轴承套的加工设计.docx
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轴承套的加工设计
轴承套的加工设计
题目___轴承套设计_______
目录
绪论1
摘要2
关键词2
1生产纲领、确定生产类型3
2.零件图分析3
2.1如图1-1所示的轴承套3
2.1轴承套的技术条件和工艺分析4
2.1.1技术条件4
2.1.2工艺分析4
2.2材料的选择4
2.3毛坯的选择5
2.4选择设备，装夹5
2.5确定主要加工表面的工序尺寸及公差内孔加工余量及偏差6
2.5.1外圆φ220Ra0.0087
2.5.1外圆φ222Ra0.0087
2.5.2外圆φ258，Ra3.28
2.5.3外圆φ1958
2.5.4内孔φ165JS69
2.6选择加工方案11
2.7确定加工顺序及进给路线11
2.8确定加工顺序及走刀路线12
2.9切削用量的选择12
3拟定精密轴承套加工工艺过程卡片13
3.1确定工件原点13
3.2精密轴承套加工工艺过程卡片13
3.3编写加工程序及说明16
总结19
致谢20
参考文献21
绪论
机械制造业的竞争，其实就是数控技术的竞争，这种竞争是全方位的。
目前，随着国内数控机床用量的剧增，特别是随着高刚度整体铸造床伸、高速运算数控系统和主轴运平衡等新技术的采用以及刀具材料的不断发展，现代切削加工朝着高速、高精度和强力切削方向发展。
数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，数控技术的应用是提高制造业产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段。
本次毕业设计是我们学院对机电一体化专业所学知识与能力的综合训练，亦是一次全面针对我们所学知识的检查。
本毕业设计主要介绍了轴承套的工艺分析，与加工方案，全方位的运用了所学的知识，如：
《机械制图》、《金属材料工艺学》、《测量与公差》、《零件的编程》等学过的理论知识。
准备阶段：
通过实习，实际调研主要了解零件加工的工艺过程，收集有关轴承套的技术资料；同时了解其加工的过程和所起的作用，通过调研对该机工作原理基本上有一个完善的认识，并达到预期的目的。
设计阶段：
此阶段主要是对所搜集的技术资料进行整理，画出正规的零件工作图，根据零件的作用正确的选择毛坯，根据零件的精度正确的选择机床。
同时正确的编程。
在此过程中，认真查寻资料，做到设计每一步均有根据，确凿可信。
满足所要求的技术条件，在较短时间内圆满完成学校所下达的各项任务要求。
答辩阶段：
该阶段是检查验收阶段，通过答辩来我们检查对知识的掌握与运用情况，使学校老师对我们每位学生的所学知识方面有一个全面性的了解。
总之，通过这次的毕业设计，使我深深地感受和领略到，掌握知识与运用知识的重要性。
理论联系实际使我们对理论知识更加巩固，实践就为我们走向社会打下了坚实的基础.
本次的毕业设计任务较为繁重，自己的知识水平有限，设计的过程中还存在诸多问题，希望各位老师对其指出和改正，我在此对您深表感谢
摘要：
由轴承套零件图对轴承套进行工艺分析，根据轴承套的技术要求选择毛坯，确定其加工路线、装夹方案、选择刀具，编写数控加工工艺程序，并填写工艺卡片。
本课题主要介绍了轴承套零件的数控车削加工方法。
