空调压缩机轴承车削加工工艺设计DOC.docx
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空调压缩机轴承车削加工工艺设计DOC
河南师范大学新联学院
本科毕业设计
学号：
空调压缩机轴承车削加工工艺设计
专业名称：
材料成型及控制工程
姓名：
指导教师：
2016年5月
空调压缩机轴承车削加工工艺设计
摘要
空调压缩机是空调系统的核心部件。
随着人们对生活舒适性的要求越来越高，各种
新式空调系统不断出现，这也推动了空调压缩机制造技术的不断进步。
空调压缩机从目前的发展趋势来看，结构是否紧凑、高效节能以及微振低噪这些特点是制造空调压缩机技术一直追求的目标。
压缩机是空调制冷设备的心脏、它是空调不可或缺的核心部件。
通常、人们将输送气体介质并能够提高气体压力为目的的机械称为压缩机。
在蒸气压缩式制冷装置中、压缩机是主要部件之一。
在蒸气压缩式制冷系统中压缩机的作用是:
对由蒸发器吸入的低压再由低温制冷蒸气加压，然后送到冷凝器中进行冷凝。
压缩机能够为制冷系统的运行提供强大的动力，因此需要消耗大量的功。
空调压缩机功能
空调压缩机的功能是借助外力维持制冷剂在制冷系统内的循环，来自蒸发器的低压，低温的制冷剂蒸气被压缩机吸入，压缩制冷剂蒸气使其温度和压力升高，将制冷剂蒸气送往冷凝器，在热量吸收和释放的过程中，就实现了热交换。
简单的说，
空调压缩机相当于是一个冷热源的交换工具。
本次设计涉及的压缩机是滑片式压缩机。
滑片式压缩机的上部是电动机，它的下部是压缩机，整个的压缩机内部差不多完全的浸在冷冻油中。
由偏心轴带动压缩机里面的转子，在沿着缸壁在气缸内滚动。
压缩腔完成压缩与排气的过程，旋转式压缩机主要的特征是旁边有一个气液分离器。
压缩机主要由气缸、上轴承、下轴承、滚子和划片等组成。
上轴承是压缩机的主要零部件之一。
同曲轴、下轴承、气缸相配合，形成封闭的空间，来确保压缩机的正常工作。
本次设计的主要对象是对上轴承端面、丙部、内径及外圆的加工。
重点是用数控车床对表面进行车削加工的加工工艺以及工艺装备的设计与分析。
本次设计所涉及的知识面有加工工艺、零件的安装、数值的计算、刀具性能、测量及CAD制图等。
此外还涉及到量具的使用。
关键词：
压缩机上轴承车削加工
Abstract
Airconditioningcompressoristhecorecomponentoftheairconditioningsystem.Alongwiththepeopletothelifecomfortablerequestmoreandmorehigh,various
Newairconditioningsystemscontinuetoemerge,whichalsocontributedtothecontinuousimprovementofairconditioningcompressormanufacturingtechnology.Airconditioningcompressorfromthecurrentdevelopmenttrendofview,thestructureiscompact,efficientenergysavingandlownoisevibrationofthesecharacteristicsistheproductionofair-conditioningcompressortechnologyhasbeenthepursuitofthegoal.Thecompressoristheheartofairconditioningandrefrigerationequipment,itisanindispensablecorecomponentofairconditioning.Machines,whicharecommonlyreferredtoasthemachine,arecommonlyreferredtoascompressorsforthepurposeofdeliveringagasmediumandforincreasingthegaspressure.Thecompressorisoneofthemaincomponentsinthevaporcompressionrefrigerationsystem.Invaporcompressionrefrigerationsystem,theeffectofthecompressoris:
thelowpressurefromtheevaporatorsuctionandthenbythelowtemperaturerefrigerationvaporpressure,andthentothecondenserforcondensation.Thecompressorcanprovideastrongpowerfortheoperationoftherefrigerationsystem,soitneedstoconsumealargeamountofwork.
