高爾夫球球頭的加工工藝與分析*

孫偉城，毛愉娟

(廣東省技師學(xué)院，廣東惠州 516100)

1 引言

圖1為本單位為廣州高爾夫球廠加工的高爾夫球球頭，零件材料為1Cr18Ni9Ti，加工量為6400個。該零件的基本形狀由圓弧和曲面組成，正面有1個杠孔是傾斜10°的孔，各表面的質(zhì)量要求非常高，外觀要美觀，且其表面要求裝飾紋理和雕花。要求圓弧與圓弧，圓弧與曲線之間連接光滑，過渡自然，加工后的成品總重量為344±3g。本單位沒有五軸聯(lián)動數(shù)控銑加工中心機床，要用三軸聯(lián)動數(shù)控銑加工中心機床進行加工，為解決此難題，筆者設(shè)計出適合在加工中心上使用的夾具，對其加工工藝進行合理的分析，科學(xué)的分配各道工序，對程序進行優(yōu)化，這樣不僅保證了加工精度、質(zhì)量要求，而且效率高、安全。

圖1 高爾夫球球頭零件圖

技術(shù)要求:①外形美觀、光順、過渡自然，表面紋理要清晰;②禁止使用銼刀、紗布、油石對各零件進行加工;③球頭的總重量為:344±3g;④杠孔的規(guī)格內(nèi)徑:9.5±0.05mm，孔深:15mm。

2 工藝分析

根據(jù)工藝、工裝的特點，首先從工件毛坯方面準備，如圖2所示，為減少加工量和獲得較好的內(nèi)部組織，并有較好的力學(xué)性能，毛坯采用鍛造的方法，毛坯的余量就較均勻?？紤]到此零件的結(jié)構(gòu)特點，在毛坯上增加了1個工藝凸臺，以此為定位裝夾。在定位裝夾前還要銑出凸臺表面和四周，同時加工出2個螺釘孔于便使毛坯固定在夾具的精確位置上。

圖2 高爾夫球球頭毛坯

3 夾具的設(shè)計

從零件的結(jié)構(gòu)特點分析，零件正面的三條槽和杠孔與其垂直方向和水平方向成一定的角度，為滿足加工要求，使零件加工質(zhì)量保持穩(wěn)定，提高生產(chǎn)效率，筆者設(shè)計了如圖3所示的專用夾具。此夾具主要由件2和件3組成，其中件2與件3是通過φ8的圓柱銷件4連接，為典型的一面兩銷定位，用2支M8的螺釘鎖緊，而件2中的槽與毛坯上的工藝凸臺配合也用2支M8的螺釘鎖緊，件3則采用壓板直接安裝在機床的工作臺上，定好位后不用裝拆直到全都零件加工完。件1與件2和件2與件3根據(jù)不同的加工部位進行裝拆，因而要求其定位精度較高，互換性也要求較高。在夾具的制作過程中，將粗銑件2和件3的各個平面切磨保證每個面的位置精度、尺寸精度和表面粗糙度要求，銷孔則在銑床上銑出保證其位置精度要求。圓柱銷與件3為過盈配合，件2為間隙配合，保證定位精度和互換性要求。

圖3 加工球頭的夾具總裝圖

設(shè)計此夾具時，特別是件3考慮到了此零件的特殊結(jié)構(gòu)，設(shè)計出如圖4所示的件3。其中2個傾斜面就為正面的直槽和杠孔設(shè)計的，其中A向的面與水平方向傾斜2°，B向的面與水平方向傾斜負17°，同時又在垂直方向旋轉(zhuǎn)10°。

圖4 加工球頭的夾具零件圖

4 確定加工步驟

經(jīng)過對此零件的工藝分析確定了如圖5所示的加工步驟的工件。工序1:加工零件工藝凸臺和2個螺釘孔。為提高效率專門設(shè)計了1個夾具來完成如圖6所示，此夾具的材料為鋁，制作和結(jié)構(gòu)較為簡單。在加工過程中要校正零件的位置精度，同時還要保證毛坯的總高在90.7以上，確保以下工序中有足夠的加工余量;工序2:開粗加工球頭，將零件堅起并將其正面朝里面著作為0°，桿孔面為正面，因此將毛坯旋轉(zhuǎn)0°加工出球頭頂面;工序3:把零件轉(zhuǎn)-90°，加工零件的正面;工序4:把零件轉(zhuǎn)-73°，固緊在夾具體的傾斜107°的斜面上，加工零件正面的三條槽;工序5:將零件轉(zhuǎn)+90°，加工零件的背面;工序6:精加工零件的正面凹槽;工序7:將零件轉(zhuǎn)過X軸旋轉(zhuǎn)2°，Y軸旋轉(zhuǎn)10°，并固緊在夾具體的-2°的斜面上加工零件正面的杠孔;工序8:加工工藝凸臺(也叫打擊面)的，此夾具的設(shè)計如圖6所示。

圖5 加工球頭的夾具工步圖

圖6 工序1、工步8的夾具實體圖

5 結(jié)語

實踐證明，高爾夫球球頭的加工方案及夾具的設(shè)計是合理的。通過實際操作，該夾具結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、安裝操作簡單方便，大大的降低了加工的復(fù)雜化和裝夾的困難等技術(shù)難關(guān)，降低了操作者的工作強度，提高了效率，工件的合格率達到99.5%以上。

［1］ 韓鴻鸞.數(shù)控編程［M］.北京:中國勞動社會保障出版社，2004.

［2］ 肖繼德，陳寧平.機床夾具設(shè)計［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2006.

［3］ 李慶壽.機床夾具設(shè)計［M］.北京:機械工業(yè)出版社，1983.