圆柱滚子轴承套圈斜坡机夹可转位车刀
2011-07-24刘国仓张智磊赵玲权
刘国仓,张智磊,赵玲权
(浙江天马轴承股份有限公司 技术中心,杭州 310015)
传统中小型、中大型圆柱滚子轴承N,NJ系列内圈斜坡的加工及毛刺的去除,一种方法是采用焊接式车刀,先加工斜坡,后加工倒角,分2道工序完成;另一种方法是采用线切割制成成形刀进行加工。车刀的形状由操作人员在砂轮上磨出[1]或由线切割制成,存在以下不足:
(1)同一批磨出或线切割制成的车刀形状和大小存在较大的差异[1],加工出的套圈斜坡尺寸不稳定;
(2)每次修磨车刀切削刃时必须连同刀杆一起拆下,磨好后再重新安装,而且每次安装之后都需要重新调试车刀位置,生产效率低;
(3)每次修磨后的车刀切削刃参数及排屑槽大小都存在差异,加工出的轴承套圈斜坡及倒角尺寸不稳定,且切削刃容易磨损。
1 改进后刀具使用特点
为了解决上述问题,设计了一种套圈斜坡机夹可转位车刀。该车刀结构如图1所示,由刀片[2]、压刀器[3]、压紧螺钉、刀片座、刀片座连接螺钉和刀杆[4]组成。刀片上有4个切削刃,切削刃上开有排屑槽,刀片侧面加工有后角,4个完全相同的切削刃均匀分布在刀片的4个角。
1—刀片;2—压力器;3—压紧螺钉;4—刀片座;5—刀片座连接螺钉;6—刀杆
使用时,首先用连接螺钉把刀片座固定在刀杆上,接着把刀片正确装入刀片座内,安装上压刀器,最后拧紧压紧螺钉,完成车刀的组装。然后把车刀安装到机床刀架上,调试好机床及车刀的位置,即可加工轴承套圈的倒角。当刀片一个切削刃磨损或变钝后不用连同刀杆一起拆下,只要松掉压紧螺钉,把刀片在水平面内旋转90°,无需再调试即可再次投入切削。当4个切削刃都磨损或变钝而不能使用时,可拆下刀片,在刀片修整机上修磨刀片的4个切削刃,修磨好后直接装到刀片座上拧紧压紧螺钉,无需重新调试即可快速投入切削。
2 车刀结构设计特点
该机夹可转位车刀无需在砂轮上刃磨,可以直接安装使用。刀片结构如图2所示,每个切削刃(4个)都由切削刃斜面和过渡圆角R组成,刀片侧面分别由4个切削刃斜面和普通斜面交错构成,切削刃斜面和普通斜面均加工有一定角度的后角А,最佳后角为6°。刀片座(图3)的斜坡角J与刀片上的后角组成刀具的实际后角,最佳斜坡角J为5°,因此,最佳的实际后角为11°。刀具的实际后角设计使得切削刃略向被加工零件倾斜,在提高加工效率的同时又能保证较长的使用寿命,刀具实际后角的恰当范围为8°~12°。
图2 刀片结构示意图
图3 刀片座结构示意图
切削刃中部均设有过渡圆角R,R与套圈的倒角配合,切削刃的两端分别设置有第1夹角B和第2夹角C, 其最佳值分别为45°和11°20′,刀片的宽度d(上下左右最大距离)最佳值为16 mm,切削刃在相对应的2个普通斜面的投影距离不等,其中较长的第1投影距离e为6 mm,较短的第2投影距离f为4 mm。第1夹角B和第2夹角C不等以及切削刃在相对应的2个普通斜面的投影距离不等的设计,使得排屑具有特定的方向,有利于顺利排屑。4个完全相同的切削刃相对于刀片中心G均匀分布在刀片的4个角,即任意一个切削刃绕刀片中心线分别旋转90°,180°,270°即与另外3个切削刃完全重合。
3 使用效果
传统车刀与机床可转位车刀一次刃磨加工产量对比见表1,改进后刀具的刀片有4个切削刃可用,且可多次修磨,不仅提高了轴承套圈斜坡及倒角的加工质量,且节省了修磨刀具和调试时间,提高了生产效率,降低了生产成本。
表1 传统车刀与新车刀一次刃磨加工产量对比