通过对其进行数控加工工艺分析，即其零件图的工艺分析、定位基准及装夹方式的选择、加工顺序及进给路线的确定、加工刀具的选择和切削用量（背吃刀量、进给量和主轴转速）的确定；然后对其数控加工作了介绍，如编程原点的选择、程序的编制等，采用CKA6150数控车床，使用FANUC0i-Mate-TC系统并编写了数控加工程序和进行数控加工。
近年来，数控加工发展迅速，已成为提高产品质量和劳动生产率必不可少的手段。
它的发展和广泛使用，给机械制造业带来了深刻的变化，成为当今制造业的发展方向。
通过轴承套的工艺分析及数控车削加工，发现与普通机床相比，其有显著的特点：
（1）精度高，可实现优质稳定生产。
（2）效率高，大大减少了加工过程中的停车次数和停车时间。
（3）高柔性，工艺适应性强，只要修改程序或作局部调整，便可实现工艺转换。
（4）自动化程度高，不需专用夹具及专用量具。
这表明了运用数控车床加工轴承套零件，提高了产品质量，降低了生产成本，在很大程度上弥补了普通机床的不足之处。
关键词：
轴承套工艺编程
1生产纲领、确定生产类型
设计题目给定的零件轴承套，该产品年产量为4000件，设其备品率为4%，机械加工废品率为1%，则该零件的年生产纲领为：
N=Qn（1+a%）（1+b%）
式中N——零件的年生产纲领（件/年）；
Q——产品的年生产纲领（台/年）；
n——每台产品中该零件的数量（件/台）；
a%——该零件的备品率；
b%——该零件的废品率。
代入上公式N=Qn（1+a%）（1+b%）
=10x420x（1+4%）x（1+1%）=4300（件）
由上可知轴承套的年产量为4200件，查表可知该产品为中批生产。
2.零件图分析
2.1如图1-1所示的轴承套
材料为45钢，每批数量为200件。
该轴承的主要工作表面为内、外圆表面，且内、外表面的形状精度和位置精度要求较高，表面粗造度值较小，孔壁较薄且易于变形。
该轴承套的主要结构要素有：
内、外圆柱面，端面，外沟槽，盲孔等
图1-1轴承
2.1轴承套的技术条件和工艺分析
2.1.1技术条件
该轴承套中，根据加工精度的技术要求可以看出，有主要的加工表面和次要的加工表面。
1.主要的加工表面
外圆柱面φ220±0.015mm，φ220±0.015mm外圆主要与轴承座内孔相配合，它的尺寸精度为IT7，表面粗糙度Ra为0.8um；内孔φ165js6主要与传动轴相配合，它的尺寸精度为IT6，表面粗糙度Ra为0.8um；外圆柱面φ220±0.015mm，φ222±0.015mm对φ165js6内孔的同轴度公差为0.02mm，以保证轴承在传动中的平稳性；左端均匀分布8个φ8的孔。
2.次要的加工表面
两端端面的表面粗糙度Ra为3.2um；外沟槽2×504mm；内孔两端的倒角为C2，外圆未注倒角c2。
2.1.2工艺分析
该轴承套属于长套筒，材料为45钢，其加工表面，有一定位置要求。
分述下：
（1）以Φ199外圆为粗基准
这一组加工表面包括：
Φ220，Φ222圆，切10mm的槽和右端面
（2）以Φ220外圆面为基准，
这一组加工表面包括：
粗，精Φ195，Φ258的外圆，左端面和镗165js6的盲孔
（3）Φ195的外圆为基准，精加工Φ220的外圆，车504mm的槽
（4）Ф220的外圆为精基准，镗165js6的盲孔
（5）Ф8的油孔采用普通钻床即可加工出来
（6）Φ195的外圆为基准，磨Φ220，Φ222的外圆
2.2材料的选择
套筒类零件常用材料为铸铁、钢、青铜，本设计轴承套选45钢，45钢具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等.
