軸承外圈加工工藝設(shè)計(jì)及改進(jìn) 朱鵬2

1、 杭州萬(wàn)向職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 題 目：軸承外圈的加工工藝設(shè)計(jì)及其改進(jìn)系 別： 應(yīng)用工程系專 業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù) 班 級(jí)： 機(jī)電14-4 姓 名： 朱鵬 指導(dǎo)教師： 高創(chuàng)寬 2016年 4 月 26 日畢業(yè)設(shè)計(jì)原創(chuàng)性聲明本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的設(shè)計(jì)工作所取得的成果。據(jù)我所知，除設(shè)計(jì)中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)不包含其他個(gè)人已經(jīng)發(fā)表的成果。對(duì)本設(shè)計(jì)的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在設(shè)計(jì)說(shuō)明書中作了明確說(shuō)明并表示謝意。作者簽名： 日期：第18頁(yè) 共18頁(yè) 目 錄1.零部件功能與結(jié)構(gòu)45 1.1滾動(dòng)軸承工作原理4 1.2滾動(dòng)軸承功能(作用)4 1.3滾動(dòng)軸承

2、結(jié)構(gòu)分析42.軸承外圈零件圖5 3.軸承外圈零件工藝分析5 4.軸承外圈加工工藝設(shè)計(jì) 5 4.1加工工藝路線擬定5 4.2填寫工藝卡65.軸承外圈加工工序設(shè)計(jì)6 5.1工序二：車外圓52.27×7滾道40.74×3.8軸承6 5.2工序三：車外圓52.27×8滾道48.7×15軸承86.軸承外圈加工的改進(jìn) 10 設(shè)計(jì)總結(jié)12參考文獻(xiàn)13致 謝 14附件1-1 15附件2 16 軸承外圈加工工藝與改進(jìn)1.零件功能與結(jié)構(gòu) 1.1滾動(dòng)軸承工作原理滾動(dòng)軸承借助于在內(nèi)、外圈之間滾動(dòng)體的滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)力的傳遞。內(nèi)圈緊配合于軸頸上，外圈與所配合裝置之間允許有少許的轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)軸

3、轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)圈隨軸頸回轉(zhuǎn)，并引導(dǎo)滾動(dòng)體一面繞其軸心自轉(zhuǎn)；一面沿內(nèi)外圈滾道公轉(zhuǎn)。軸承有徑向間隙和軸向游隙，以保證滾動(dòng)體能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。滾動(dòng)體與內(nèi)、外圈之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)屬于純滾動(dòng)。保持架用于維持各滾動(dòng)體之間的相對(duì)位置，防止歪斜和相互碰撞，保證滾動(dòng)體能沿滾道均勻分布。1.2滾動(dòng)軸承功能（作用）滾動(dòng)軸承用于支承軸及軸上零件，并保持軸的正常工作位置和旋轉(zhuǎn)精度。1.3滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)分析滾動(dòng)軸承屬于軸套類零件，一般由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架組成。滾動(dòng)體與內(nèi)外圈材料要求有高的硬度和接觸疲勞強(qiáng)度、良好的耐磨性和沖擊韌性。一般用含鉻合金鋼（GCr15、GCr6、GCr15SiMn、GCr9等）制造，熱處理后硬度可達(dá)HRC

4、61-65。套圈及滾動(dòng)體一般采用高碳鉻鋼制造。多數(shù)軸承使用JIS鋼種的SUJ2、大型軸承使用SUJ3制造。在需要耐沖擊的情況下，軸承材料多選用鉻鋼、鉻鉬鋼、鎳鉻鉬鋼，并采用滲炭淬火，使鋼從表面至適當(dāng)?shù)纳疃扔幸粋€(gè)硬化層。具有適當(dāng)?shù)挠不疃?，?xì)密的組織，合適硬度的表面及心部硬度的滲炭軸承，比使用軸承鋼的軸承具有優(yōu)良的耐沖擊性。進(jìn)口軸承一般都實(shí)施了真空脫氣處理。因此，所用材料清凈度高，氧氣含量少，質(zhì)量好。同時(shí)經(jīng)過(guò)恰當(dāng)?shù)臒崽幚?，軸承的滾動(dòng)疲勞壽命顯著提高。此外，還有可用于在污染環(huán)境中工作的不銹鋼；用于特殊場(chǎng)合的陶瓷材料；還有耐熱性優(yōu)良的高速鋼。本文的軸承外圈材料選用GCr15。2. 軸承外圈零件圖 圖