Airconditioningcompressorfunction
Thefunctionofairconditioningcompressorisoutsidehelptomaintaincirculationofrefrigerantinarefrigerationsystem,fromtheevaporatorofthelowpressure,lowtemperaturerefrigerantvaporissuckedintothecompressor,refrigerantvaporcompressiontothetemperatureandthepressureincreased,willbesenttothecondenserofrefrigerantvapor,intheheatabsorbingandreleasingprocess,andrealizetheheatexchange.Simplysay,
Airconditioningcompressorisquiteacoldandheatsourceoftheexchangetool.
Thedesignofthecompressorisaslidingvanecompressor.Theupperpartoftheslidingvanetypecompressorisanelectricmotor,andthelowerpartofthecompressorisacompressor.Theeccentricshaftdrivestherotorinsidethecompressor,alongthewallinrollingcylinder.Compressionchambertocompletetheprocessofcompressionandexhaust,themainfeatureoftherotarycompressoristhenexttoagas-liquidseparator.Thecompressorismainlycomposedofacylinder,anupperbearing,alowerbearing,rolleranddicingetc..
Bearingisoneofthemaincomponentsofthecompressor.Withthecrankshaft,thelowerbearing,andthecylindertoformaclosedspace,toensurethenormalworkofthecompressor.Themainobjectofthisdesignistothebearingendface,thethirdpart,theinnerdiameterandtheoutercircleprocessing.Thekeypointistousethenumericalcontrollathetocarryontheturningprocessingcraftaswellasthecraftequipmentdesignandtheanalysis.
Thedesignoftheknowledgeinvolvedintheprocessingtechnology,partsoftheinstallation,numericalcalculation,toolperformance,measurementandCADgraphics,etc..Inadditiontotheuseofmeasuringtools.
前言6
1.图纸分析及加工内容7
1.1上轴承零件图分析：
7
1.2加工内容7
2.选定毛坯7
2.1轴承的作用8
2.2加工前准备8
2.3上轴承毛坯设计8
3.拟定工艺路线9
3.1拟定工艺路线时应注意的问题9
都其有良好的结构工艺性。
9
3.2加工方法10
3.3工序及工步的设计10
4.工件安装及机床刀具12
4.1定位基准的选择12
4.1.1基准的选择原则12
4.1.2粗基准的选择13
4.1.3精基准的选择13
4.2工件的定位方式13
4.3刀具的选择14
4.3.1对刀具材料的基本要求14
4.3.2常用的刀具材料15
4.3.3数控加工常用刀具的种类及性能15
