耐热钢轴承斜油孔加工方法

张政，姜艳红，刘友国，李光

( 洛阳LYC轴承有限公司，河南 洛阳 471003)

为提高轴承使用寿命，轴承设计中常配置油孔。为降低滚子与滚道、挡边以及保持架兜孔的摩擦和温升，使轴承得到充分润滑，一般在轴承端面或内外径面上开设油孔，油孔直径一般较小，主要通过钻床或者加工中心采用钻削方式加工，其中，斜油孔的方向与公共平面相交，加工编程比普通的直孔难度大，加工过程中经常会出现钻头折断的情况。

1 产品要求

1.1 斜油孔技术要求

某型圆柱滚子轴承内圈斜油孔如图1所示。油孔在油沟内，油孔的轴、径向夹角为18°，油孔直径为0.85 mm，深度约7 mm，长径比超过8。该类油孔一般在车油沟后加工，采用五轴联动加工中心或者3+2五轴加工中心实现。

图1 内圈斜油孔

1.2 加工难点

1)内圈材料为8Cr4Mo4V钢，材料韧性高，切削性能差，钻削加工时非常容易出现断刀、粘刀等现象。

2)斜油孔的中心线与工件表面不垂直，且油孔所处表面为曲面[1]，加工难度较平面、斜面钻孔更大。这是因为当钻头准备钻入工件时，受到法向以外的分力，从而使钻头的切削刃易发生偏斜，在受力不均和刀具自身刚性不足的情况下，极易发生钻偏现象而导致钻不进工件。即使勉强钻进工件，也不能保证孔的直线度和圆度等符合工艺要求。

3)油孔长径比超过8，冷却和排屑不易控制，很容易使钻头发生折断，导致无法继续加工。

2 工艺改进

2.1 钻头的选择及改进

针对8Cr4Mo4V材料曲面斜油孔的加工难点，为使钻头平滑地钻进，需要减小其径向分力，所以考虑先采用定心钻加工定心平面(图2)，再进行钻孔。但是受产品结构影响，特别是挡边和油孔倾斜角度的影响，现有的定心钻在深入到油沟内进行定心平面加工时会产生干涉。因此，把直径0.85 mm钻头的尖角磨平，使用改制的钻头加工，改制后钻削过程中实际是外切削刃切削工件，有径向的切削力，相当于是一个钻铣的过程(图3)。这样在不改变工件位置的前提下，先用改制钻头在工艺位置上加工出定心平面，再进行钻孔，使钻头的切削刃不受斜面的影响，仅为垂直轴向力而不会滑离原位置。钻孔用钻头刃数选偶数刃且大于2，刀具旋转的偏摆越小越好，以减少刀具旋转共振，提高钻削效果。

图2 定心平面

图3 改制后的钻头

2.2 合理的切削参数

为防止大长径比油孔在钻削过程中出现钻头折断,并有利于排屑，采用深孔钻削的工艺方法，每次进给深度为0.3 mm，钻头转速为1 500～2 100 r/min，一次进给完成后退刀至安全平面，排屑并使刀具充分冷却，再循环进给钻削。

如果条件具备，也可以采用立铣刀或直柄键槽铣刀，在要求的位置加工出垂直于钻头的定心平面，选用刀具的直径稍大于孔直径，最后再采用要求的钻头钻孔，此方法较改制钻头加工定心平面的实际效果会更好一些。

2.3 工艺优化

钻头在将要钻出工件时，侧向载荷将钻头压向不参与切削的一面，钻头其中一个切削刃在工件的外侧，起不到支承作用。所以钻头在钻出的瞬间会受力不均，刀具自身刚性不足时极易发生折断。针对此提出了2种优化解决方案：

1)在海德汉iTNC530系统中设置钻孔循环时，设置好钻出的深度，在设定深度值处加入进给减缓倍率，使钻头在钻出斜平面的进给速度小于正常钻削的进给速度，以减小钻头所受偏载。

2)如果仅有普通的2刃钻头，工艺要求为通孔，也可以采取不钻透工件，内径留小于1 mm的余量，钻孔完以后加车内表面工序，车加工到工艺要求尺寸即可。

3 结束语

针对耐热钢轴承内圈曲面斜油孔的加工，通过在曲面上加工出定心平面，优化切削参数和工艺，解决了高精度微小斜油孔的加工难题，节约了成本，提高了生产效率。