5、1-1 軸承外圈零件圖3.軸承外圈零件圖工藝分析軸承外圈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬于一般的軸套類零件。主要加工表面要求：外徑尺寸52.270.03；表面粗糙度Ra1.0m；滾道尺寸40.740.03；傾斜角度14°2 '10''；S'E（傾斜度）:0.03；LE（直線度）:無(wú)凹形和波浪形。該零件其余加工表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床進(jìn)行加工，通過(guò)車削加工即可達(dá)到表面粗糙度以及尺寸公差要求。4. 軸承外圈加工工藝設(shè)計(jì)4.1加工工藝路線擬定4.1.1方案一工序一、毛坯備料55×16工序二、車外圓52.27×7、滾道40.74×3.8

6、工序三、車外圓52.27×8、滾道48.7×15 工序四、檢驗(yàn)工序五、清洗防銹4.1.2方案二工序一、毛坯備料55×16 工序二、車外圓52.27×8、滾道48.7×15 工序三、車外圓52.27×7、滾道40.74×3.8 工序四、檢驗(yàn)工序五、清洗防銹選擇：對(duì)于方案二而言，若基面選擇不好，會(huì)影響零件尺寸精度，這會(huì)大大影響零件加工合格率；采用方案一所加工產(chǎn)品的合格率比方案二更穩(wěn)定，也同樣能完成加工要求，故而選擇方案一。4.2填寫工藝卡見(jiàn)附件1-1。5. 軸承外圈加工工序設(shè)計(jì) 該加工工序主要為車外圓和滾道2個(gè)工序，下面重點(diǎn)對(duì)其

7、予以介紹。5.1工序二：車外圓52.27×7、滾道40.74×3.85.1.1設(shè)備選擇選用CKA6136i數(shù)控車床。5.1.2定位基準(zhǔn)與裝夾方案 未加工表面外徑55、滾道46這一面可用為定位基準(zhǔn)，裝夾方案為氣壓三爪卡盤自定心裝夾。5.1.3加工順序 先車外圓52.27×7mm,再車滾道40.74×3.8mm。5.1.4刀具選擇 VP15TF外圓車刀、VP15TF內(nèi)孔車刀。5.1.5切削用量選擇 (1) 52.27×7mm外圓 背吃刀量 單邊余量為Z=0.015 a p =（d wd m ）/2 a p =(55-52.3)/2=1.35mm進(jìn)給

8、量 根據(jù)機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)第2版有關(guān)公式計(jì)算可得： f=0.5mm/r 切削速度 v c=( d w n )/1000 v c=（3.14×55×1600）/1000=251.2m/min5.1.6填寫工序卡 見(jiàn)附件2-2。5.1.7數(shù)控編程O2051； 程序名M8； 冷卻開(kāi)T0101； VP15TF外圓車刀G50 S1600； 限制最高車床轉(zhuǎn)速1600G96 S200 M03； 恒速控制 轉(zhuǎn)速200 主軸正轉(zhuǎn)G00 X55； 快速定位Z0；G1 X39 F0.15；G0 X52.3 Z2；G1 Z-7 F0.22；G0 X55 Z2；X47.1；G1 Z0 F

9、0.25；U2.2 W-0.6 F0.1； 相對(duì)坐標(biāo)G03 X51.5 Z-2.1 R2.4；G1 X52.82 Z-4.6；G00 X60 Z100； 快速定位T0202； VP15TF內(nèi)孔車刀G96 S200 M3； 恒速控制 轉(zhuǎn)速200 主軸正轉(zhuǎn)G00 X45.03； 快速定位Z2；G01 Z0.3 F0.5；U-1.28 W-0.37 F0.15； 相對(duì)坐標(biāo)G02 X40.94 Z-1.53 R1.9；G01 X39.73 Z-3.8；G00 Z60；M30； 程序結(jié)束并返回5.2工序三：車外圓52.27× 8、滾道48.7× 15 5.2.1設(shè)備選擇 選用CKA6

