张维录，胡安渠，梁　健，唐新平

(1.枣庄职业学院机电工程系，山东枣庄　277800) (2.山东中信科技有限公司，山东枣庄　277100)



铸造轴承端盖专用车刀设计及应用

张维录1，胡安渠1，梁健1，唐新平2

(1.枣庄职业学院机电工程系，山东枣庄277800) (2.山东中信科技有限公司，山东枣庄277100)

摘要:分析铸造轴承端盖传统的加工工艺需要更换多种刀具，辅助时间多、生产效率低的弊端。通过研究试验，设计一种铸造轴承端盖加工的专用车刀，该专用车刀在一次装卡后，不需要调整刀具，即可完成铸造轴承端盖的全部车削加工，可以节省大量的辅助工时，能够明显提高生产效率，并在正确安排工艺流程的情况下，能够较好地保证铸造轴承端盖的形位公差，提高零件的机械加工质量。

关键词:轴承端盖;专用车刀;生产效率;形位公差

1　铸造轴承端盖

铸造轴承端盖在机械行业是使用量较大的一种机器零件，常见基本结构如图1所示，端盖上有一个与轴承座配合的配合平面，止口直径与轴承座内孔配合，止口高度用于定位轴承轴向尺寸，保证轴承在正确的位置工作。止口端有内外倒角，外倒角为方便装配时导入，内倒角去除锐角毛刺。对于轴端伸出的轴承端盖，其中心位置有轴孔，轴孔内设置防尘油毡槽。

图1　铸造轴承端盖

2　传统的加工工艺路线

将铸造轴承端盖卡在车床三爪卡盘上进行找正夹紧，两种传统工艺路线如下:

1)20钻头钻22内孔→外圆车刀粗车62外圆→外圆车刀粗车配合平面→外圆车刀粗车止口端面→内孔车刀车削22内孔→梯形槽车刀车削防尘油毡槽→外圆车刀精车62外圆→外圆车刀精车配合平面→外圆车刀精车止口端面→45°车刀车削止口内外倒角→松卡盘卸下工件。

2)外圆车刀粗车62外圆→外圆车刀粗车配合平面→外圆车刀粗车止口端面→20钻头钻22预制内孔→内孔车刀车削22内孔→用梯形槽车刀车削防尘油毡槽→外圆车刀精车62外圆→外圆车刀精车配合平面→外圆车刀精车止口端面→45°车刀车削止口内外倒角→松卡盘卸下工件。

3　传统工艺分析

1)采用以上两种工艺路线，需要使用20钻头、粗车刀、内孔刀、梯形槽车刀、45°倒角车刀。由于使用车刀品种多，更换调整麻烦，使辅助时间明显增加，影响生产效率。

2)对影响装配质量的配合平面、止口直径、止口高度，采用先粗车后精车的工艺方案，将倒角安排在最后工序，其目的是防止因为切削振动影响形位公差的精度，进而影响装配。

4　新型专用车刀的主要角度与作用

新型专用车刀如图2所示［1－2］。

图2　新型专用车刀

4.1前角

由于铸造轴承端盖是毛坯件，表面存在凸凹不平、硬皮及型砂等现象，车刀材料一般选择抗冲击YG8牌号，刀刃上不需要磨卷屑槽，粗加工可以选择0°前角，以增加刀头的强度。但是考虑到需要不换刀进行精加工，所以车刀前角选择5°～8°，以增加刀刃的锋利程度。

4.2主副偏角

因为配合平面与止口外圆都是在车刀一次装夹中完成切削，并且毛坯装夹在卡盘上，刚性较大，切削时车刀可以使用较大的轴向切削力，以提高生产效率，所以主偏角选择90°更有利于提高生产效率。为了防止副切削刃对止口外圆已加工面产生摩擦，影响加工表面的粗糙度，副偏角选择2°～3°，并修磨2mm修光刃，以保证止口外圆的精加工。

4.3后角

为了提高车刀强度，所有切削刃的后角均选择1°～2°，以提高车刀刚性，抵抗铸造毛坯切削时产生的冲击力;同时，为了防止发生后刀面摩擦引起抗刀，切削内孔、油毡槽的前刀刃的后刀面磨成R9的圆弧;副切削刃的后刀面也磨成R9的圆弧，以保证车刀顺利进入内孔，防止出现干涉摩擦。

