加工密封槽用圓柄成型刀的改進

張新國， 劉玉娟

（1. 哈爾濱軸承集團公司 ，黑龍江 哈爾濱 150036；2. 哈爾濱軸承集團公司 電機軸承分廠，黑龍江 哈爾濱 150036）

加工密封槽用圓柄成型刀的改進

張新國1， 劉玉娟2

（1. 哈爾濱軸承集團公司 ，黑龍江 哈爾濱 150036；2. 哈爾濱軸承集團公司 電機軸承分廠，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上，對密封槽車削用各種圓柄成型刀的切削性能進行了對比，設計出了結構合理、使用方便、壽命長的硬車刀具，提高了產品質量和生產效率。

深溝球軸承；密封槽；圓柄成型刀；硬質合金；高速鋼

1 前言

近幾年市場對外圈有密封槽的深溝球軸承用量增加，導致密封槽的加工量增加，對刀具的使用壽命提出較高要求。有些用戶對密封槽質量要求很高，如果密封槽的尺寸超差，會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圖 1。努力提高密封槽加工質量和生產效率已成為我公司適應市場經濟，提高經濟效益的課題。為解決該課題，主要應對密封槽的切削刀具進行改進。

2 現有刀具存在的問題

目前我公司密封槽加工主要使用高速鋼（W18Cr4V2）圓柄成型刀，該刀具制造簡單，重磨次數多，多年來一直使用。高速鋼刀具易磨損，刀具壽命低，切削速度30m/min左右，生產效率低。高速鋼密封槽圓柄成型刀見圖 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刀具使用效果有重要影響，生產實踐表明，圖 2 所示密封槽成型刀在加工時切削性能不好， B面容易磨損，導致加工出的密封槽端面的平面度不好，同時影響密封槽的寬度尺寸，安裝密封圈時容易引起鼓蓋和癟蓋現象。

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

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

圖2 高速鋼和硬質合金密封槽圓柄成型刀

3 改進后硬質合金密封槽成型刀設計

針對以上存在的問題，在保證密封槽質量前提下，改進了密封槽成型刀的形狀，提高了密封槽成型刀的切削性能，設計了硬質合金密封槽成型刀，見圖 3。

圖3 改進后硬質合金圓柄成型刀形狀

從圖 3 可見，密封槽成型刀的形狀做了改進，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，工件質量提高，避免因刀具B面磨損而影響密封槽寬度尺寸，導致鼓蓋、憋蓋情況發生。

鼓蓋、憋蓋的另一個原因是因為套圈車加工時夾力大、夾力不均，使工件內應力不均，熱處理后變形 ，導致密封槽尺寸發生變化，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尺寸影響，為了解決上述問題，設計了硬質合金密封槽硬車（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，關系到刀具壽命，生產效率，生產成本，產品質量。如果選擇立方氮化硼（CBN）刀具材料，刀具價格昂貴，而且不能重復刃磨，進給量小生產效率低。密封槽成型刀是非標準刀具，訂貨周期較長，影響產品生產周期。陶瓷刀具較立方碳化硼刀具進給量大一些、切削速度小一些，其它情況與立方碳化硼相同，不適合多品種型號的生產。YT726硬質合金材料，強度高，韌性好，耐磨損，可以硬車淬火鋼，YT726硬質合金的材料性能適合硬車。

YT726硬車刀形狀如圖 3。該結構成型刀便于安裝，夾緊迅速，刀尖對工件中心高方便，刀具制造簡單，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，有利于導熱、增加重磨次數和刀具耐用度，但考慮機床刀架的高度、刀具材料消耗限制，按經驗取30～40mm。刀頭寬度根據密封槽尺寸取值。夾固部分尺寸根據刀夾尺寸及考慮排屑因素選取，刀具總體長度取60mm，這樣便于刀具設計標準化。硬車密封槽圓柄成型刀選用YT726硬質合金材料刀片，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，刀具制造簡單，成型面的粗糙度均小于Ra=1.6。操作者使用時只需刃磨排屑槽，節省磨刀時間，密封槽寬度尺寸精度高，保證產品質量，達到客戶滿意。

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，避免對刀試切廢品，節約鋼材，降低了成本，提高了經濟效益。

4 結束語

我公司設計研制的硬質合金圓柄密封槽成型刀，結構合理，使用方便，節約磨刀時間，保證密封槽寬度尺寸和密封槽位置尺寸，刀具壽命高，提高產品質量、生產效率和經濟效益。

（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（1960 -），男，工程師.