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(shè)計(jì)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(nèi)外徑面上開設(shè)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(jīng)常會(huì)出現(xiàn)鉆頭折斷的情況。

1 產(chǎn)品要求

1.1 斜油孔技術(shù)要求

某型圓柱滾子軸承內(nèi)圈斜油孔如圖1所示。油孔在油溝內(nèi)，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(lián)動(dòng)加工中心或者3+2五軸加工中心實(shí)現(xiàn)。

圖1 內(nèi)圈斜油孔

1.2 加工難點(diǎn)

1)內(nèi)圈材料為8Cr4Mo4V鋼，材料韌性高，切削性能差，鉆削加工時(shí)非常容易出現(xiàn)斷刀、粘刀等現(xiàn)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?yàn)楫?dāng)鉆頭準(zhǔn)備鉆入工件時(shí)，受到法向以外的分力，從而使鉆頭的切削刃易發(fā)生偏斜，在受力不均和刀具自身剛性不足的情況下，極易發(fā)生鉆偏現(xiàn)象而導(dǎo)致鉆不進(jìn)工件。即使勉強(qiáng)鉆進(jìn)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(fā)生折斷，導(dǎo)致無法繼續(xù)加工。

2 工藝改進(jìn)

2.1 鉆頭的選擇及改進(jìn)

針對(duì)8Cr4Mo4V材料曲面斜油孔的加工難點(diǎn)，為使鉆頭平滑地鉆進(jìn)，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(jìn)行鉆孔。但是受產(chǎn)品結(jié)構(gòu)影響，特別是擋邊和油孔傾斜角度的影響，現(xiàn)有的定心鉆在深入到油溝內(nèi)進(jìn)行定心平面加工時(shí)會(huì)產(chǎn)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(shí)際是外切削刃切削工件，有徑向的切削力，相當(dāng)于是一個(gè)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(jìn)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(huì)滑離原位置。鉆孔用鉆頭刃數(shù)選偶數(shù)刃且大于2，刀具旋轉(zhuǎn)的偏擺越小越好，以減少刀具旋轉(zhuǎn)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(shù)

為防止大長徑比油孔在鉆削過程中出現(xiàn)鉆頭折斷,并有利于排屑，采用深孔鉆削的工藝方法，每次進(jìn)給深度為0.3 mm，鉆頭轉(zhuǎn)速為1 500～2 100 r/min，一次進(jìn)給完成后退刀至安全平面，排屑并使刀具充分冷卻，再循環(huán)進(jìn)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(shí)際效果會(huì)更好一些。

2.3 工藝優(yōu)化

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

1)在海德漢iTNC530系統(tǒng)中設(shè)置鉆孔循環(huán)時(shí)，設(shè)置好鉆出的深度，在設(shè)定深度值處加入進(jìn)給減緩倍率，使鉆頭在鉆出斜平面的進(jìn)給速度小于正常鉆削的進(jìn)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(nèi)徑留小于1 mm的余量，鉆孔完以后加車內(nèi)表面工序，車加工到工藝要求尺寸即可。

3 結(jié)束語

針對(duì)耐熱鋼軸承內(nèi)圈曲面斜油孔的加工，通過在曲面上加工出定心平面，優(yōu)化切削參數(shù)和工藝，解決了高精度微小斜油孔的加工難題，節(jié)約了成本，提高了生產(chǎn)效率。