4.4刃倾角

考虑到铸造毛坯容易产生冲击切削力，刃倾角选择0°或－3°，以保证车刀承受冲击切削力时让刀。

4.5倒角刃

倒角刃设计在主切削刃上为90°V缺口，外倒角刃的后角1°～2°，内倒角刃的后刀面磨成R25的圆弧，主要防止后刀面干涉摩擦止口内圆。

4.6沟槽切削刃

两侧切削刃后角选择1°～1.5°，以增强切削刃强度。前切削刃后角较小，一般磨成圆弧形，防止摩擦工件、增加进刀抗力。

5　刀具功能的应用

5.1端面切削功能

如图3所示，轴承端盖的配合平面、止口端面属于端面切削加工。切削时横向进刀，由副切削刃完成。

图3　端面切削功能图

5.2外圆切削功能

如图4所示，轴承端盖的止口外圆属于外圆切削加工。由主切削刃完成，副切削刃起到修光的作用。

图4　外圆切削功能图

5.3内孔切削功能

如图5所示，22内孔与防尘油毡槽切削属于内孔切削加工。内孔加工一般采用20钻头进行预钻孔，由于切削余量较小，可以用梯形切削刃完成内孔切削，为了防止梯形切削刃的单刃磨损，可以采用两种加工顺序: 1)先切削防尘油毡槽，然后使用单刃切削内孔，减少单刃切削的工作量; 2)使梯形切削刃的两个单刃交替工作，即进给后正方向走刀或车刀过内孔进给后反方向走刀。

5.4倒角切削功能

如图6所示，止口端面加工后棱角锋利，需要倒角，能防止割伤，便于装配时止口导入轴承座内孔。利用车刀主切削刃磨出的90°夹角的倒角刃(夹角的平分线垂直于主切削刃)，通过横向进刀分别对止口内孔与止口外圆倒角。

图5　内孔切削功能图

图6　倒角切削功能图

6　新型专用车刀的工艺路线

将铸造轴承端盖装卡在车床三爪卡盘上进行找正夹紧。工艺路线如下［3－4］:20钻头预钻22内孔→车刀粗车62止口外圆→粗车配合平面→粗车止口端面→车削22内孔→车削防尘油毡槽→精车62止口外圆→精车配合平面→精车止口端面→止口外圆倒角→止口内孔倒角→松卡盘卸下工件。安排以上工艺路线的理由: 1)先钻20预制孔，不将22内孔与防尘油毡槽一次加工完成，是因为止口外圆、端面、配合平面是毛坯面，粗车时冲击振动大，会引起22内孔的变动。2)在止口外圆、端面、配合平面粗车后再切削22内孔、梯形油毡槽，并精车止口外圆、端面、配合平面，有利于保证22内孔与止口外圆的同轴度以及止口外圆与配合平面的垂直度。3)安排先倒止口外圆倒角后再倒止口内孔倒角，这样能够确保止口外圆倒角在装配时的导向作用，而止口内孔倒角只是为了去除锐角毛刺，并且是毛坯面，所以安排后倒止口内孔倒角。

7　技术小结

铸造轴承端盖是使用量较大的机器零件，在机械加工中消耗工时较多，严重影响生产效率。车刀是机械加工的工艺装备，研究切削刀具、改进车刀结构，对提高生产效率非常重要。本文对铸造轴承端盖新型专用车刀进行了研究，并通过其在生产中的试验与应用可知，新型专用车刀在一次装卡中，不需要调整变动，可以完成铸造轴承端盖的配合平面、止口外圆、止口端面、内孔、防尘油毡槽及倒角的全部加工。新型专用车刀能够较好地保证铸造轴承端盖形位公差，提高产品质量，又能减少辅助工时，提高生产效率，具有一定的社会推广价值。

参考文献:

［1］技工学校机械类通用教材编审委员会.车工工艺学［M］.4版.北京:机械工业出版社，2006.

［2］陆剑中，孙家宁.金属切削原理与刀具［M］.4版.北京:机械工业出版社，2006.

［3］王先逵.机械制造工艺学［M］.2版.北京:清华大学出版社，2008.

［4］杨叔子.机械加工工艺手册［M］.北京:机械工业出版社，2001:3－26.

Design and application of the special tool for the casting end cover of bearing

ZHANG Weilu1，HU Anqu1，LIANG Jian1，TANG Xinping2
(1.Depertment of Mechanical and Electrical，Zaozhuang Vocational College，Shandong Zaozhuang，277800，China) (2.Shandong Zhongxin Science＆Technology Co.，Ltd.，Shandong Zaozhuang，277100，China)

Abstract:The traditional machining process for the casting end cover of bearing needs to replace a variety of cutting tools.This leads to the auxiliary time and low production efficiency.Based on experimental study，it designs a kind of special tool for the casting end cover of bearing.This tool can finish all turning processing once installed and not need to adjust，save the auxiliary time，improve production efficiency，guarantee the tolerance and the quality of of end cover.

Key words:end cover of bearing; new cutting tool; improving efficiency; precise form and tolerance

DOI:10.3969/j.issn.2095－509X.2015.06.017

作者简介:张维录(1964—)，男，山东蓬莱人，枣庄职业学院副教授，硕士，主要从事机械设计与教学工作。

收稿日期:2015－04－07

中图分类号:TB472

文献标志码:B

文章编号:2095－509X(2015) 06－0067－03