軸承密封槽車削工裝的改進(jìn)

聶學(xué)家，王喜濱，劉春志

（1.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 技術(shù)改造部，黑龍江 哈爾濱150036；2.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 電機(jī)軸承分廠 ，黑龍江 哈爾濱150036；3.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 制造技術(shù)部，黑龍江 哈爾濱 150036）

軸承密封槽車削工裝的改進(jìn)

聶學(xué)家1，王喜濱2，劉春志3

（1.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 技術(shù)改造部，黑龍江 哈爾濱150036；2.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 電機(jī)軸承分廠 ，黑龍江 哈爾濱150036；3.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 制造技術(shù)部，黑龍江 哈爾濱 150036）

軸承密封槽結(jié)構(gòu)特殊，尺寸精度高，加工難度大。為保證密封槽加工質(zhì)量，對原有工裝進(jìn)行了改進(jìn)，使排屑順暢，減少了刀具的磨損和工件的劃傷，節(jié)約了磨刀時(shí)間，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

軸承；密封槽；圓柄成型刀：刀夾；排屑

1 前言

帶有密封圈結(jié)構(gòu)的軸承在使用時(shí)節(jié)省了潤滑油路，使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制造簡單，近幾年市場占有率逐步增加，密封槽結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。密封槽尺寸窄小，絕大多數(shù)安排在熱處理前加工。密封槽車削刀具廣泛采用圓柄成型刀，該刀具不但在普通專用車床上使用，近年來也應(yīng)用于數(shù)控車床。軸承在普通專業(yè)車床上加工時(shí)，一般是加工完外徑、外內(nèi)徑、倒角及溝道后再使用圓柄成型刀加工密封槽，也就是說在加工密封槽工序前工件經(jīng)過了多次裝夾，導(dǎo)致設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與加工基準(zhǔn)不統(tǒng)一，影響加工精度，降低加工效率。在普通車床上車削軸承雖然存在著上述問題，但由于普通專業(yè)車床結(jié)構(gòu)和操作簡單，便于維修，適用于大批量生產(chǎn)，因而仍得到廣泛應(yīng)用。

由于數(shù)控機(jī)床加工精度高，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與加工基準(zhǔn)不統(tǒng)一造成的誤差相應(yīng)減少，因而得到了越來越普遍的應(yīng)用。但是，在數(shù)控機(jī)床上加工密封槽也遇到一些問題，本文將遇到的問題及解決的方法介紹給讀者，僅供參考。

2 圓柄成型刀材料、結(jié)構(gòu)及角度的選擇

2.1 刀具材料的選擇

高速鋼用于刀具材料有著便于加工、韌性好、耐沖擊等特點(diǎn)，切削速度最高達(dá)30m/min，但刀具壽命不如硬質(zhì)合金。因數(shù)控機(jī)床主軸精度高、旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)無爬行現(xiàn)象，不影響硬質(zhì)合金刀具正常使用，且采用硬質(zhì)合金材料有利于加工效率提高，所以在數(shù)控機(jī)床上大量使用硬質(zhì)合金刀具。

圖1 某型號軸承密封槽

2.2 刀具結(jié)構(gòu)的選擇

從既滿足使用要求又降低刀具成本考慮，決定采用焊接式圓柄成型刀，見圖2。刀具采用回轉(zhuǎn)體，刀具磨損時(shí)只需將前刀面刃磨即可，可增加刀具的使用次數(shù)。刀具切削部分用硬質(zhì)合金，其余部分采用45#鋼。對刀體進(jìn)行熱處理，增加刀體的強(qiáng)度、硬度及耐磨性，確保刀具使用中重復(fù)換刀的準(zhǔn)確性，也有利于刀具安裝。

圖2 刀具結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 刀具角度的選擇

刀具前角γ取10°~11° ，后角α取11°~12°。

刀具前角γ根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取，后角α是靠刀具的中心比工件中心高一定的距離h形成的，如圖3 所示。如果刀具中心與工件中心一致，那么刀具后角減小，不能正常切削工件，所以刀具的中心必須比工件的中心高才能保證刀具正常工作。

從圖 3 中看出，具體設(shè)計(jì)時(shí)要考慮h尺寸，保證其精度要求。使用時(shí)先將工件的中心高找出后，將成型刀的刀尖對準(zhǔn)工件的中心高即可。

圖3 刀具前角與后角

3 圓柄成型刀存在的問題

在數(shù)控機(jī)床上使用圓柄成型刀加工此種密封槽特別適用，因?yàn)槌尚偷哆m合加工形狀比較復(fù)雜的形狀。成型刀具的形狀是曲線磨床經(jīng)過50倍的放大圖樣磨削出來的，尺寸非常準(zhǔn)確，能夠保證密封槽的尺寸及形狀符合要求，從加工到測量都比較簡單且有利于效率的提高。

