CN109719458B - 一种轴承位滚压刀 - Google Patents

Abstract

一种轴承位滚压刀，轴承位滚压刀有两种，一种是一体式，一种是组合式，组合式由滚压刀架、滚压刀、标准块A，标准块B、螺杆、锁紧块组成，一体式滚压刀主要由滚压刀架、刀杆B和刀头B组成，组合式滚压刀就是通过所有的标准块A和标准块B的H2和H4尺寸总长度是相同的，但是H2和H4是按照轴承内径的一半进行递增或递减，由于轴承本身有标准尺寸，这样，滚压出来的轴承位能够达到标准尺寸，并且通过滚压，能够加大主轴表面硬度，防止轴承打滑，而一体式滚压刀只能滚压一种规格的轴承位，利用滚压刀能够提高轴承位加工的效率和加工的精度。

Description

一种轴承位滚压刀

技术领域

本发明属于机械刀具，特别是涉及一种滚压刀。

背景技术

滚压刀分为滚花刀和滚齿刀，滚花刀是在机械零件表面滚出直纹或网纹，而滚齿刀是齿轮加工的刀具，轴承位滚压刀是没有纹路的滚花刀，在轴类零件的加工中，轴承位的公差要求是比较严格的，一般在+0.01mm到+0.03mm之间，举例，轴承为6209，那么，轴类的对应轴承位尺寸为45.01mm到45.03mm之间，即轴承位只能是过盈配合，轴承的使用寿命除了与轴承自身的理化性能密切相关外，也与轴类的过盈配合有关，过盈配合尺寸太大，轴承的滚珠或滚柱受到外圈和内圈的挤压，导致摩擦力增大，轴承磨损加剧，过盈配合尺寸太小或者无过盈配合，轴承的内圈和轴承位易于松动，严重的可能晃动，轴承的内圈和主轴松动加剧，导致内圈和轴承位之间产生相对转动，内圈和轴承位之间在转动的过程中，内圈和轴承位产生摩擦，导致主轴轴承位变小，内圈变大，最终无法使用，而且，主轴轴承位磨损后，主轴本身比较大或者主轴用于加工的中心孔遭到损坏，那么，后续的维修是比较困难的，严格说来，主轴尺寸为D+0.015mm，这里的D为轴承内径，过盈配合比较理想，但是普通车床的加工精度和量具的测量精度都很难保证加工尺寸的理想化状态，即使是数控机床，经过一段时间的使用之后，一般加工精度也就是在0.01mm到0.02mm之间，此外，普通三爪卡盘的出厂加工精度也只在0.07mm左右，所以，如果是普通车床，需要车工经过多次测量，并且需要多次进刀，加工轴承位的效率比较低，即便是数控机床，最后进刀尺寸也非常少，进刀量太大，很难控制尺寸，而在进刀的过程中，工件与刀尖产生摩擦，由于刀头材料的硬度大于工件材料的硬度，可以看做是刀头啃下工件材料，在这个过程中，工件材料的表面硬度有所降低。

发明内容

技术问题的由来：在轴类零件加工轴承位的过程中，精加工时，刀具加工的轴承位表面没有经过滚压处理，其表面硬度难以达到长期使用的目的，很多零件特别是单个零件并没有经过热处理，这样的零件容易导致轴承松动，打滑，并且，加工轴承位的过程中，需要经过多次测量，导致加工轴承位的效率低下。

技术方案：一种轴承位滚压刀，轴承位滚压刀有两种，一种是一体式，一种是组合式，其特征是：

所述的一体式是指一把滚压刀只能加工一种规格的轴承位，并且，滚压刀无法拆卸；

所述的组合式是指一把滚压刀通过组装能够完成多种规格的轴承位的加工，并且部分零件能够拆卸和组装，能够更换部分零件；

所述的一体式滚压刀主要由滚压刀架、刀杆B和刀头B组成，滚压刀架的后端是刀架杆，刀杆架由方形的铁杆或者钢材制成，方便被锁紧在刀架座上，滚压刀架的前端利用圆盘状钢铁件加工而成，并且和刀架杆焊接在一起，或者是刀架杆和前端是一体结构，在滚压刀架前端圆盘状的中心位置是是中心孔，中心孔是通孔，中心孔的大小决定能够加工的轴承位的大小，中心孔供穿过加工的轴零件用，刀杆B成圆周阵列焊接在圆盘上，所述的圆周阵列是指刀杆B沿圆盘等角度分布，刀头B焊接在刀杆B的前端，刀头分为有切削刃刀头和无切削刃刀头，有切削刃刀头B前端是切削刃和滚压部分，无切削刃刀头B前端为滚压部分，切削刃的刀尖比滚压部分最前端低0.15~0.30mm，加工时，走刀方向是自切削刃向滚压部分移动，滚压部分前端是半圆形或者弧形，滚压部分宽度为3mm到7mm，切削刃的排屑槽的方向要偏离刀头B的方向，铁屑不能流向刀头B方向；