4.3.4刀具选择依据16
4.4切削用量的选择18
4.5量具19
标准量具19
通用计量器具（万用量具）19
常用量具19
测量方法21
5.机床夹具22
5.1数控车床夹具的分类22
5.2工件在数控车床上的装夹22
5.2.1常用装夹方式：
22
5.2.2采用找正的方法22
5.2.3薄壁零件的装夹22
结论23
工序卡片24
参考文献27
致谢28
前言
机械加工工艺指的是用机械加工的方法改变毛坯的尺寸、形状、性质和相对位置使其成为合格零件的过程，加工工艺是工人进行加工时的一个依据。
能够实现产品设计保证产品的质量。
是节约能源、降低消耗非常重要的手段。
在制订工艺规程的过程中、往往要对前面确定的内容进行调整，来提高经济效益。
在执行工艺规程的过程中，可能会出现没有预料到的情况，比如生产条件的变化，新的技术新工艺的引进，新材料及先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修正和完善。
1.图纸分析及加工内容
1.1上轴承零件图分析：
零件图是制订零件工艺非常重要的依据，以便对零件图进行工艺分析，了解零件的功用及工作性能，分析零件的技术要求，以便更好的掌握构造特点和工艺关键。
本次设计主要分析轴承各个表面及内径的车削加工工艺，其成品结构尺寸如图1.1所示：
图1.1：
工序成品尺寸图
1.2加工内容
如图1.1是各表面尺寸及相关尺寸要求，由图可知需加工内容有：
P面、Q面、Φ15.8内孔、凸台（Φ21凸台外圆柱面、Φ23凸台外圆柱面、Φ26凸台外圆柱面）、Φ110.26外圆；该工件表面主要是由圆柱表面和平面组成。
需要对工件毛坯件上的各个圆柱表面、平面进行车削加工。
这样才能够得到成品。
2.选定毛坯
2.1轴承的作用
上轴承采用滑动轴承，与滚动轴承相比同等体积的载荷能力大，振动和噪音相对较小，使用精密度要求高，便于提高压缩机的气密性。
上下轴承与气缸两端面连接形成密闭空腔，与下轴相互配合来支撑偏心轴的旋转，其内径与偏心轴相互配合。
其内径表面开有螺旋油槽，便于完全润滑以减小摩擦。
同时，上轴承上还有排气阀、焊接孔等组件。
焊接孔使上轴承外圆与压缩机筒体焊接，采用三点焊接结构将整个机芯固定在筒体内，以保证压缩机正常平稳的运行。
上轴承零件一般选用的是粉末冶金材料或者铸铁材料。
具体采用哪一种材料要根据压缩机的类型进行具体分析。
2.2加工前准备
铸件毛坯种类的选择不仅影响毛坯的制造工艺，而且还与工件的机械加工工艺和加工质量息息相关。
因此，毛坯制造要与机械加工工艺人员密切配合，合理地确定毛坯的种类与结构尺寸，以提高加工效率和经济效率。
空调压缩机轴承材料为灰铸铁，硬度为HRB89-93，需要大批量生产。
查《实用机械制造工艺设计手册》表2-1毛坯的种类、制造方法及适用场合可知，选择机械砂型铸造，以提高生产效率。
查《铸造工艺设计》表1-7铸铁件和非铁合金铸件最小铸孔尺寸，综合生产成本的考虑，该毛坯为实芯铸造。
2.3上轴承毛坯设计
由于上轴承零件为法兰类零件，工作时要承受的交变载荷比较大，上轴承零件分析件的材料是铸铁HT250,生产类型为大批量生产、零件的长径比比较大、因此，从以上各个方面考虑，应采用的是铸造毛坯。
毛坯的形状以及尺寸主要由零件组成表面的形状、结构、尺寸和加工余量等因素确定
、并尽量与零件相接近、这样就能够减少机械加工的劳动量，争取达到很少或没有切削加工。
但是，由于现有毛坯制造技术以及成本的限制，还有产品零件的加工精度和表面质量要求越来越高；所以，铸件毛坯的某些加工表面要留有一定的加工余量，以便通过机械加工来加工符合技术要求的零件。
通过以上对上轴承结构尺寸及各表面的精度分析设计零件上轴承的毛坯图，具体结够如图2.1：
：
毛坯零件图2.1
3.拟定工艺路线
3.1拟定工艺路线时应注意的问题
零件在切削加工过程中具备良好的工艺性能，应主要考虑以下几方面问题:
（1）满足使用性要求:
这是设计和制造零件的根本目的，是考虑零件结构工艺性的前提。
（2）统筹兼顾、全面考虑：
产品的制造包括毛坯生产、切削加工、热处理和装配等工艺过程，这些过程都是有机地联系在一起的。
在结构设计时，要尽可能使各个生产阶段
都其有良好的结构工艺性。
（3）零件结构工艺性的优劣随生产条件的不同而异:
在进行零件的结构设计时，必须考虑现有设备条件、生产类型和技术水平等生产条件。
对零件的工艺性分析主要包括两个方面：
1）对零件的技术要求分析
零件的技术要求分析主要包括以下几个方面：
①加工表面的形状精度与位置精度；
②各个加工表面之间及加工表面和不加工表面之间的相互位置精度：
③加工表面质量和表面粗糙度方面的要求；
2）零件的结构工艺性分析
零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性与经济性，是评价零件结构设计优劣的主要技术指标之一。
主要包括以下几个方面：
①便于机床装夹并能有效减少装夹次数；
②加工过程中方便进刀、退刀和测量，便于观察切削加工情况；
③尽量减少走刀次数和加工面积，以提高生产效率；
④尽可能减少刀具种类，选取标准刀具，降低生产成本；
⑤改善加工条件，必要时采取多刀、多件加工；
⑥有适合地定位基准。
3.2确定加工方案
大批大量生产时，采用多刀、多轴等高效的自动数控车床。
批量生产应尽可能采用效率较高的半自动数控车床。
使工序适当的集中，可以有效地提高生产率。
根据各表面加工的要求和各种加工方法所能够达到的经济精度，确定各个表面的加工方案如下:
内孔：
对于内孔的加工有着严格的精度要求，确定加工方案是：
首先应进行粗钻，然后对粗钻后的内孔进行车削加工，在粗钻后进行的车削加工是粗车；最后进行精车削加工以达到设计精度要求。
外轴环：
由于轴承的加工对外轴环外径精度要求极高，所以采用先粗车——再粗车——最后精车；
工件凸台外圆柱面：
粗车——精车；
P面：
粗车——精车；
Q面：
粗车——精车。
3.3工序及工步的设计
（1）工序划分的原则
在数控车床上加工零件时、常用的工序的划分原则有两种。
第一种是保持精度原则工序一般要求是尽可能集中，粗加工、精加工通常会在一次装夹中能全部完成。
为了减少热变形和切削力变形对工件形状、位置精度、尺寸精度及表面粗糙度产生影响，应该将粗加工和精加工分开来进行。
第二种是提高生产效率原则为了减少换刀的次数，节省换刀所用的时间，进而提高生产效率，应将需要用同一把刀加工的零件部位全部完成后，再换另一把刀来加工其他无法用同一把刀加工的部位、同时应尽量减少空行程。
（2）确定加工的顺序
制定加工顺序一般遵循下列原则：
先粗加工后精加工：
按照粗车——半精车——精车的顺序进行，逐步提高对工件加工的精度。
先近后远：
先加工离对刀点近的部位、离对刀点远的部位后加工，这样可以缩短刀具移动的距离，还可以减少空行程时间；此外，先近后远车削还有利于保持毛坯件或半成品件的刚性，改善被加工零件的切削条件。
内外交叉：
对内表面和外表面都需加工的零件，应先对内外表面进行粗加工；后进行内外表面的精加工。
基面先行：
对于用作精基准的表面应优先进行加工。
定位基准的表面越是精确，装夹的误差越小。
根据加工要求和各种加工方法所能达到的经济精度，确定的加工路线如下:
工序一：
钻中心孔、车Q面和轮毂
钻中心孔：
钻——扩——精车
车Q面和轮毂：
粗车——精车
工序二：
车内孔、P面和外圆
车内孔：
粗车——精车
车外圆和P面：
由于Φ110.26外圆精度要求高，要求（粗车——粗车——粗车）；P面、先粗车——再精车
加工中可能出现的主要问题及解决方案，如下表：
工序
常见问题
原因
解决方案
注意事项
工序一
内孔不良
刀具磨损或刀具未锁紧
更换刀片、锁紧刀片
按时间进行检查
工序一
孔径偏小
刀具磨损或崩口
更换刀具
注意刀具的磨损程度
工序二
厚度不良
刀具磨损严重
及时调整刀补或
更换刀具
工件发热严重时应立即更换刀片
工序二
厚度不良
机床参数未及时修正
更换道具后要及时测量厚度、调整刀补修正参数
换刀后要锁紧刀片
工序二
P面与Q面平行度不良
装夹不当
标准化装夹方法
装夹时注意工件是否放平
工序二
外径不良
刀具磨损
更换刀尖
经常更换粗车所用刀片
4.工件安装及机床刀具
4.1定位基准的选择
4.1.1基准的选择原则
（1）基准重合原则，选用设计基准作为其定位基准，以消除定为基准和设计基准不重合所带来的误差。
（2）基准同一原则，当零件以某一精基准定为进行加工的时候，应当尽可能的加工其他的面、孔、或者是倒角等。