由于成型刀一次將密封槽車削完畢，切削面積比較大，這就要求車削時(shí)排屑順利、流暢，不能將已經(jīng)加工完的密封槽表面劃傷。鐵屑要求形狀接近，有規(guī)則地從刀具前刀面排出。要達(dá)到上述要求必須滿足如下條件：工藝系統(tǒng)有足夠的剛性，刀具不能劇烈磨損，刀具刃傾角刃磨要好，鐵屑排出時(shí)不能有任何阻礙。從圖 4 可以看出，鐵屑排出時(shí)非常容易碰到刀夾上。即使刃磨刀具質(zhì)量無問題，鐵屑碰到刀夾后也容易影響切削質(zhì)量。鐵屑纏住刀具時(shí)容易將刀具切削刃崩刃，嚴(yán)重影響刀具壽命。

圖4 改進(jìn)前刀夾使用示意圖

為保證刀具有足夠剛性，刀夾的伸出部分必須有足夠的剛性，所以刀夾的體積必須足夠大，這樣在一定程度上影響了排屑。排屑問題在普通專業(yè)車床時(shí)也經(jīng)常發(fā)生，但由于加工時(shí)操作者只加工密封槽一道工序，發(fā)生鐵屑纏刀時(shí)操作者及時(shí)將鐵屑撥掉即可，影響不了正常切削，但在數(shù)控機(jī)床上加工情況大不一樣，它是一次裝夾車削多個(gè)表面，是多個(gè)部位的刀具依次車削工件。如果鐵屑纏住刀塔，影響刀塔轉(zhuǎn)動(dòng)和刀塔精度。如果排屑不暢將影響正常切削。

如果刀夾結(jié)構(gòu)不解決，排屑問題只能依靠操作者刃磨刀具解決，即保證排出的鐵屑不纏刀。當(dāng)鐵屑纏刀時(shí)，操作者只能重新刃磨刀具。如此反復(fù)裝夾、拆卸刀具就得重新對刀，操作者費(fèi)時(shí)、費(fèi)力影響加工效率。同時(shí)刀具消耗也相應(yīng)增加。

3.4 改進(jìn)后的刀夾結(jié)構(gòu)

改進(jìn)后刀夾整體裝夾在刀架里面，圓柄成型刀裝入刀夾內(nèi)后，直接將壓緊螺絲擰緊即可，刀夾不必再探出刀架外，從結(jié)構(gòu)上看制造也非常簡單，見圖 5，只需滿足刀具中心高即可。在刀夾側(cè)面開了一個(gè)槽口，用以壓緊及卸下成型刀。刀夾裝入刀架被擰緊后，兩者成為一體，剛性有較大幅度提高，防止刀具因意外振動(dòng)而損壞刀尖，保證刀具正常切削。排除的鐵屑碰不到刀夾，避免了鐵屑纏刀及刮傷工件的現(xiàn)象。改進(jìn)前、后刀夾結(jié)構(gòu)對比見圖 6。

圖5 改進(jìn)后刀夾及切屑示意圖

圖6 改進(jìn)前、后刀夾結(jié)構(gòu)對比

4 結(jié)束語

改進(jìn)后的刀夾不但普通車床能應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床也可以應(yīng)用。成型刀在數(shù)控機(jī)床上的使用，可減少基準(zhǔn)不重合帶來的誤差，非常有利于加工精度的提高 。編制程序時(shí)要合理安排加工路線，既要避免成型刀具與已加工面發(fā)生干涉，又要盡量保證加工路程最短以提高加工效率。

（編輯：王立新）

Improvement on turning tooling of bearing sealing groove

Nie Xuejia1, Wang Xibin2, Liu Chunzhi3

( 1.Department of Technological Transformation, Harbin Bearing Group Corporation, Harbin 150036, China; 2. Electric Motor Bearing Sub-factory, Harbin Bearing Group Corporation, Harbin 150036, China; 3.Manufacturing Technology Department,Harbin Bearing Group Corporation, Harbin 150036, China )

Bearing seal groove has the features of special structure, high precision and high processing difficulty. In order to ensure the sealing groove processing quality, the original tooling are improved to remove chip smoothly , reduce tooling wear and workpiece scratch ,save the grinding tool time and improve economic efficiency.

bearing; sealing groove ;round shank molding tool; tool clamp; removing chip

TH133.33+1

B

1672-4852（2016）04-0023-03

2016-10-16.

聶學(xué)家（1985-），男，工程師.