定位，实现分度，加工下一个半球球腔。以此类推，加工其余半球球腔。

三、改进后的多铸球模具球腔加工技术方案

1.加工原理

使用蜗轮蜗杆传动，在蜗轮上装上车刀，车削时工件高速飞转，刀具低速旋转，车刀旋转1/4圆周，用蜗轮蜗杆传动机构带动刀具做合成运动来加工半球腔型。

2.车床工装

采用普通车床加工多铸球模具简图如图5所示。将多铸球模具上模或下模固定在胎具上，胎具分度板和胎具分度板可相对旋转，其相互位置由定位销确定，然后将胎具固定在车床卡盘上，使其中一个半球球心位于车床主轴中心线上，并将重量合适的配重块固定在车床卡盘上。再将装上车刀的蜗轮、蜗杆装夹在刀架上。

3.加工步骤

（1）加工球模具上模或下模（以下简称半球模具）上下平面及内孔。

图5

（2）装夹半球模具及车刀。保证刀尖与待加工半球球心位于同一水平高度，且车刀刀尖与蜗轮回转中心距离为球模具球腔半径。

（3）车床主轴带动半球模具旋转，同时匀速转动蜗杆上的手柄，即可实现模具半球球腔的加工。

（4）当一个半球球腔加工完成后，松开压板，转动球模胎具，分度板和半球模具一起转动某个固定角度，上紧压板，加工下一个半球球腔。以此类推，加工其余半球球腔。

四、改进后效果

用普通车床加工多铸球模具，加工效率比铣床提高2～3倍。模具的主要加工在车床上1次装卡即可完成，减少划线、铣削、配钻等工序。钻床只用来加工侧面两个起模孔，便于生产安排。充分利用车间闲置车床，可以批量加工，设备和人员都可满足生产需求。加工精度有所提高，用蜗轮蜗杆传动机构加工的半球型腔是正圆，刀具切削不留死点，表面粗糙度值较低，如胎模再作改进还可提高互换精度。

各工艺参数的优化、精确控制，是加工出高质量多铸球模具的重要手段。在普通车床上加工多铸球模具的新工艺方法，很好地解决了装卡定位、分度互换问题。实验表明，用此方法加工模具定位准确、表面粗糙度、圆度符合要求，生产效率高。