所述的组合式由滚压刀架、滚压刀、标准块A，标准块B、螺杆、锁紧块组成，

所述的滚压刀架由刀架杆、螺纹孔、中心孔，滚压刀位、限位A、滚压刀位后壁组成，滚压刀架的后端是刀架杆，刀架杆由方形的铁杆或者钢材制成，方便被锁紧在刀架座上，滚压刀架的前端利用圆盘状钢铁件加工而成，并且和刀架杆焊接在一起，或者是刀架杆和前端是一体结构，在滚压刀架前端圆盘状的中心位置是中心孔，中心孔是通孔，中心孔的大小决定能够加工的轴承位的大小，中心孔供穿过加工的轴零件用，在圆盘上成圆周阵列分布着滚压刀位，所述的圆周阵列是指滚压刀位沿圆盘等角度分布，滚压刀位是凹进位，滚压刀位后端宽度大于前端宽度，在圆盘上有螺纹孔，螺纹孔的数量和位置与锁紧块上的螺杆孔的数量和位置对应，将锁紧块放置在圆盘上，将螺杆穿过锁紧块上的螺杆孔，利用螺纹孔将锁紧块锁紧在圆盘上，从而固定滚压刀；

滚压刀分为组合式和一体式，组合式滚压刀由刀杆A、滚压刀轴，螺帽和刀头A组成，其刀杆A柄后端宽度大于前端宽度，在刀杆柄前端中间部分（309）被铣空，两侧有两个滚压刀轴孔，两个滚压刀轴孔用来安装滚压刀轴，滚压刀轴依次穿过一侧滚压刀轴孔，刀头A孔，另一侧的滚压刀轴孔，利用螺帽锁紧，滚压刀轴的后部大于滚压刀轴孔的内径，轴直径和刀头A孔孔径相同，轴前端是螺纹段，其螺纹和螺帽螺纹匹配，从而利用螺帽锁紧滚压刀轴，刀头A是轴承形状，轴承内圈孔就是刀头A孔，中间是滚珠或滚柱，外圈就是滚压部分，外圈宽度为3mm到7mm，

所述的标准块B一侧紧贴放置在刀杆A的尾部，另一侧紧贴在滚压刀位后壁，所述的标准块A一侧紧贴限位B，标准块A、标准块B、刀杆A和滚压刀位存在以下数学关系，H7=H6=H9，H8=H5，H1=H2+H3+H4，有两块宽度相同的标准块A时，（H9-H5）/2等于标准块A的宽度，有一块标准块A时，H9-H5等于标准块A的宽度，刀杆A、标准块A、标准块B的厚度尺寸相同，并且，刀杆A、标准块A、标准块B的厚度尺寸≥滚压刀位深度尺寸，H2和H4的长度按照轴承内圈的内径的一半递增或递减，所述的长度、宽度，厚度或深度均以刀杆A为标准，即H1、H2、H3和H4视为是长度，H5、H6、H7、H8、H9视为宽度尺寸，滚压刀位的深度尺寸视为深度或厚度，其中，H1是滚压刀位长度尺寸，H2是标准块A长度尺寸，H3是从限位B到刀杆A尾部的长度尺寸，H4是标准块B长度尺寸，H5是刀杆A(301)的宽度尺寸A，H6是标准块B的宽度尺寸，H7是滚压刀位宽度尺寸， H8是限位A出口的宽度尺寸，H9是刀杆A的宽度尺寸B

所述的一体式滚压刀其刀杆和组合式滚压刀区别在前端，没有滚压刀轴孔和滚压刀安装位，而是将刀头B直接焊接在刀杆上，其刀头B形状分两种，有切削刃和无切削刃，无切削刃刀头B前端为滚压部分，切削刃的刀尖比滚压部分最前端低0.15~0.30mm，加工时，走刀方向是自切削刃向滚压部分移动，滚压部分前端是半圆形或者弧形，滚压部分宽度为3mm到7mm，切削刃的排屑槽的方向要偏离刀头B的方向，铁屑不能流向刀头B方向。

