張新國(guó)， 劉玉娟

（1. 哈爾濱軸承集團(tuán)公司 ，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）

加工密封槽用圓柄成型刀的改進(jìn)

張新國(guó)1， 劉玉娟2

（1. 哈爾濱軸承集團(tuán)公司 ，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）

在分析深溝球軸承密封槽加工方法的基礎(chǔ)上，對(duì)密封槽車削用各種圓柄成型刀的切削性能進(jìn)行了對(duì)比，設(shè)計(jì)出了結(jié)構(gòu)合理、使用方便、壽命長(zhǎng)的硬車刀具，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

深溝球軸承；密封槽；圓柄成型刀；硬質(zhì)合金；高速鋼

1 前言

近幾年市場(chǎng)對(duì)外圈有密封槽的深溝球軸承用量增加，導(dǎo)致密封槽的加工量增加，對(duì)刀具的使用壽命提出較高要求。有些用戶對(duì)密封槽質(zhì)量要求很高，如果密封槽的尺寸超差，會(huì)造成密封圈安裝后鼓蓋、憋蓋，不能安裝使用，帶有密封槽的軸承外圈見(jiàn)圖 1。努力提高密封槽加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率已成為我公司適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，提高經(jīng)濟(jì)效益的課題。為解決該課題，主要應(yīng)對(duì)密封槽的切削刀具進(jìn)行改進(jìn)。

2 現(xiàn)有刀具存在的問(wèn)題

目前我公司密封槽加工主要使用高速鋼（W18Cr4V2）圓柄成型刀，該刀具制造簡(jiǎn)單，重磨次數(shù)多，多年來(lái)一直使用。高速鋼刀具易磨損，刀具壽命低，切削速度30m/min左右，生產(chǎn)效率低。高速鋼密封槽圓柄成型刀見(jiàn)圖 2。

圖1 帶有密封槽的軸承外圈

密封槽圓柄成型刀的形狀對(duì)刀具使用效果有重要影響，生產(chǎn)實(shí)踐表明，圖 2 所示密封槽成型刀在加工時(shí)切削性能不好， B面容易磨損，導(dǎo)致加工出的密封槽端面的平面度不好，同時(shí)影響密封槽的寬度尺寸，安裝密封圈時(shí)容易引起鼓蓋和癟蓋現(xiàn)象。

使用硬質(zhì)合金（YT14，淬火前車削）成型刀切削時(shí)損壞情況如圖 2 所示，C點(diǎn)陰影部分硬質(zhì)合金掉下一塊，掉下來(lái)的刀塊長(zhǎng)達(dá)3～4mm，損壞的刀具要恢復(fù)切削性能首先要把損壞部分磨掉，硬質(zhì)合金刀具刃磨是十分困難的，一把刀磨幾次就報(bào)廢了，密封槽成型刀的形狀已成為使用的嚴(yán)重障礙。

密封槽圓柄成型刀截型B面與成型刀的進(jìn)刀方向平行，刀具側(cè)隙角等于零度，切削時(shí)B面與工件磨擦劇烈，產(chǎn)生大量切削熱，使切削溫度升高，加劇刀具磨損，導(dǎo)致刀具容易碎裂和壽命降低。

圖2 高速鋼和硬質(zhì)合金密封槽圓柄成型刀

3 改進(jìn)后硬質(zhì)合金密封槽成型刀設(shè)計(jì)

針對(duì)以上存在的問(wèn)題，在保證密封槽質(zhì)量前提下，改進(jìn)了密封槽成型刀的形狀，提高了密封槽成型刀的切削性能，設(shè)計(jì)了硬質(zhì)合金密封槽成型刀，見(jiàn)圖 3。

圖3 改進(jìn)后硬質(zhì)合金圓柄成型刀形狀

從圖 3 可見(jiàn)，密封槽成型刀的形狀做了改進(jìn)，將原密封槽成型刀圖 2 的B面直線改為傾斜2°的直線，使B面有了一定的側(cè)隙角，刀具與工件之間的摩擦大大減輕，切削熱大大減少，提高了刀具壽命，工件質(zhì)量提高，避免因刀具B面磨損而影響密封槽寬度尺寸，導(dǎo)致鼓蓋、憋蓋情況發(fā)生。

