鑄球模具球腔加工技術方案改進

馬利平

（金堆城鉬業集團有限公司機電修配廠 陜西渭南）

一、前言

鑄球是指用于冶金礦山、水泥建材、碳酸鈣、石英砂等行業球磨機中的粉碎介質，用于粉碎磨機中的物料，直徑有40 mm、60 mm、80 mm、100 mm、120 mm 等規格。鑄球的生產多采用金屬型多腔模具澆注而成。4鑄球模具上模見（圖1），下模見（圖2）。模具半年消耗300套，通過不斷改進模具球腔加工技術，徹底解決了模具互換性差、分型面錯位問題，模具表面質量提高。

圖1 4鑄球模具上模

圖2 4鑄球模具下模

二、改進前多鑄球模具球腔加工技術方案

1.銑床工裝

圖3 立式銑床加工多鑄球模具簡圖

采用立式銑床加工多鑄球模具簡圖（圖3）。將多鑄球模具上模或下模用壓板固定在胎具上，松開壓板后，上胎具和下胎具可相對旋轉，其相互位置由定位銷確定，然后將胎具固定在分度頭上，并將分度頭固定在銑床工作臺上。將主軸傾斜α角，再利用工作臺的平移和升降實現找正（找球心）和對刀。刀具裝夾后應與立銑頭主軸垂直。

2.α角和對刀半徑e/2的確定

α角和e/2可根據幾何三角形關系進行計算（圖 4）。

對刀半徑e/2=Rcosα

圖4 銑床主軸傾斜角和對刀半徑的確定

3.加工步驟

（1）加工球模具上模或下模（以下簡稱半球模具）上下平面及內孔。

（2）裝夾半球模具，保證其中一個半球球心位于分度頭的回轉中心線上。

（3）將立銑頭主軸傾斜α角，并調整好對刀半徑e/2。平移并升降銑床工作臺，保證待加工半球球心與銑刀中心線重合。鎖緊銑床工作臺。

（4）主軸帶動銑刀旋轉，同時勻速轉動分度頭手柄，即可實現模具半球球腔的加工。

（5）當一個半球球腔加工完成后，松開壓板，上胎具和半球模具一起轉動某個固定角度，用銷子定位，實現分度，加工下一個半球球腔。以此類推，加工其余半球球腔。

三、改進后的多鑄球模具球腔加工技術方案

1.加工原理

使用蝸輪蝸桿傳動，在蝸輪上裝上車刀，車削時工件高速飛轉，刀具低速旋轉，車刀旋轉1/4圓周，用蝸輪蝸桿傳動機構帶動刀具做合成運動來加工半球腔型。

2.車床工裝

采用普通車床加工多鑄球模具簡圖如圖5所示。將多鑄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對旋轉，其相互位置由定位銷確定，然后將胎具固定在車床卡盤上，使其中一個半球球心位于車床主軸中心線上，并將重量合適的配重塊固定在車床卡盤上。再將裝上車刀的蝸輪、蝸桿裝夾在刀架上。

3.加工步驟

（1）加工球模具上模或下模（以下簡稱半球模具）上下平面及內孔。

圖5

（2）裝夾半球模具及車刀。保證刀尖與待加工半球球心位于同一水平高度，且車刀刀尖與蝸輪回轉中心距離為球模具球腔半徑。

（3）車床主軸帶動半球模具旋轉，同時勻速轉動蝸桿上的手柄，即可實現模具半球球腔的加工。

（4）當一個半球球腔加工完成后，松開壓板，轉動球模胎具，分度板和半球模具一起轉動某個固定角度，上緊壓板，加工下一個半球球腔。以此類推，加工其余半球球腔。

四、改進后效果

用普通車床加工多鑄球模具，加工效率比銑床提高2～3倍。模具的主要加工在車床上1次裝卡即可完成，減少劃線、銑削、配鉆等工序。鉆床只用來加工側面兩個起模孔，便于生產安排。充分利用車間閑置車床，可以批量加工，設備和人員都可滿足生產需求。加工精度有所提高，用蝸輪蝸桿傳動機構加工的半球型腔是正圓，刀具切削不留死點，表面粗糙度值較低，如胎模再作改進還可提高互換精度。

各工藝參數的優化、精確控制，是加工出高質量多鑄球模具的重要手段。在普通車床上加工多鑄球模具的新工藝方法，很好地解決了裝卡定位、分度互換問題。實驗表明，用此方法加工模具定位準確、表面粗糙度、圓度符合要求，生產效率高。