有益效果，轴承位滚压刀通过滚动作用，使轴类零件轴承位硬度增加，同时，减少了轴承位的测量次数，提高了轴类零件的加工效率。

附图说明

附图1是轴承位滚压刀结构原理示意图；

附图2是轴承位滚压刀等轴测示意图；

附图3是刀架结构示意图；

附图4是滚压刀和标准块放大结构示意图；

附图5是轴承位滚压刀总体结构示意图；

附图6是滚压刀和标准块尺寸关系示意图；

附图7是刀架尺寸关系示意图；

附图8是一体式轴承位滚压刀结构示意图；

附图9是附图8中A部分放大图；

附图10是刀头放大示意图；

附图11是刀杆A结构示意图。

具体实施方式

申请人参照附图予以说明，

在附图中，1是滚压刀架，2是螺杆，3是滚压刀，4是标准块A，5是标准块B，101是刀架杆，102是螺纹孔，103是中心孔，104是滚压刀位，105是限位A，106是滚压刀位后壁，301是刀杆A，302是滚压刀轴，303是刀头A，304是螺帽，305是限位B，306是刀杆柄后部，307刀杆柄前部，308是滚压刀轴孔，309是滚压刀安装位，6是锁紧块，H1是滚压刀位长度尺寸，H2是标准块A长度尺寸，H3是从限位B到刀杆尾部的尺寸，H4是标准块B长度尺寸，H5是刀杆的宽度尺寸A，H6是标准块B的宽度尺寸，H7是滚压刀位宽度尺寸， H8是限位A出口的宽度尺寸，H9是刀杆的宽度尺寸B，107是刀杆B，108是刀头B，1081是刀头B的滚压部分，1082是刀头B的切削刃。

轴承位滚压刀分为组合式和一体式，附图5和附图8分别表示组合式和一体式其结构图，组合式由滚压刀架、滚压刀、标准块A，标准块B、螺杆组成，

滚压刀架由刀架杆、螺杆孔、中心孔，滚压刀位、限位A、滚压刀位后壁组成，滚压刀架的后端是刀架杆，刀架杆由方形的铁杆或者钢材制成，方便被锁紧在刀架座上，滚压刀架的前端利用圆盘状零件加工而成，并且和刀架杆焊接在一起，或者是刀架杆和前端是一体结构，在滚压刀架前端圆盘状的中心位置是是中心孔，中心孔是通孔，中心孔的大小决定能够加工的轴承位的大小，中心孔供穿过加工的轴零件用，在圆盘上成圆周阵列分布着滚压刀位，所述的圆周阵列是指滚压刀位沿圆盘等角度分布，滚压刀位是凹进位，滚压刀位后端宽度大于前端宽度，在圆盘上有螺纹孔，螺纹孔的数量和位置与锁紧块上的螺纹孔的数量和位置对应，将锁紧块放置在圆盘上，将螺杆穿过锁紧块上的螺纹孔，利用螺纹孔将锁紧块锁紧在圆盘上，从而固定滚压刀，

滚压刀分为组合式和一体式，组合式滚压刀由刀杆、滚压刀轴，螺帽和刀头A组成，其刀杆柄后端宽度大于前端宽度，在刀杆柄前端中间部分被铣空，两侧有两个滚压刀轴孔，两个滚压刀轴孔用来安装滚压刀轴，滚压刀轴依次穿过一侧滚压刀轴孔，刀头A孔，另一侧的滚压刀轴孔，利用螺帽锁紧，滚压刀轴的后部大于滚压刀轴孔的内径，轴直径和刀头A孔孔径相同，轴前端是螺纹段，其螺纹和螺帽螺纹匹配，从而利用螺帽锁紧滚压刀轴，刀头A是轴承形状，轴承内圈孔就是刀头A孔，中间是滚珠或滚柱，外圈就是滚压部分，外圈宽度为3mm到7mm，外圈太窄，难以保证滚压效果，外圈太宽，容易引起机床或工件震动，降低滚压效果。

组合式滚压刀其刀杆和组合式滚压刀区别在前端，没有滚压刀轴孔和滚压刀安装位，而是将刀头直接焊接在刀杆上，其刀头形状分两种，有切削刃和无切削刃，有切削刃的焊接后形状和附图8A部分相同，无切削刃的滚压部分是圆形或者弧形，无论有无切削刃，滚压部分宽度为3mm到7mm，

