轴承密封槽车削工装的改进

聂学家，王喜滨，刘春志

（1.哈尔滨轴承集团公司 技术改造部，黑龙江 哈尔滨150036；2.哈尔滨轴承集团公司 电机轴承分厂 ，黑龙江 哈尔滨150036；3.哈尔滨轴承集团公司 制造技术部，黑龙江 哈尔滨 150036）

轴承密封槽车削工装的改进

聂学家1，王喜滨2，刘春志3

（1.哈尔滨轴承集团公司 技术改造部，黑龙江 哈尔滨150036；2.哈尔滨轴承集团公司 电机轴承分厂 ，黑龙江 哈尔滨150036；3.哈尔滨轴承集团公司 制造技术部，黑龙江 哈尔滨 150036）

轴承密封槽结构特殊，尺寸精度高，加工难度大。为保证密封槽加工质量，对原有工装进行了改进，使排屑顺畅，减少了刀具的磨损和工件的划伤，节约了磨刀时间，提高了经济效益。

轴承；密封槽；圆柄成型刀：刀夹；排屑

1 前言

带有密封圈结构的轴承在使用时节省了润滑油路，使得结构设计及制造简单，近几年市场占有率逐步增加，密封槽结构如图 1 所示。密封槽尺寸窄小，绝大多数安排在热处理前加工。密封槽车削刀具广泛采用圆柄成型刀，该刀具不但在普通专用车床上使用，近年来也应用于数控车床。轴承在普通专业车床上加工时，一般是加工完外径、外内径、倒角及沟道后再使用圆柄成型刀加工密封槽，也就是说在加工密封槽工序前工件经过了多次装夹，导致设计基准与加工基准不统一，影响加工精度，降低加工效率。在普通车床上车削轴承虽然存在着上述问题，但由于普通专业车床结构和操作简单，便于维修，适用于大批量生产，因而仍得到广泛应用。

由于数控机床加工精度高，设计基准与加工基准不统一造成的误差相应减少，因而得到了越来越普遍的应用。但是，在数控机床上加工密封槽也遇到一些问题，本文将遇到的问题及解决的方法介绍给读者，仅供参考。

2 圆柄成型刀材料、结构及角度的选择

2.1 刀具材料的选择

高速钢用于刀具材料有着便于加工、韧性好、耐冲击等特点，切削速度最高达30m/min，但刀具寿命不如硬质合金。因数控机床主轴精度高、旋转平稳，往复运动平稳无爬行现象，不影响硬质合金刀具正常使用，且采用硬质合金材料有利于加工效率提高，所以在数控机床上大量使用硬质合金刀具。

图1 某型号轴承密封槽

2.2 刀具结构的选择

从既满足使用要求又降低刀具成本考虑，决定采用焊接式圆柄成型刀，见图2。刀具采用回转体，刀具磨损时只需将前刀面刃磨即可，可增加刀具的使用次数。刀具切削部分用硬质合金，其余部分采用45#钢。对刀体进行热处理，增加刀体的强度、硬度及耐磨性，确保刀具使用中重复换刀的准确性，也有利于刀具安装。

图2 刀具结构示意图

2.3 刀具角度的选择

刀具前角γ取10°~11° ，后角α取11°~12°。

刀具前角γ根据经验选取，后角α是靠刀具的中心比工件中心高一定的距离h形成的，如图3 所示。如果刀具中心与工件中心一致，那么刀具后角减小，不能正常切削工件，所以刀具的中心必须比工件的中心高才能保证刀具正常工作。

从图 3 中看出，具体设计时要考虑h尺寸，保证其精度要求。使用时先将工件的中心高找出后，将成型刀的刀尖对准工件的中心高即可。

图3 刀具前角与后角

3 圆柄成型刀存在的问题

在数控机床上使用圆柄成型刀加工此种密封槽特别适用，因为成型刀适合加工形状比较复杂的形状。成型刀具的形状是曲线磨床经过50倍的放大图样磨削出来的，尺寸非常准确，能够保证密封槽的尺寸及形状符合要求，从加工到测量都比较简单且有利于效率的提高。

由于成型刀一次将密封槽车削完毕，切削面积比较大，这就要求车削时排屑顺利、流畅，不能将已经加工完的密封槽表面划伤。铁屑要求形状接近，有规则地从刀具前刀面排出。要达到上述要求必须满足如下条件：工艺系统有足够的刚性，刀具不能剧烈磨损，刀具刃倾角刃磨要好，铁屑排出时不能有任何阻碍。从图 4 可以看出，铁屑排出时非常容易碰到刀夹上。即使刃磨刀具质量无问题，铁屑碰到刀夹后也容易影响切削质量。铁屑缠住刀具时容易将刀具切削刃崩刃，严重影响刀具寿命。

图4 改进前刀夹使用示意图

为保证刀具有足够刚性，刀夹的伸出部分必须有足够的刚性，所以刀夹的体积必须足够大，这样在一定程度上影响了排屑。排屑问题在普通专业车床时也经常发生，但由于加工时操作者只加工密封槽一道工序，发生铁屑缠刀时操作者及时将铁屑拨掉即可，影响不了正常切削，但在数控机床上加工情况大不一样，它是一次装夹车削多个表面，是多个部位的刀具依次车削工件。如果铁屑缠住刀塔，影响刀塔转动和刀塔精度。如果排屑不畅将影响正常切削。

如果刀夹结构不解决，排屑问题只能依靠操作者刃磨刀具解决，即保证排出的铁屑不缠刀。当铁屑缠刀时，操作者只能重新刃磨刀具。如此反复装夹、拆卸刀具就得重新对刀，操作者费时、费力影响加工效率。同时刀具消耗也相应增加。

3.4 改进后的刀夹结构

改进后刀夹整体装夹在刀架里面，圆柄成型刀装入刀夹内后，直接将压紧螺丝拧紧即可，刀夹不必再探出刀架外，从结构上看制造也非常简单，见图 5，只需满足刀具中心高即可。在刀夹侧面开了一个槽口，用以压紧及卸下成型刀。刀夹装入刀架被拧紧后，两者成为一体，刚性有较大幅度提高，防止刀具因意外振动而损坏刀尖，保证刀具正常切削。排除的铁屑碰不到刀夹，避免了铁屑缠刀及刮伤工件的现象。改进前、后刀夹结构对比见图 6。

图5 改进后刀夹及切屑示意图

图6 改进前、后刀夹结构对比

4 结束语

改进后的刀夹不但普通车床能应用，数控机床也可以应用。成型刀在数控机床上的使用，可减少基准不重合带来的误差，非常有利于加工精度的提高 。编制程序时要合理安排加工路线，既要避免成型刀具与已加工面发生干涉，又要尽量保证加工路程最短以提高加工效率。

（编辑：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.

聂学家（1985-），男，工程师.