10、136i數(shù)控車床。5.2.2定位基準(zhǔn)與裝夾方案 已加工表面外徑52.27滾道40.74這一面可作為定位基準(zhǔn)，裝夾方案為氣壓卡盤自定心裝夾。5.2.3加工順序 先車外圓52.27×8mm，再車滾道48.7×15mm。5.2.4刀具選擇 VP15TF外圓車刀、VP15TF內(nèi)孔車刀。5.2.5切削用量選擇 (1) 52.27×7mm外圓 背吃刀量 單邊余量為Z=0.015 a p =（d wd m ）/2 a p =(55-52.3)/2=1.35mm進(jìn)給量 根據(jù)機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)第2版有關(guān)公式計(jì)算可得： f=0.5mm/r 切削速度 v c=( d w n

11、 )/1000 v c=（3.14×55×1600）/1000=251.2m/min5.2.6填寫工序卡 見(jiàn)附件2-3。5.2.7數(shù)控編程 O2502； 程序名 T0101； VP15TF外圓車刀 M8； 冷卻開(kāi) G50 S1600； 限制最高車床轉(zhuǎn)速1600 G96 S200； 恒速控制 轉(zhuǎn)速200 M03； 主軸正轉(zhuǎn) G0 X57； 快速定位 Z0； G1 X45 F0.15； G0 X52.3 Z2； G1 Z-8 F0.2； X52.8 F0.5； G0 Z2； X49.1； G1 Z0； U1.14 W-0.3 F0.15； 相對(duì)坐標(biāo) G03 X52.04 Z-1

12、.5 R1.9； G1 X52.82 Z-3； G00 X60 Z100； 快速定位 T0303； VP15TF內(nèi)孔車刀 G50 S1600； 限制最高車床轉(zhuǎn)速1600 G96 S200 M3； 恒速控制 轉(zhuǎn)速200 主軸正轉(zhuǎn) G00 X46.4； Z2； G1 Z0 F0.25； X38.9 Z-15 F0.18； G0 Z2； X49.68； G01 Z0.3； X46.28 Z-1.4 F0.15； X39.32 Z-15 F0.22； X38； G00 Z100； M30； 程序結(jié)束并返回6.軸承外圈加工工藝的改進(jìn)6.1刀補(bǔ)的選擇 刀片不同，其磨損也盡不同，采用專用量具檢測(cè)零件外徑尺寸

13、、滾道尺寸、外圈總高，根據(jù)零件圖的尺寸上下浮動(dòng)3絲，也就是±0.03mm，刀補(bǔ)在數(shù)控車床刀具磨損中將零件尺寸盡量控制在中間，根據(jù)量具測(cè)出的實(shí)際尺寸，適當(dāng)?shù)赜枰约訙p。零件尺寸大了就減，零件尺寸小了就加，根據(jù)情況適當(dāng)?shù)倪x擇合適的數(shù)值。6.2 問(wèn)題的糾正與改進(jìn) 筆者采用數(shù)控車床加工零件中常常碰到下列問(wèn)題： 1、問(wèn)題描述：滾道尺寸的上下浮動(dòng)過(guò)大，例如零件滾道尺寸在上下浮動(dòng)三絲左右，角度也大幅度滾動(dòng)，滾動(dòng)在三絲至五絲左右，正常范圍是一絲以內(nèi)或一絲到兩絲之內(nèi)，這會(huì)導(dǎo)致外圈總高的尺寸超出零件圖的要求，滾動(dòng)范圍在0-0.04或0.05mm，或者在此之上，正常±0.03mm。原因：卡盤里鐵屑

14、還沒(méi)有吹干凈。解決方法：重新清理一下卡盤。 2、問(wèn)題描述：滾道尺寸滾動(dòng)幅度突然增大，在量具上測(cè)量滾道時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)有點(diǎn)困難，零件滾道內(nèi)表面非常粗糙，或外表面尺寸滾動(dòng)幅度有點(diǎn)大，零件外表面非常粗糙。 原因：刀具的刀片磨損很大，刀片刀尖向上翹。 解決方法：更換出現(xiàn)問(wèn)題的刀片。 3、問(wèn)題描述：外徑52.27滾道40.74這一面滾道的圓角摸起來(lái)有點(diǎn)尖尖的感覺(jué)，圓角看起來(lái)快要沒(méi)了。 原因：加工這道工序的車床，換了刀片，沒(méi)有調(diào)整刀補(bǔ)。 解決方法：弧度變小了往z方向減幾絲；弧度變大了則往z方向加幾絲。設(shè)計(jì)總結(jié) 隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)尾聲的到來(lái)，經(jīng)過(guò)幾周的奮斗我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒(méi)有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前，我只是單純的積累知識(shí)，

