轴承外圈加工工艺设计及改进 朱鹏2

杭州万向职业技术学院毕业设计说明书

题目：轴承外圈的加工工艺设计及其改进系别：应用工程系

专业：机电一体化技术

班级：机电14-4

姓名：朱鹏

指导教师：高创宽

2016年 4 月26日

毕业设计原创性声明

本人所呈交的毕业设计说明书是本人在导师的指导下进行的设计工作所取得的成果。据我所知，除设计中已经注明引用的内容外，本设计不包含其他个人已经发表的成果。对本设计的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在设计说明书中作了明确说明并表示谢意。

作者签名：日期：

目录

1.零部件功能与结构 (4)

1.1滚动轴承工作原理 (4)

1.2滚动轴承功能(作用) (4)

1.3滚动轴承结构分析 (4)

2.轴承外圈零件图 (5)

3.轴承外圈零件工艺分析 (5)

4.轴承外圈加工工艺设计 (5)

4.1加工工艺路线拟定 (5)

4.2填写工艺卡 (6)

5.轴承外圈加工工序设计 (6)

5.1工序二：车外圆Φ52.27×7滚道Φ40.74×3.8轴承 (6)

5.2工序三：车外圆Φ52.27×8滚道Φ48.7×15轴承 (8)

6.轴承外圈加工的改进 (10)

设计总结 (12)

参考文献 (13)

致谢 (14)

附件1-1 (15)

附件2 (16)

1.零件功能与结构

1.1滚动轴承工作原理

滚动轴承借助于在内、外圈之间滚动体的滚动实现力的传递。内圈紧配合于轴颈上，外圈与所配合装置之间允许有少许的转动。当轴转动时，内圈随轴颈回转，并引导滚动体一面绕其轴心自转；一面沿内外圈滚道公转。轴承有径向间隙和轴向游隙，以保证滚动体能自由转动。滚动体与内、外圈之间的相对运动属于纯滚动。保持架用于维持各滚动体之间的相对位置，防止歪斜和相互碰撞，保证滚动体能沿滚道均匀分布。

1.2滚动轴承功能（作用）

滚动轴承用于支承轴及轴上零件，并保持轴的正常工作位置和旋转精度。1.3滚动轴承结构分析

滚动轴承属于轴套类零件，一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。

滚动体与内外圈材料要求有高的硬度和接触疲劳强度、良好的耐磨性和冲击韧性。一般用含铬合金钢（GCr15、GCr6、GCr15SiMn、GCr9等）制造，热处理后硬度可达HRC61-65。

套圈及滚动体一般采用高碳铬钢制造。多数轴承使用JIS钢种的SUJ2、大型轴承使用SUJ3制造。在需要耐冲击的情况下，轴承材料多选用铬钢、铬钼钢、镍铬钼钢，并采用渗炭淬火，使钢从表面至适当的深度有一个硬化层。具有适当的硬化深度，细密的组织，合适硬度的表面及心部硬度的渗炭轴承，比使用轴承钢的轴承具有优良的耐冲击性。

进口轴承一般都实施了真空脱气处理。因此，所用材料清净度高，氧气含量少，质量好。同时经过恰当的热处理，轴承的滚动疲劳寿命显著提高。

此外，还有可用于在污染环境中工作的不锈钢；用于特殊场合的陶瓷材料；还有耐热性优良的高速钢。

本文的轴承外圈材料选用GCr15。

2.轴承外圈零件图

图1-1 轴承外圈零件图

3.轴承外圈零件图工艺分析

轴承外圈结构简单，属于一般的轴套类零件。

主要加工表面要求：外径尺寸Φ52.27±0.03；表面粗糙度Ra1.0μm；滚道尺寸Φ40.74±0.03；倾斜角度14°2 '10''；∠S'E（倾斜度）:0.03；—LE（直线度）:无凹形和波浪形。该零件其余加工表面加工精度均较低，不需要高精度机床进行加工，通过车削加工即可达到表面粗糙度以及尺寸公差要求。

4.轴承外圈加工工艺设计

4.1加工工艺路线拟定

4.1.1方案一

工序一、毛坯备料Φ55×16

工序二、车外圆Φ52.27×7、滚道Φ40.74×3.8

工序三、车外圆Φ52.27×8、滚道Φ48.7×15

工序四、检验

工序五、清洗防锈

4.1.2方案二

工序一、毛坯备料Φ55×16

工序二、车外圆Φ52.27×8、滚道Φ48.7×15

工序三、车外圆Φ52.27×7、滚道Φ40.74×3.8

工序四、检验

工序五、清洗防锈

选择：对于方案二而言，若基面选择不好，会影响零件尺寸精度，这会大大影响零件加工合格率；采用方案一所加工产品的合格率比方案二更稳定，也同样能完成加工要求，故而选择方案一。

4.2填写工艺卡

见附件1-1。

5.轴承外圈加工工序设计

该加工工序主要为车外圆和滚道2个工序，下面重点对其予以介绍。

5.1工序二：车外圆Φ52.27×7、滚道Φ40.74×3.8

5.1.1设备选择

选用CKA6136i数控车床。

5.1.2定位基准与装夹方案

未加工表面外径Φ55、滚道Φ46这一面可用为定位基准，装夹方案为气压三爪卡盘自定心装夹。

5.1.3加工顺序

先车外圆Φ52.27×7mm,再车滚道Φ40.74×3.8mm。

5.1.4刀具选择

VP15TF外圆车刀、VP15TF内孔车刀。

5.1.5切削用量选择

(1) Φ52.27×7mm外圆

①背吃刀量单边余量为Z=0.015

a p =（d w—d m）/2

a p =(55-52.3)/2=1.35mm

②进给量根据《机械制造工艺与机床夹具设计指导第2版》有关公式

计算可得：

f=0.5mm/r

③切削速度v c=( π d w n )/1000

v c=（3.14×55×1600）/1000=251.2m/min

5.1.6填写工序卡

见附件2-2。

5.1.7数控编程

O2051；程序名

M8；冷却开

T0101；VP15TF外圆车刀

G50 S1600；限制最高车床转速1600

G96 S200 M03；恒速控制转速200 主轴正转

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；