2.3毛坯的选择
一般套筒零件选择热扎或冷拉棒料，或实心铸件，由轴承套的图样分析可知，轴承套属于长套筒类零件，又因为而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，而本图纸孔直径大于20mm，遂采用Φ150mm空心锻件.这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。
如图1-2
图1-2毛坯图
2.4选择设备，装夹
根据被加工零件的外形和材料等条件,可选用车床粗加工，数控车床精加工，钻床（普通钻床），磨床。
该轴承套，由于毛坯是空心锻件，因此选择外圆轴线为定位基准、外圆面和中心孔为定位基面，以加工轴的装夹方式来粗加工和半精加工轴承套的外圆。
加工孔，以外圆定位，粗、精加工内孔。
外圆、端面精加工时，以内孔表面为定位基面，采用心轴装夹方式，来保证外圆与内孔的同轴度。
如下图1-3所示：
图1-3
2.5确定主要加工表面的工序尺寸及公差内孔加工余量及偏差
2.5.1外圆φ220Ra0.008
尺寸公差
工序名称
工序余量
工序所能达到的经精度等级
工序尺寸
工序尺寸及公差
精磨
0.1
Js7（±0.015）
Φ220
Φ220±0.015
粗磨
0.2
H9（0-0.062）
Φ220.1
Φ220.10-0.062
半精车
1.5
H11（0-0.160）
Φ220.3
Φ220.30-0.160
粗车
2.0
H13（0-0.390）
Φ221.8
Φ221.80-0.390
毛坯
±1
Φ226
Φ226±1
2.5.1外圆φ222Ra0.008
尺寸公差
工序名称
工序余量
工序所能达到的经精度等级
工序尺寸
工序尺寸及公差
精磨
0.1
Js7（±0.015）
Φ222
Φ222±0.015
粗磨
0.2
H9（0-0.062）
Φ222.1
Φ222.10-0.062
半精车
1.5
H11（0-0.160）
Φ222.3
Φ222.30-0.160
粗车
2.0
H13（0-0.390）
Φ223.8
Φ223.80-0.390
毛坯
±1
Φ226
Φ226±1
2.5.2外圆φ258，Ra3.2
尺寸公差
工序名称
工序余量
工序所能达到的经精度等级
工序尺寸
工序尺寸及公差
半精车
1.8
h11（0-0.190）
Φ258
φ2580-0.190
粗车
2.3
h13（0-0.460）
Φ259.8
φ259.80-0.460
毛坯
±1
Φ262.1
Φ262.1±1
2.5.3外圆φ195
尺寸公差
工序名称
工序余量
工序所能达到的经精度等级
工序尺寸
工序尺寸及公差
半精车
1.8
h11（0-0.190）
Φ195
Φ1950-0.190
粗车
2.3
h13（0-0.460）
Φ196.8
φ196.80-0.460
毛坯
±1
Φ199
Φ199±1
2.5.4内孔φ165JS6
孔的加工方法及其经济精度等级、常用的加工路线见下表
尺寸公差
工序名称
工序余量
工序所能达到的经精度等级
工序尺寸
工序尺寸及公差
浮动镗
0.07
JS6（±0.0125）
Φ165
Φ165±0.0125
精镗
0.13
Js9（±0.0557）
Φ164.93
φ164.93±0.0557
半精镗
1.8
JS11（±0.125）
Φ164.87
φ164.87±0.125
粗镗
13
JS12（±0.2）
Φ163.2
φ163.2±0.2
毛坯
±1
Φ150
Φ150±1
2.6选择加工方案
制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。
除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
轴承套的工艺路线如下：
下料→车两端面→粗车各外圆→精车各外圆，车槽，倒角→镗孔→磨外圆→检验。
图1-3为外轮廓的走刀路线
工序一：
锻造毛坯
工序二：
以Φ199的外圆为基准，车右端面和粗车Φ220，Φ222的外圆以及切10mm的退刀槽
工序三：
以Ф220的外圆为基准，车左端面，粗车Φ258和Φ195的外圆
工序四：
以Φ195的外圆为基准，半精加工Φ220，Φ222的外圆,504mm的槽和右端面倒角2×45°
工序五：
以Ф220的外圆为基准，半精加工Φ258和Φ195的外圆
左端面倒角2×45°
工序六：
上镗床，加工孔Ф165，以Φ195为基准，粗镗—半精镗-精镗-浮动镗，Ф165孔尺寸达到Ф165js6。
工序七：
上镗床，加工孔Ф165，以Φ220js7为基准，粗镗—半精镗-精镗-浮动镗，Ф165孔尺寸达到Ф165js6。
工序八：
上磨床，以Φ195的外圆为基准，粗磨-精磨Φ220，Φ222的外圆达到220js7，Φ222js7
工序九：
检验
2.7确定加工顺序及进给路线
加工顺序的确定按由内到外、由粗到精、由近到远的原则确定造车网,在一次装夹中尽可能加工出较多的工件表面。
结合本零件的结构特征,可先加工内孔各表面www.MMS,然后加工外轮廓表面。
2.8确定加工顺序及走刀路线
零件空内外表面采用车刀加工，选择适当的切入切出长度，以提高加工精度，并减小相邻两次进给之间的接刀痕迹。
应该题给的槽很大，现采用切与车结合的方式确定切槽刀刀光宽为4mm
孔加工各工步的刀具直径根据加工余量和孔径确定。
该零件加工所选刀具详见表1-1轴承套零件数控加工刀具卡片。
表1-1轴承套零件数控加工刀具卡片.........