15、從來(lái)沒(méi)有想把知識(shí)運(yùn)用到哪些地方，經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我才知道自己專業(yè)知識(shí)的淺薄，雖然我覺(jué)得畢業(yè)設(shè)計(jì)枯燥乏味，但當(dāng)我完成這個(gè)任務(wù)時(shí)，我打從心底感到高興，我深深地體會(huì)到了付出努力獲得回報(bào)的喜悅，也是一種提升自己能力的一種方法，驗(yàn)證自己所學(xué)的知識(shí)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)應(yīng)用實(shí)踐的訓(xùn)練，這是我們邁向社會(huì)從事職業(yè)之前一個(gè)必不可少的過(guò)程。我今天認(rèn)真地進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，在努力的同時(shí)，也為自己的未來(lái)打下一份厚實(shí)的地基，給自己一份獨(dú)自面對(duì)困難的信心，鍛煉我自己對(duì)困難的一種應(yīng)變方式，一種難得的經(jīng)驗(yàn)，尤其是接觸自己平時(shí)沒(méi)怎么在意的零件，讓我們自覺(jué)地對(duì)它進(jìn)行深入的調(diào)查研究，既豐富了我們的專業(yè)知識(shí)，又端正了我們平常生活的

16、意識(shí)，注意細(xì)節(jié)，學(xué)以致用，我們既是工作也是增長(zhǎng)自己見(jiàn)識(shí)的機(jī)會(huì)，考驗(yàn)自己突破難關(guān)的一大步。 在軸承外圈的設(shè)計(jì)中，從書本上了解的知識(shí)，到現(xiàn)在自己實(shí)際操作數(shù)控車床加工零件，再到現(xiàn)在開(kāi)始做這一份畢業(yè)設(shè)計(jì)，稍稍有了一點(diǎn)了解，從紙上了解到動(dòng)手操作，看似是一樣的，卻令人有不一樣的實(shí)感。隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)的不斷深入，不斷的發(fā)現(xiàn)、解決自己關(guān)于這個(gè)零件的疑惑，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。不過(guò)在切削力的計(jì)算中，仔細(xì)的找出自己在加工這個(gè)零件都用了什么工具，選擇的方法產(chǎn)生的效果，注意自己平常沒(méi)發(fā)現(xiàn)的各種小問(wèn)題，很令人煩惱，也發(fā)現(xiàn)了在書本中學(xué)到的也不一定能全部理解，跟動(dòng)手實(shí)踐相互驗(yàn)證，還不懂，這時(shí)需要的是專業(yè)人士的指導(dǎo)，在遇到難題的同時(shí)

17、我會(huì)去找實(shí)習(xí)中的小組成員相互討論或者去與指導(dǎo)老師商量。在軸承外圈的加工中也許并沒(méi)有表達(dá)的太過(guò)清楚，做完這份畢業(yè)設(shè)計(jì)我也只是覺(jué)得稍稍了解了這個(gè)行業(yè)的知識(shí)，這無(wú)疑是讓我感到遺憾的，可這不足恰好表明我還是有一定的提升空間，畢竟在提升的過(guò)程中就是發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，在解決錯(cuò)誤的同時(shí)也就提升了，我們現(xiàn)在才剛剛踏上這個(gè)行業(yè)，之后還要看我們對(duì)學(xué)習(xí)的認(rèn)真，對(duì)時(shí)間的珍惜，對(duì)社會(huì)的適應(yīng)。參考文獻(xiàn)1 陳宏鈞.典型零件機(jī)械加工生產(chǎn)實(shí)例（第3版）M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016.2 薛巖.于明.機(jī)械加工精度測(cè)量及質(zhì)量控制 M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2016. 3 劉澤九.滾動(dòng)軸承手冊(cè)（第3版）（精）M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，

18、2014 .4 吳拓編.機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)（第2版）M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2014.5（美）T.A.Harris. M.N.Koalas.滾動(dòng)軸承分析（第5版）第2卷，軸承技術(shù)的高等概念M.羅繼偉 等譯.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010. 6 樂(lè)兌謙.金屬切削刀具（第二版）M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2009.7 王伯平互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)（第二版）M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008.8 陳舊曜金屬切削原理（第二版）M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008.9 崔姚華.數(shù)控加工工藝 M.濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2005.10 葉柏生數(shù)控加工編程與操作 M.武漢:華中科技大學(xué)出版社，2