在说明书中，涉及的长度、宽度，厚度或深度均以刀杆A为标准，即H1、H2、H3和H4视为是长度，H5、H6、H7、H8、H9视为宽度尺寸，滚压刀位的深度尺寸视为深度，和滚压刀位深度尺寸方向相同的刀杆A以及标准块A，标准块B尺寸视为厚度，存在以下数学关系，H7=H6=H9，H8=H5，H1=H2+H3+H4，有两块宽度相同的标准块A时，（H9-H5）/2等于标准块A的宽度，有一块标准块A时，H9-H5等于标准块A的宽度，刀杆A、标准块A、标准块B的厚度尺寸相同，并且，刀杆A、标准块A、标准块B的厚度尺寸≥滚压刀位深度尺寸，

一体式滚压刀由滚压刀架、刀杆B和刀头B组成，滚压刀架的后端是刀架杆，刀杆架由方形的铁杆或者钢材制成，方便被锁紧在刀架座上，滚压刀架的前端利用圆盘状零件加工而成，并且和刀架杆焊接在一起，或者是刀架杆和前端是一体结构，在滚压刀架前端圆盘状的中心位置是是中心孔，中心孔是通孔，中心孔的大小决定能够加工的轴承位的大小，中心孔供穿过加工的轴零件用，刀杆B成圆周阵列焊接在圆盘上，所述的圆周阵列是指刀杆B沿圆盘等角度分布，刀头B焊接在刀杆B的前端，刀头B分两种，即有切削刃和无切削刃，切削刃的刀尖比滚压部分最前端低0.15~0.30mm，加工时，走刀方向是自切削刃向滚压部分移动，滚压部分前端是半圆形或者弧形，滚压部分宽度为3mm到7mm。

在国产轴承的标准中，内径是以5mm递增的，例如6206和6306的内径都是30.00mm，6207和6307的内径都是35.00mm，6308和6208的内径都是40.00mm，在过盈配合中，设定公差是+0.02mm，那么，相应的主轴轴承位尺寸为30.02mm，35.02mm和40.02mm，因此，半径分别为15.01mm，17.51mm和20.01mm，如果标准块1的尺寸H2为20.00mm，22.50mm和25.00mm，标准块2的尺寸H4为12.50mm、15.00mm和17.50mm，H3的尺寸为10.00mm，那么，H1的尺寸为10.00+12.50+25.00或10.00+15.00+22.50或10.00+20.00+17.50，结果均为47.50，标准块1的H2尺寸为20.00mm，标准块2的H4尺寸为17.50mm刚好加工6308，通过测量，主轴轴承位尺寸为40.02mm，我们只需要控制标准块的尺寸，在标准块1的H2尺寸为22.50mm，标准块2的H4尺寸为15.00mm，就意味着滚压刀加工尺寸递增了一个等级，加工的是6209轴承位或者是6309轴承位，相应的，如果是英制轴承，原理也是一样，只不过内径尺寸的数据变成英制而已，也就是说，将H2尺寸增加，那么H4尺寸就减少，而H2+H4尺寸是不变的，只要更换标准块1和标准块2，一把滚压刀就能加工多种规格的轴承位。

优选的，在粗加工时，往往尺寸大小不是很确定，那么，通过滚压刀滚压之后，最终尺寸也会有大小，这不利于提高产品质量，因此，在外滚压刀的前方添加车削刃，粗加工时预留一定的加工余量，例如现在车削一根轴承位为40.02mm的主轴，那么，粗车时预留尺寸在40.2mm到40.4mm之间，这个预留量公差尺寸就比较大了，可以减少量具测量次数，粗车之后，通过切削刃切削到40.15mm，由于切削刃仅仅切削0.2mm左右，切削量很小，不容易伤刀，尺寸相对很稳定，再通过后面的滚压刀滚压，加工精度就比较高了而且尺寸稳定，

在排屑槽的开口方面是有限制的，排屑槽开口偏离滚压刀刀头的方向，铁屑不能流向滚压刀方向，因为铁屑流向滚压刀方向，导致铁屑也被滚压，影响加工后的精度和光洁度，

优选的，刀头滚压部分与工件接触的线长度在3mm到5mm之间，刀头与工件接触面太宽，摩擦力过大，导致加工过程中机床可能震动，接触面过少，容易导致花痕，或者高低不平；

优选的，刀头材料为高速钢、工具钢或者硬质合金；

一体式滚压刀相对尺寸更加准确，适合于对加工精度要求严的场合，而组合式滚压刀使用成本比较低廉，适合公差范围比较大的场合，

轴承位滚压刀就是利用标准块1和标准块2按照轴承有标准尺寸，从而调整标准块1和标准块2的尺寸，达到调整轴承位滚压刀刀头到主轴中心线的距离，凡是以此为基本思路设计的同类产品，均可以视为是本发明基本思路的延伸、拓展。