刀具号
刀具规格名称
数量
加工内容
主轴转速（r/min）
进给速度（mm/r）
备注
T01
90°外圆偏刀
1
粗，精车车外圆Ф220Js7Ф222Js7至70mm，698mm车外圆Ф195和Ф258分别至40mm，20mm车槽504，倒小端2×45°
500
900
0.3
0.15
T02
切槽刀
1
粗，精加工10mm的槽
500
0.2
T03
镗刀
1
镗Ф165js6的盲孔
1000
2000
0.1
0.05
T04
磨刀
1
磨外圆Ф220js7，Ф222js7分别
2000
0.05
2.9切削用量的选择
3拟定精密轴承套加工工艺过程卡片
3.1确定工件原点
（1）粗，精车外轮廓，及内孔，以工件左端面中心线交点为工件原点
（2）粗，精车大端面，以工件右端面中心线为工件原点
3.2精密轴承套加工工艺过程卡片
工序
工步
工序内容
设备
工艺装备
10
下料，棒料Ф270x770
锯床
20
粗车
1
三爪卡盘夹坯料外圆，平端面
车床
45°车刀
2
三爪卡盘夹坯料外圆一夹一顶装夹工件Ф216切槽10mm
90°车刀，顶尖
3
三爪卡盘夹坯料外圆一夹一顶装夹工件，车Ф220js7，Ф222js7，Ф216h11。
90°车刀
4
掉头，用三爪卡盘夹Ф220js7外圆，夹紧，找正，车端面，保证总长761.
45°车刀
5
用三爪卡盘夹Ф220js7外圆，一夹一顶装夹工件，车Ф195h11，Ф258h11。
90°车刀
30
精车
1
用三爪卡盘夹Ф195h11外圆，一装顶装夹工件，找正，夹紧车220js7外圆，留磨削余量0.3，
90°车刀
2
车Ф216至图纸要求
90°车刀
3
车Ф220js7外圆，留磨削余量0.3，长度124mm
90°车刀
4
用三爪卡盘装夹Ф195h11外圆，在Ф220js7外圆安装中心架找正，移去顶尖，车端面至图纸要求
90°车刀，
中心架
5
掉头，用三爪卡盘装夹Ф220js7外圆，移去中心架，另一端用顶尖顶住，夹紧，找正，车Ф195h11外圆至图纸要求。
长度40，
90°车刀
6
车外圆Ф258至图纸要求
90°车刀
7
用三爪卡盘装夹Ф220js7外圆，在Ф220js7外圆安装中心架，找正，夹紧，车端面，保证总长758.
45°偏刀
8
钻8xФ9至Ф8.75
麻花钻
9
铰孔8xФ9至图样要求
铰刀
40
镗孔
1
用三爪卡盘装夹Ф195外圆，在Ф220js7外圆安装中心架，找，镗内孔Ф167js6至图样要求，留磨削余量0.4mm
T617
镗杆，镗刀
2
掉头，用三爪卡盘装夹Ф220js7外圆，在Ф222js7外圆安装中心架，找正，镗内孔Ф167js6至图样要求，留磨削余量0.4mm
镗杆，镗刀
50
磨外圆及端面
1
装螺母压紧心轴，按Ф220js7，Ф222js71外圆找正，夹紧，磨Ф22js7，Ф222js7，外圆至图纸要求
M1432A
60
镗内孔
1
掉头，用三爪卡盘夹Ф220js7外圆，在Ф222js7外圆安装中心架，找正，磨Ф165js6内孔至图纸要求
2
掉头，用三爪卡盘夹Ф195h11外圆，在Ф222js7外圆安装中心架，找正，浮动镗Ф165js6内孔至图纸要求
70
检验合格入库
3.3编写加工程序及说明
（1）车外轮廓
O0001;
N10T0101;
N20S500M03;
N30G00X221.8Z2.0F0.3;
N40G01X-2Z0
N45G00X100Z1000
N50T0202;
N60S500M03F0.2;
N70G00X225.0Z-70.0;
N80G01X216.0;
N90G01X225
N100G01Z-73;
N110G01X216.0;
N120G01X225;
N130G01Z-76;
N140G01X216;
N150G01X225;
N160G00X100Z100;
N170T0101;
N180S500M03F0.3;
N190G00X225Z2;
N200G71U2R1;
N210G71P220Q230U0.2W0F0.3;
N220G01X220;