19、005.11 姜全新，唐燕華數(shù)控加工工藝及編程 M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2001.致謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近了尾聲，這也意味著我的大學(xué)生活快要結(jié)束了，突然有點(diǎn)感概，時(shí)間一晃而過(guò)，我也將走向社會(huì)，隨著這份畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成感覺(jué)肩膀一輕，又帶著些微的沉重，為自己的未來(lái)而迷茫，但是這份畢業(yè)給了我一點(diǎn)點(diǎn)信心，相信自己只要努力嘗試，就能像這份畢業(yè)設(shè)計(jì)一樣，自己能克服難關(guān)，一點(diǎn)點(diǎn)積攢經(jīng)驗(yàn)。 首先，我要感謝這份畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師高創(chuàng)寬，我能完成這份畢業(yè)設(shè)計(jì)，克服重重難關(guān)，高老師給了我很多建議，并且給我提出具體的修改，還有大致的方向，讓我對(duì)這份畢業(yè)設(shè)計(jì)有了明確的目標(biāo)，知道自己該怎么完善這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)。我真的非常感謝高

20、老師，只要向他提出自己的疑惑，總是會(huì)抽出自己的時(shí)間很熱心的給我解惑，給人一種知心朋友的感覺(jué)，令我接連不斷的找他商談一個(gè)個(gè)遇到的難題，他總是給我明確的要求或者大致的方向，讓我們自己動(dòng)手解決自己所觸碰的難題。 其次，我還要感謝這兩年教導(dǎo)我們課程的老師，他們讓我學(xué)到了很多，尤其是黃老師和丑老師，兩位讓我們寫的畢業(yè)論文的經(jīng)歷，在這次的畢業(yè)論文派上了很大的用場(chǎng)，沒(méi)有像前面兩次一樣這么慌張，令我理解此時(shí)此刻我應(yīng)該做什么，這件事對(duì)我將來(lái)的影響，我們?cè)谶@次畢業(yè)設(shè)計(jì)能學(xué)習(xí)到什么，竭盡自己的全力做事態(tài)度的重要性，真是十分感謝。 最后，我要向這兩年內(nèi)幫助了我的同班同學(xué)以及各位朋友說(shuō)聲謝謝，能在我不懂的地方詳細(xì)的替我

21、解惑真是辛苦了，我有現(xiàn)在的收獲，各位也是幫大忙了。做畢業(yè)設(shè)計(jì)是再一次系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過(guò)程，畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，同樣也意味著新的生活，新的起點(diǎn)，新的開(kāi)始。希望大家在將來(lái)的生活中繼續(xù)追逐最初的目標(biāo)，然后向著自己夢(mèng)想所在的地方永不停歇。描   圖描   校底圖號(hào)裝訂號(hào)附件1-1軸承外圈工藝過(guò)程卡產(chǎn)品型號(hào)30205/NEW零(部)件圖號(hào)共  1 頁(yè)產(chǎn)品名稱 軸承外圈零(部)件名稱 第  1 頁(yè)材料牌號(hào) GCr15毛坯種類鍛件毛坯外型尺寸55×16每毛坯件數(shù)1每臺(tái)件數(shù)1備注工序號(hào)工序名稱工    

22、0; 序      內(nèi)      容車間工段設(shè)備工 藝 裝 備工時(shí)準(zhǔn)終單件1備料 毛坯鍛造成外徑55×162車削車外圓52.27×7滾道40.74×3.8軸承CKA6136iVP15TF外圓車刀、VP15TF內(nèi)孔車刀3 車削車外圓52.27×8滾道48.7×15軸承CKA6136iVP15TF外圓車刀、VP15TF內(nèi)孔車刀4 檢測(cè)檢驗(yàn)軸承外徑檢測(cè)儀、軸承滾道檢測(cè)儀、軸承高度檢測(cè)儀5 防銹 清洗防銹防銹液標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文字號(hào)

23、簽字日期編制(日期)審核(日期)會(huì)簽(日期) 朱鵬 14/12/8附件2-1機(jī)械加工工序卡產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)產(chǎn)品名稱零件名稱軸承外圈共 頁(yè)第 頁(yè)車 間工 序 號(hào)工 序 名 稱材 料 牌 號(hào)1備料GCr15毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺(tái)件數(shù)量鍛造55×1611設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)夾具編號(hào)夾具名稱切削液工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí) (分)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助1毛坯鍛造成外徑55×16mm1設(shè) 計(jì)（日 期）校 對(duì)（日期）審 核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會(huì) 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字日 期附件