轴承端盖工艺设计

专业课程设计

（零件工艺设计部分）

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班级：机械工程学院09级工业工程班指导教师：李方义、查黎敏

2013年1月17日

一、零件的工艺分析

1、端盖的用途

端盖是应用广泛的机械零件之一，是轴承座的主要外部零件。

端盖的一般作用是：轴承外圈的轴向定位；轴承工作过程的防尘和密封（除本身可以防尘和密封外，也常和密封件配合以达到密封的作用）；位于车床电动机和主轴箱之间的端盖，主要起传递扭矩和缓冲吸震的作用，使主轴箱的转动平稳。因此该零件应具有足够的强度、刚度、耐磨性和韧性，以适应其的工作条件。该零件的主要工作表面为左右端面以及左端面的外圆表面，在设计工艺规程时必须重点考虑。端盖加工工艺的可行性与合理性直接影响零件的质量、生产成本、使用性能和寿命等。

2、端盖工艺性分析

该端盖主要由平面、外圆面以及孔系组成，其结构简单、形状普通，属于一般的盘盖类零件。端盖主要加工表面有左、右和凸台等三个端面，Φ47和Φ80两个外圆面，Φ34和Φ16两个内圆面，密封圈内槽以及六个均布的Φ7的通孔。要求其Φ7孔的右端加工平面对于基准A的垂直度公差是0.03mm，端盖的Φ47外圆面与基准A的同轴度误差为0.03mm，其次就是均布的φ7孔的加工端面要求为平面，可以防止加工过程中钻头偏斜以保证孔的加工精度。

其中，端面和内外圆面均要求车削加工，可以采用半精车和粗车，并且粗、精加工应分开进行，以保证表面粗糙度要求；φ7通孔的加工采用钻铰来达到精度要求。其余非配合表面加工精度较低，不需要高精度机床加工，通过粗车和半精车就可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法加工出来；此外，该零件材料为铸铁HT200，切削加工性能较好。

综上所述，该端盖零件的工艺性能良好。

（1）工件的时效处理

对于毛坯为铸件的盖类零件，因其各部位厚度不均匀，存在较大的铸造内应力，容易造成变形等缺陷，因此必须安排人工时效处理。对于本端盖，其精度要求一般，则可利用粗、精加工工序间的自然停放和运输时间，得到自然时效处理的效果。其自然时效处理的时间越长越好，否则会影响端盖配合精度的稳定性。

对于特别精密的端盖，在粗加工和精加工工序间还应安排一次人工时效，以消除铸造内应力，提高精度稳定性。

（2）加工工艺的顺序应先面后孔

作为端盖上主要的两类加工表面——平面和孔，从定位稳定可靠的角度上分析，平面比孔要优越得多，同时还可以使孔的加工余量均匀；从加工难度上分析，平面比孔容易加工；从有利加工的进行上分析，采用先加工平面后加工分布在平面上的孔，由于铸件表面的凹凸不平和夹砂等缺陷已被切除，大大有利于孔加工的进行。

（3）加工阶段粗、精加工分开

端盖为铸铁件，预留的加工余量较多，在粗加工中切削余量较大，夹紧力、切削力较大，且削热较多，因此对加工精度影响也较大；再加上粗加工是切削毛胚表面金属，工件内应力重新分布，也会引起工件变形。因此，粗、精加工分为两个加工阶段，有利于把粗加工后，由于各种原因引起的工件变形充分暴露出来，在精加工阶段得以消除。

（4）工件的清洗

同时，清洗这一步也十分重要。清洗工作对保证机器装配质量、延长机器使用寿命均有重要意义，尤其是对精密配合件、密封件更为重要。清洗的目的是除去零件表面上的油污及杂质。常用的清洗液有煤油、汽油、碱液及化学清洗液等，清洗时可采用擦洗、浸洗、喷洗超声波清洗等方法。

3、端盖的技术要求

端盖的各项技术要求如下表所示

该端盖主要实现轴承轴向定位的功能，必须满足端盖的位置度要求，即垂直度和同轴度的要求，因此加工精度要求较高；端盖在工作中需承受载荷，为增加其耐磨性，对端盖要求时效处理。

二、零件毛胚的选择

1、确定毛坯种类

由于该端盖在工作过程中要承受冲击载荷，为增强强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用铸件。材料采用灰铸铁HT200，它是有容易变形、吸振性好、耐磨性强及切削性好等优点。该端盖的轮廓尺寸不大，生产类型为中批产量，为提高生产率和铸件精度，减少加工余量，宜采用金属模机器造型方法铸造毛坯，毛坯拔模斜度为5°。此外为消除残余应力还应安排人工时效。

2、确定毛坯的尺寸公差：

（1）铸件公差等级：

由端盖的功能和技术要求，确定该铸件毛坯的尺寸公差等级为CT-10。

（2）铸件材质系数：

确定端盖的材料为HT200。

（3）锻件分模线形状：

根据该端盖的形位特点，选择零件方向的对称平面为分模面，属于平直分模线。（4）零件表面粗糙度：

该端盖的各加工表面粗糙度如零件图所示。

3、确定加工余量

该零件各表面的加工余量是由各个表面的粗糙度、加工方法以及加工等级来确定的。

（1）左端面加工余量的确定

（4）Φ80外圆面加工余量的确定

（5）Φ47外圆面加工余量的确定

工序名称 工序加工余量（单面）/mm 工序尺寸/mm 表面粗糙度/µm 总余量/mm 精车 0.4 47 1.6 5.2

半精车 0.7 47.8 3.2 粗车 1.5 49.2 6.3 毛坯

52.2

（6）Φ16内圆面加工余量的确定

工序名称 工序加工余量（单面）/mm 工序尺寸/mm 表面粗糙度/µm 总余量/mm 半精车 0.7 16 3.2 4.4

粗车 1.5 14.6 6.3 毛坯

11.6

（7）Φ34内圆面加工余量的确定

工序名称 工序加工余量（单面）/mm 工序尺寸/mm 表面粗糙度/µm 总余量/mm 粗车 1.5 34 6.3 3

毛坯

31

（8）6×Φ7均布通孔加工余量的确定

工序名称 工序加工余量/mm 工序尺寸/mm 表面粗糙度/µm 总余量/mm 扩 1.8 7 6.3 7

钻 5.2 5.2 12.5 毛坯

4、毛坯零件图