[发明专利]球瓣端面的加工方法及专用胎具

说明书

技术领域

本发明涉及空心球体的制造。所述空心球体是由多个球瓣焊接形成，本发明具体涉及的是球瓣端面的加工方法及专用胎具。

背景技术

某零件是一个直径达几米的空心球体，在该球体的整个表面上分布有多个通孔。由于对这些孔的加工精度有严格要求，合理的制造工艺是先将多块由板材模锻并经过后续机械加工所形成的球瓣焊接成空心球体，然后再以相同的基准在该空心球体的表面开孔。为确保空心球体的加工精度，必须保证球瓣的加工精度。下面结合说明书附图对目前球瓣加工中所面临的问题进行说明。

如图1～2所示，空心球体2由多片形状、大小完全相同的球瓣1所构成的(图中仅示出了其中一片球瓣)。如图3～6所示，该球瓣1为一个六面体，包括内外两个球面以及分别通过球心的四个端面，即左端面101、右端面102、上端面103和下端面104。其中，左端面101和右端面102分别为该球瓣1长度方向的两端面，上端面103和下端面104则分别为该球瓣1宽度方向的两端面。当然，也可以将所述左端面101和右端面102设为该球瓣1宽度方向的两端面，而将上端面103和下端面104设为该球瓣1长度方向的两端面。由于上述这四个端面均指向球心，因此如图2和图6所示，所述左端面101和右端面102的延长线必然交于该球心并形成一夹角β；如图1和图4所示，所述上端面103和下端面104的延长线同样交于该球心并形成一夹角α。

如图19所示，将两个球瓣1进行焊接时依赖这两个球瓣的端面进行定位，因此上述左端面101、右端面102、上端面103和下端面104的加工精度十分重要。实际上，只要能准确的加工出上述左端面101、右端面102、上端面103和下端面104，即便在这些端面上加工出的焊接用坡口8存在较大误差，也不会影响球瓣之间的焊接精度。因此，加工球瓣1的关键是确保球瓣1的左端面101、右端面102、上端面103和下端面104的加工精度。

由于板材模锻并经过内外球面精加工后所形成的坯料3的四个端面是不确定的，因此不可能作为球瓣1的左端面101、右端面102、上端面103和下端面104的加工基准，造成球瓣端面的加工没有合适的基准。此外，由于所述左端面101、右端面102、上端面103和下端面104均为空间曲面，它们的加工通常依赖多轴联动的大型数控机床，而目前尚无现成的满足要求的加工设备。为此，必须开发一种用于加工球瓣的四个端面的新技术，从而在现有加工条件下满足球瓣四个向心端面的精确加工要求。

发明内容

本发明所解决的一个技术问题是提供一种高精度的球瓣端面的加工方法。

解决上述技术问题的技术方案是：本发明方法包括如下步骤：

a、将坯料固定在一胎具上；该胎具上设置有左基准面、右基准面和上基准面，所述左基准面和右基准面之间的夹角与球瓣左端面和右端面的理论夹角大小相等；

b、分别以所述左基准面、右基准面以及上基准面为基准在所述坯料上加工出球瓣的左端面、右端面以及上端面，使加工出的左端面与所述左基准面平行，使加工出的右端面与所述右基准面平行，使加工出的上端面与所述上基准面平行；此外，在加工后坯料上所剩余的下端料头上设置定位物；

c、将坯料旋转180°并重新安装到所述胎具上，使所述下端料头从胎具的正下端翻转到胎具的正上端，然后按下述要求对坯料的安装位置进行调整后固定：即当所述定位物与胎具的上基准面之间刚好处于某预设的相对位置时，球瓣上已加工的上端面与所述上基准面之间的夹角与球瓣上端面和下端面的理论夹角大小刚好相等；

d、以所述上基准面为基准在坯料上加工出球瓣的下端面，使加工出的下端面与胎具的上基准面平行。

经过上述四个步骤后，即可加工出球瓣的四个端面。上述方法的主要特点在于：

一、将加工基准转移到专用胎具上，这样可直接、快速的加工出球瓣的其中三个端面，即左端面、右端面和上端面。具体来讲，由于胎具左基准面和右基准面之间的夹角与球瓣左端面和右端面的理论夹角大小相等，因此球瓣的左端面与右端面的夹角和距离完全就由胎具左基准面和右基准面之间的夹角和距离来控制；而球瓣的上端面也可以依据胎具的上基准面先加工出来，后续再通过球瓣下端面的加工来控制球瓣上端面与下端面的夹角和距离。