鼓蓋、憋蓋的另一個(gè)原因是因?yàn)樘兹嚰庸r(shí)夾力大、夾力不均，使工件內(nèi)應(yīng)力不均，熱處理后變形 ，導(dǎo)致密封槽尺寸發(fā)生變化，橢圓大，容易造成鼓蓋、憋蓋，密封效果不好。如果在熱處理后加工密封槽可以避免熱處理變形對(duì)尺寸影響，為了解決上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)了硬質(zhì)合金密封槽硬車（淬火后切削）圓柄成型刀。

4 硬車刀具材料的選擇

刀具材料的選擇十分重要，刀具材料的選擇正確與否，關(guān)系到刀具壽命，生產(chǎn)效率，生產(chǎn)成本，產(chǎn)品質(zhì)量。如果選擇立方氮化硼（CBN）刀具材料，刀具價(jià)格昂貴，而且不能重復(fù)刃磨，進(jìn)給量小生產(chǎn)效率低。密封槽成型刀是非標(biāo)準(zhǔn)刀具，訂貨周期較長(zhǎng)，影響產(chǎn)品生產(chǎn)周期。陶瓷刀具較立方碳化硼刀具進(jìn)給量大一些、切削速度小一些，其它情況與立方碳化硼相同，不適合多品種型號(hào)的生產(chǎn)。YT726硬質(zhì)合金材料，強(qiáng)度高，韌性好，耐磨損，可以硬車淬火鋼，YT726硬質(zhì)合金的材料性能適合硬車。

YT726硬車刀形狀如圖 3。該結(jié)構(gòu)成型刀便于安裝，夾緊迅速，刀尖對(duì)工件中心高方便，刀具制造簡(jiǎn)單，可多次重磨使用。前角選擇γ= 10.48°， 后角選擇α=11.54° ，刀具外徑盡可能大，有利于導(dǎo)熱、增加重磨次數(shù)和刀具耐用度，但考慮機(jī)床刀架的高度、刀具材料消耗限制，按經(jīng)驗(yàn)取30～40mm。刀頭寬度根據(jù)密封槽尺寸取值。夾固部分尺寸根據(jù)刀夾尺寸及考慮排屑因素選取，刀具總體長(zhǎng)度取60mm，這樣便于刀具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化。硬車密封槽圓柄成型刀選用YT726硬質(zhì)合金材料刀片，前角選擇γ= 4°， 后角選擇α=11.54°。

該成型刀的幾何形狀在光學(xué)曲線磨床用金剛石砂輪加工，保證刀具各部尺寸，刀具制造簡(jiǎn)單，成型面的粗糙度均小于Ra=1.6。操作者使用時(shí)只需刃磨排屑槽，節(jié)省磨刀時(shí)間，密封槽寬度尺寸精度高，保證產(chǎn)品質(zhì)量，達(dá)到客戶滿意。

由于使用成型刀，成型刀架固定，每次成型刀換刀位置固定，保證密封槽位置，避免對(duì)刀試切廢品，節(jié)約鋼材，降低了成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)束語(yǔ)

我公司設(shè)計(jì)研制的硬質(zhì)合金圓柄密封槽成型刀，結(jié)構(gòu)合理，使用方便，節(jié)約磨刀時(shí)間，保證密封槽寬度尺寸和密封槽位置尺寸，刀具壽命高，提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

（編輯：鐘 媛）

Improvement on round handle forming tools used for processing sealing groove

Zhang Xinguo1, Liu Yujuan2
(1. Harbin Bearing Group Corporation,Harbin 150036,China;2.Electric Motor Bearing Sub-factory, Harbin Bearing Group Corporation,Harbin 150036,China )

The cutting ability of different round handle forming tools used for turning sealing groove was compared on the basis of analyzing processing methods for sealing groove of deep groove ball bearing. A kind of hard turning tool with fair structure, in convenience to use and long service life was designed, so that both product quality and productivity were improved.

deep groove ball bearing; sealing groove; round handle forming tool; hard alloy; high speed steel

TG712

B

1672-4852（2014）01-0030-02

2013-08-20.

張新國(guó)（1960 -），男，工程師.