耐熱鋼軸承斜油孔加工方法

張政，姜艷紅，劉友國，李光

( 洛陽LYC軸承有限公司，河南 洛陽 471003)

為提高軸承使用壽命，軸承設計中常配置油孔。為降低滾子與滾道、擋邊以及保持架兜孔的摩擦和溫升，使軸承得到充分潤滑，一般在軸承端面或內外徑面上開設油孔，油孔直徑一般較小，主要通過鉆床或者加工中心采用鉆削方式加工，其中，斜油孔的方向與公共平面相交，加工編程比普通的直孔難度大，加工過程中經常會出現鉆頭折斷的情況。

1 產品要求

1.1 斜油孔技術要求

某型圓柱滾子軸承內圈斜油孔如圖1所示。油孔在油溝內，油孔的軸、徑向夾角為18°，油孔直徑為0.85 mm，深度約7 mm，長徑比超過8。該類油孔一般在車油溝后加工，采用五軸聯動加工中心或者3+2五軸加工中心實現。

圖1 內圈斜油孔

1.2 加工難點

1)內圈材料為8Cr4Mo4V鋼，材料韌性高，切削性能差，鉆削加工時非常容易出現斷刀、粘刀等現象。

2)斜油孔的中心線與工件表面不垂直，且油孔所處表面為曲面[1]，加工難度較平面、斜面鉆孔更大。這是因為當鉆頭準備鉆入工件時，受到法向以外的分力，從而使鉆頭的切削刃易發生偏斜，在受力不均和刀具自身剛性不足的情況下，極易發生鉆偏現象而導致鉆不進工件。即使勉強鉆進工件，也不能保證孔的直線度和圓度等符合工藝要求。

3)油孔長徑比超過8，冷卻和排屑不易控制，很容易使鉆頭發生折斷，導致無法繼續加工。

2 工藝改進

2.1 鉆頭的選擇及改進

針對8Cr4Mo4V材料曲面斜油孔的加工難點，為使鉆頭平滑地鉆進，需要減小其徑向分力，所以考慮先采用定心鉆加工定心平面(圖2)，再進行鉆孔。但是受產品結構影響，特別是擋邊和油孔傾斜角度的影響，現有的定心鉆在深入到油溝內進行定心平面加工時會產生干涉。因此，把直徑0.85 mm鉆頭的尖角磨平，使用改制的鉆頭加工，改制后鉆削過程中實際是外切削刃切削工件，有徑向的切削力，相當于是一個鉆銑的過程(圖3)。這樣在不改變工件位置的前提下，先用改制鉆頭在工藝位置上加工出定心平面，再進行鉆孔，使鉆頭的切削刃不受斜面的影響，僅為垂直軸向力而不會滑離原位置。鉆孔用鉆頭刃數選偶數刃且大于2，刀具旋轉的偏擺越小越好，以減少刀具旋轉共振，提高鉆削效果。

圖2 定心平面

圖3 改制后的鉆頭

2.2 合理的切削參數

為防止大長徑比油孔在鉆削過程中出現鉆頭折斷,并有利于排屑，采用深孔鉆削的工藝方法，每次進給深度為0.3 mm，鉆頭轉速為1 500～2 100 r/min，一次進給完成后退刀至安全平面，排屑并使刀具充分冷卻，再循環進給鉆削。

如果條件具備，也可以采用立銑刀或直柄鍵槽銑刀，在要求的位置加工出垂直于鉆頭的定心平面，選用刀具的直徑稍大于孔直徑，最后再采用要求的鉆頭鉆孔，此方法較改制鉆頭加工定心平面的實際效果會更好一些。

2.3 工藝優化

鉆頭在將要鉆出工件時，側向載荷將鉆頭壓向不參與切削的一面，鉆頭其中一個切削刃在工件的外側，起不到支承作用。所以鉆頭在鉆出的瞬間會受力不均，刀具自身剛性不足時極易發生折斷。針對此提出了2種優化解決方案：

1)在海德漢iTNC530系統中設置鉆孔循環時，設置好鉆出的深度，在設定深度值處加入進給減緩倍率，使鉆頭在鉆出斜平面的進給速度小于正常鉆削的進給速度，以減小鉆頭所受偏載。

2)如果僅有普通的2刃鉆頭，工藝要求為通孔，也可以采取不鉆透工件，內徑留小于1 mm的余量，鉆孔完以后加車內表面工序，車加工到工藝要求尺寸即可。

3 結束語

針對耐熱鋼軸承內圈曲面斜油孔的加工，通過在曲面上加工出定心平面，優化切削參數和工藝，解決了高精度微小斜油孔的加工難題，節約了成本，提高了生產效率。