尽可能早的把这一精基准选出来之后，并且达到相应精度的加工，此后的工序均以之为基准进行加工。
这样可以降低工装设计制造费用，提高加工的效率，减小误差。
（3）自为基准的原则，工件进入精密加工或者是其他的要求加工余量尽可能小并且均匀的工序时，要选择所加工的表面作为定为基准。
（4）互为基准的原则，在加工位置要求较高的时候，加工余量要求均匀的时候，可以采用互为基准反复加工。
（5）操作简单、装夹方便、定位准确。
基准的选择特点：
（1）足够的加工余量、非加工表面、位置要符合技术要求
（2）定位基准面应该有足够大的接触面，可以承受大切削力，保证定位的准确性
4.1.2粗基准的选择
本应选作底面为粗基准对其他表面进行加工，以使得各个被加工表面之间的余量均匀。
但是底面是分模面，在铸造中分模面表面的缺陷多、误差大，所以应该选用毛坯余量比较小的丙部外圆面为粗基准，可使工件的定位可靠，方便夹紧。
选择粗基准时要考虑到，加工面与非加工面之间的位置关系，为了保证此关系应当选取非加工面为粗基准。
当工件具有多个加工表面时，应当充分考虑到各个加工面的加工余量。
对于工件上一些重要的表面，为了使各个表面的加工余量均匀，应当选取工件最重要的表面作为粗基准。
选择粗基准时要注意避免重复使用的现象，因为重复使用会造成较大的定位误差，对工件的结构尺寸造成影响。
所选取的粗基准面应当为平面，尽可能的要避开倒角、浇注口、飞边等缺陷。
4.1.3精基准的选择
精基准应选用工件被加工过的表面作为设计基准，为避免由定位基准、设计基准不重合而引起的定位误差；并且遵循“基准重合”的原则，所以采用了设计基准底面为精基准同时也能够避免由于基准变换而产生的误差，提高了各个加工表面之间的位置精度，同时也简化了数控车床夹具的设计和制造工作量。
4.2工件的定位方式
对轴类零件，一般采用轴两端中心孔作为定位基准。
因为轴类零件的各外圆、锥孔、螺纹等表面的设计基准一般都是中心线，选择两端中心孔定位符合基准重合原则，加工时能达到较高的相对位置精度，且工件装夹方便。
套类零件加工一般采用互为基准原则，即加工内圆表面以外圆为基准，加工内圆表面以内圆为基准。
用两中心孔定位装夹工件以两个中心孔为基准装夹在车床的前、后顶尖上，用鸡心夹和拨盘带动工件转动
用中心孔定位的优点是：
加工过程不仅基准重合，而且基准统一，有利于保证各表面间较高的位置精度。
用中心孔定位的缺点是：
增加了加工中心孔的工序；顶尖孔深度不准确时，不能保证轴向尺寸精度，为此可以同时用中心孔及一个端面定位；需要用鸡心夹等传递转矩，但不能在一次安装中加工完轴的全长。
用外圆柱表面定位装夹较短的轴类零件常用三爪自定心卡盘或四抓单动卡盘定位夹紧；较长的轴类零件则要在另一端钻中心孔，利用后顶尖支撑，以提高工件刚性。
4.3刀具的选择
刀具的材料主要指的是：
刀具的切削部分所使用的材料。
刀具切削工件性能的好坏，直接影响着生产效率、被加工工件的质量和生产的成本。
它的切削性能，主要还是取决于切削部分所使用的材料；其次才是刀具的几何形状、结构的选择及设计是否合理。
4.3.1对刀具材料的基本要求
在切削工件的过程中，刀具切削使用部分要承受很大的切削力，还承受着切屑变形、加工过程中与工件摩擦产生的高温；要想保持刀具的切削能力，刀具应具备下列的切削性能。
较高的硬度、良好的耐磨性
刀具材料的硬度一定要高于被加工工件的材料硬度、常温下硬度一般至少应在HRC60以上；一般来说，刀具材料的硬度越高，它的耐磨性也越好。
足够的韧性及强度
刀具切削的部分会承受非常大的切削力、冲击力。
所以，刀具材料本身必须要有足够高的强度和良好的韧性。
良好的耐热性和导热性
刀具材料的耐热性能是指：
在高温下仍然能够保持自身的硬度及强度，耐热性越好，刀具材料在高温的时产生的抗塑性变形能力、抗磨损的能力就会越强；刀具材料的导热性越好，在切削时产生的热量就会越容易传导出去，从而能够降低刀具切削部分的温度，减轻刀具的磨损。
良好的工艺性
为方便制造，刀具的材料必须具有良好的可加工性能。
包括机械加工性能（热塑性、可焊性、淬透性）及热加工性能。
良好的经济性
4.3.2常用的刀具材料
刀具材料种类非常
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