Z0;
Z-76;
X216;
Z-574;
X222;
Z-698;
N230X259.6;
M00;
M03S900;
G70P220Q230U0W0F0.15;
G00X100Z100;
M30;
（2）调头车端面，外轮廓Ф195h11，Ф258h11
O0002;
T0101；
S500M03F0.3;
G00X200Z20.;
G71U2R1;
G70P10Q20U0.2W0F0.3;
N10G01X195;
Z0;
Z-40;
X258;
N20Z-62;
S900M03;
G71P10Q20U0W0F0.15
G00X100Z100;
M30;
（3）上钻床，钻孔.铰孔8xФ9
（4）上镗床，镗孔Ф165js6
O0002;
T0303；
S1000M03;
G00X150Z2;
G71U2R-1;
G71P10Q20U-0.5W0F0.1;
N10G01X169;
Z0;
X165Z-2;
N20Z-120;
M00;
S2000M03;
G70P10Q20U0W0F0.05;
G00X100Z100;
M30;
（4）
（4）上磨床，磨Ф220js7，Ф222js7至图纸要求
谢辞
到此，我的论文即将结束了，走的最快的总是时间，来不及感叹在完成终稿的时刻，我的思想同周围凝固的热气一样停驻了，大学生就这样结束了，在这几年的大学生活中充满了酸甜苦辣，自己不知道学校留下了什么但我知道学校赋予了我许多无形的财富。
毕业了，自己的学涯也许到此为止了，可眼前的路还很长很长，心中充斥着些许迷茫，但我必须整理心情，背上行囊，坚定的踏上新的征程……
经过近两个月的查资料，整理材料，写作论文，今天终于可以顺利的完成论文了。
在设计之前，我借阅了相关资料，学习了相关软件，为自己做毕业设计做良好的铺垫。
对毕业设计中的难题，我及时上网查阅资料，虚心向老师、同学请教。
考虑问题也能从多方面，多角度考虑，培养了严谨、细致的工作作风，培养了工程技术人员所应具备的基本素质，为进入机械行业做必要的准备。
通过在湖南我来了电子商务有限公司的实习让我深深知道能力的培养不可忽略。
我觉得这次设计的完成，不仅锻炼了我进行设计的工作能力，培养了我独立思考的能力，解决困难的方法，并且也教会了我独立创新﹑力求先进的思想。
同时我认识到：
不管什么事，都要用心去做，世上无难事只怕有心人。
我在这次的设计中费了大量时间，尽一切力量争取将设计做到最好。
我在这段时间内所有的收获，对我今后的学习和工作会是一笔难得的财富由于本人理论知识有限，对软件的运用不太熟练，在设计过程中难免存在很多的错误和不足，恳请老师批评指正。
这次毕业设计是在向老师的指导下完成的，在此过程中，向老师给予了我悉心的指导与帮助，并主动找我交流问题，给予了我大量的资料。
并及时的指出我设计中的不足之处以及需要改进的地方，在此我真诚的感谢向老师，向老师您幸苦了。
同样也感谢传授我知识的老师，是你们悉心教导使我有了良好的专业课知识，这也是论文得以完成的基础。
大学时光悠悠走过，在这里，我度过了人生中最美好的时光。
在这里，我从一个做梦的少年变成了一个意气蓬发的青年，在这里，我踏上了新的人生之路，在论文即将完成之际，我的心情久久不能平静，从刚开始的设计到现在论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学给了我无言的帮助，在这里请接收我诚挚的谢意。
舍不得大学时光，舍不得自己敬爱的老师，舍不得自己的同学伙伴们……。
参考文献
[1]艾兴、肖诗纲，《切削用量简明手册》北京：
机械工业出版社1994
[2]李益民，《机械制造工艺设计简明手册》北京：
机械工业出版社1994
[3]王绍俊，《机械制造工艺设计手册》北京：
机械工业出版社1987。
[4]赵家齐，《机械制造工艺学课程设计指导》北京：
机械工业出版社1994
[5]陆剑中、孙家宁，《金属切削原理与刀具》北京：
机械加工出版社1994
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