Claims (1)

1.一种轴承位滚压刀，其特征是：所述的轴承位滚压刀由滚压刀架（1）、滚压刀（3）、标准块 A（4）、标准块 B（5）、螺杆（2）、锁紧块（6）组成，

所述的滚压刀架（1）由刀架杆（101）、螺纹孔（102）、中心孔（103）、滚压刀位（104）、限位A（105）、滚压刀位后壁（106）组成 ，滚压刀架（1）的后端是刀架杆（101），刀架杆（101）由方形的铁杆或者钢材制成，方便被锁紧在刀架座上，滚压刀架（101）的前端利用圆盘状钢铁件加工而成，并且和刀架杆（101）焊接在一起，在滚压刀架（1）前端圆盘状的中心位置是中心孔（103），中心孔（103）是通孔，中心孔（103）的大小决定能够加工的轴承位的大小，中心孔（103）供穿过加工的轴零件用，在圆盘上成圆周阵列分布着滚压刀位（104），所述的圆周阵列是指滚压刀位（104）沿圆盘等角度分布，滚压刀位（104）是凹进位，在圆盘上有螺纹孔（102），螺纹孔（102）的数量和位置与锁紧块（6）上的螺杆孔的数量和位置对应，将锁紧块（6）放置在圆盘上，将螺杆（2）穿过锁紧块（6）上的螺杆孔，利用螺纹孔（102）将锁紧块（6）锁紧在圆盘上，从而固定滚压刀（3），

所述的滚压刀（3）由刀杆 A（301）、滚压刀轴（302），螺帽（304）和刀头 A（303）组成 ，刀杆后部（306）宽度大于刀杆前部（307）宽度，刀杆前部（307）是滚压刀安装位（309），滚压刀安装位（309）被铣空，滚压刀安装位（309）两侧有两个滚压刀轴孔（308），两个滚压刀轴孔（308）用来安装滚压刀轴（302），滚压刀轴（302）依次穿过一侧滚压刀轴孔（308），刀头 A（303）孔，另一侧的滚压刀轴孔（308），利用螺帽（304）锁紧，滚压刀轴（302）的一侧尺寸大于滚压刀轴孔（308）的内径，滚压刀轴（302）直径和刀头 A（303）孔孔径相同，滚压刀轴（302）前端是螺纹段，螺纹段和螺帽（304）螺纹匹配，从而利用螺帽（304）锁紧滚压刀轴（302），刀头A（303）是轴承形状，轴承内圈孔就是刀头 A（303）孔，中间是滚珠或滚柱，外圈就是滚压部分，外圈宽度为 3mm 到 7mm，所述的标准块 B（5）一侧紧贴放置在刀杆 A（301）的尾部，另一侧紧贴在滚压刀位后壁（106），所述的标准块 A（4）一侧紧贴刀杆上的限位 B（305），标准块 A（4）、标准块 B（5）、刀杆 A（301）和滚压 刀 位 （ 104 ） 存 在 以 下 数 学 关 系， H7=H6=H9 ， H8=H5 ，H1=H2+H3+H4，有两块宽度相同的标准块 A（4）时 ，（H9-H5）÷2 等于标准块 A（4）的宽度，有一块标准块 A（4）时 ，H9-H5 等于标准块 A（4）的宽度，刀杆 A（301）、标准块 A（4）、标准块 B（5）的厚度尺寸相同 ，并且，刀杆 A（301）、标准块 A（4）、标准块 B（5）的厚度尺寸≥滚压刀位（104）深度尺寸，H2 和 H4 的长度按照轴承内圈的内径的一半递增或递减，所述的长度、宽度或深度均以刀杆 A（301）为标准，即 H1、H2、H3 和 H4视为是长度，H5、H6、H7、H8、H9 视为宽度尺寸，滚压刀位的深度尺寸视为深度，其中，H1 是滚压刀位（104）长度尺寸，H2 是标准块 A（4）长度尺寸，H3 是从限位 B（305）到刀杆 A（301）尾部的长度尺寸，H4 是标准块 B（5）长度尺寸，H5 是刀杆 A(301)前部的宽度尺寸，H6 是标准块 B（5）的宽度尺寸，H7 是滚压刀位（104）宽度尺寸，H8 是限位 A（105）出口的宽度尺寸，H9 是刀杆 A（301）后部的宽度尺寸。