圓柱滾子軸承套圈斜坡機夾可轉位車刀

劉國倉，張智磊，趙玲權

(浙江天馬軸承股份有限公司 技術中心，杭州 310015)

傳統中小型、中大型圓柱滾子軸承N，NJ系列內圈斜坡的加工及毛刺的去除，一種方法是采用焊接式車刀，先加工斜坡，后加工倒角，分2道工序完成；另一種方法是采用線切割制成成形刀進行加工。車刀的形狀由操作人員在砂輪上磨出[1]或由線切割制成，存在以下不足：

(1)同一批磨出或線切割制成的車刀形狀和大小存在較大的差異[1]，加工出的套圈斜坡尺寸不穩定;

(2)每次修磨車刀切削刃時必須連同刀桿一起拆下，磨好后再重新安裝，而且每次安裝之后都需要重新調試車刀位置，生產效率低;

(3)每次修磨后的車刀切削刃參數及排屑槽大小都存在差異，加工出的軸承套圈斜坡及倒角尺寸不穩定，且切削刃容易磨損。

1 改進后刀具使用特點

為了解決上述問題，設計了一種套圈斜坡機夾可轉位車刀。該車刀結構如圖1所示，由刀片[2]、壓刀器[3]、壓緊螺釘、刀片座、刀片座連接螺釘和刀桿[4]組成。刀片上有4個切削刃，切削刃上開有排屑槽，刀片側面加工有后角，4個完全相同的切削刃均勻分布在刀片的4個角。

1—刀片；2—壓力器；3—壓緊螺釘；4—刀片座；5—刀片座連接螺釘；6—刀桿

使用時，首先用連接螺釘把刀片座固定在刀桿上，接著把刀片正確裝入刀片座內，安裝上壓刀器，最后擰緊壓緊螺釘，完成車刀的組裝。然后把車刀安裝到機床刀架上，調試好機床及車刀的位置，即可加工軸承套圈的倒角。當刀片一個切削刃磨損或變鈍后不用連同刀桿一起拆下，只要松掉壓緊螺釘，把刀片在水平面內旋轉90°，無需再調試即可再次投入切削。當4個切削刃都磨損或變鈍而不能使用時，可拆下刀片，在刀片修整機上修磨刀片的4個切削刃，修磨好后直接裝到刀片座上擰緊壓緊螺釘，無需重新調試即可快速投入切削。

2 車刀結構設計特點

該機夾可轉位車刀無需在砂輪上刃磨，可以直接安裝使用。刀片結構如圖2所示，每個切削刃(4個)都由切削刃斜面和過渡圓角R組成，刀片側面分別由4個切削刃斜面和普通斜面交錯構成，切削刃斜面和普通斜面均加工有一定角度的后角А，最佳后角為6°。刀片座(圖3)的斜坡角J與刀片上的后角組成刀具的實際后角，最佳斜坡角J為5°，因此，最佳的實際后角為11°。刀具的實際后角設計使得切削刃略向被加工零件傾斜，在提高加工效率的同時又能保證較長的使用壽命，刀具實際后角的恰當范圍為8°～12°。

圖2 刀片結構示意圖

圖3 刀片座結構示意圖

切削刃中部均設有過渡圓角R，R與套圈的倒角配合，切削刃的兩端分別設置有第1夾角B和第2夾角C, 其最佳值分別為45°和11°20′，刀片的寬度d(上下左右最大距離)最佳值為16 mm，切削刃在相對應的2個普通斜面的投影距離不等，其中較長的第1投影距離e為6 mm，較短的第2投影距離f為4 mm。第1夾角B和第2夾角C不等以及切削刃在相對應的2個普通斜面的投影距離不等的設計，使得排屑具有特定的方向，有利于順利排屑。4個完全相同的切削刃相對于刀片中心G均勻分布在刀片的4個角，即任意一個切削刃繞刀片中心線分別旋轉90°，180°，270°即與另外3個切削刃完全重合。

3 使用效果

傳統車刀與機床可轉位車刀一次刃磨加工產量對比見表1，改進后刀具的刀片有4個切削刃可用，且可多次修磨，不僅提高了軸承套圈斜坡及倒角的加工質量，且節省了修磨刀具和調試時間，提高了生產效率，降低了生產成本。

表1 傳統車刀與新車刀一次刃磨加工產量對比