W013型深沟球轴承外圈沟位置和平行度测量仪定位平板的设计.docx

1、W013型深沟球轴承外圈沟位置和平行度测量仪定位平板的设计 毕业设计（论文）题目：W013型深沟球轴承外圈沟位置和平行度测量仪定位平板的设计系 别： 机 电 工 程 系 班 级： 数控0702 学 号： 学生姓名： 指导教师： 答辩日期： 引 言二十一世纪是一个高度发达的社会，随着人类文明的不断进步，这个态势必将旷日持久下去。在新的大社会环境下，我们要立足长远，对科学文化知识的掌握显得尤其重要。毕业设计是对每个毕业生知识学习的一项综合实践，让我们初步的接触到实际应用，从而也使我们大脑中存在着一个客观实体。数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控

2、制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。 现在，数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于

3、采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成。 近年来，随着计算机技术的发展，数字控制技术已经广泛应用于工业控制的各个领域，尤其是机械制造业中，普通机械正逐渐被高效率、高精度、高自动化的数控机械所代替。目前，我国的机械设备的数控化率不足20%，随着我国机制行业新技术的应用，我国世界制造业加工中心地位形成，数控机床的使用、维修、维护人员在全国各工业城市都非常紧缺，再加上数控加工人员从业面非常广，可在现代制造业的模具、钟表业、五金行业、中小制造业、从事相应公司企业的电脑绘图、数控编程设计、加工中心操作、模具设计

4、与制造、 电火花及线切割工作，所以目前现有的数控技术人才无法满足制造业的需求，而且人才市场上的这类人才储备并不大，企业要在人才市场上寻觅合适的人才显得比较困难，以至于导致模具设计、CAD/CAM工程师、数控编程、数控加工等已成为我国各人才市场招聘频率最高的职位之一。在各种招聘会上，数控专业人才更是企业热衷于标注“急聘”、“高薪诚聘”等字样的少数职位之一，以致出现了“月薪6000元难聘数控技工”，“年薪16万元招不到数控技工”的现象。据报载，我国高级技工正面临着“青黄不接”的严重局面，原有技工年龄已大，中年技工为数不多，青年技工尚未成熟。在制造业，能够熟练操作现代化机床的人才已成稀缺， 据统计，

5、目前，我国技术工人中，高级技工占3.5%，中级工占35%，初级工占60%。而发达国家技术工人中，高级工占35%、中级工占50%、初级工占15%。这表明，我们的高级技工在未来510年内仍会有大量的人才缺口。 随着产业布局、产品结构的调整，就业结构也将发生变化。企业对较高层次的第一线应用型人才的需求将明显增加。 而借助国外的发展经验来看，当进入产业布局、产品结构调整时期，与产业结构高度化匹配、培养相当数量的具有高等文化水平的职业人才，成为迫切要求。在本书中，以W013型深沟球轴承外圈沟位置和平行度测量仪定位平板的设计加工成形为主线，同时介绍了毛坯材料的选择，由材料的力学性能、化学性能以及物理性能等

6、确定热处理，还有夹具、刀具和刀具材料的选择，以及加工工艺分析和最终的由MasterCAM加工成实体，最后由计算机控制的数控机床进行加工，它在实际生产中结合了刀具，工件，机床的性能与企业自身的实际情况积累的加工实例，工艺参数和经验等。不但可以节省大量的人力、物力、财力，而且可以指导高速加工生产实践，达到提高加工效率，降低刀具费用，获得更高的经济效益。本书所设计的零件与在现代机械工业传递运动中占据重要作用的轴承制造过程中所用到的仪器密切相关，深沟球轴承的功用是支撑轴及轴上零件，使其回转并保持一定的旋转精度，减少相对回转零件之间的摩擦和磨损。合理的选择和使用深沟球轴承对提高机器的使用性能，延长寿命起

7、着重要作用。但是，对于轴承本身也要有很好的精度和质量，这样，才能保证硬件质量，提高和延缓轴承寿命。其中在轴承机械加工过程中重要的一步沟磨工序中要确保其尺寸和沟位、侧摆、曲率。确定其沟位和侧摆时所用到的仪器：w13型深沟球轴承外圈沟位置和平行度测量仪，其仪器上的零件平板，在测量过程中起着非常重要的定位作用。其形状精度平行度，和位置精度的大小将直接影响测量精度，测量误差。所以，本设计选用此平板为设计对象，高精度加工，以确保其形状精度和位置精度，同时，平板上的工艺孔的位置精度也非常重要，以及那些用以调节相对位置的键槽的相对位置精度也同等重要。本设计从最初的选材开始，到最后的数控加工成型，详细的描述了

8、设计加工的过程。但是由于我们在实际学习中更多的是以理论为主，而实践动手能力也就相对偏少，难免在实际加工制造的诸多方面考虑的不是很周详，不足之处客观存在，还望广大老师能够多多批评指正。在此，衷心感谢在毕业设计当中给予大力支持和指导的刘志刚老师，以及实习单位领导给予的帮助和单位同事们给予用电脑的方便，对我的毕业设计提供了各个方面的帮助、方便。得以让我顺利完成任务。独创性声明 本人声明所呈交的毕业论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。在无锡轴承厂实习期间，结合本人工作环境，工作有关仪器，选用作为质保科抽检用仪器（w013型深沟球轴承外圈沟位置和平行度测量仪器）上的定位平板作为设计对象，

9、由自己在指导老师的指导下独立完成，收集仪器说明书资料，上网收集与其相关的资料，并向仪器管理人员了解相关资料。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名： 日期：2010 年 5月 25 日 内 容 提 要本设计参考本人顶岗实习的实际情况，考虑工作环境，以及环境中接触的事物，w013型深沟球轴承外圈沟位置和平行度测量仪，决定以其测量仪上的重要部件定位板为毕业设计对象。从最初的接触到熟练的使用，了解掌握其工作原理后，参考其使用说明书上的一些工艺数据，对其进行设计加工。从最初的用途，一些性能要求，以及使用过程中要注意的细节和重视的步骤，考虑其使用环境，以及要求的使用寿命，防止损害要注意

10、的细节，从最初的选材入手，根据其强度，硬度要求，寿命大小，选择合适的材料，既能保证使用精度要求和使用寿命，还要虑经济成本，把消耗降低到最小。其次，根据成品的外形情况选择合理的机床。本课题为定位板，所以选择铣床较为合适，因为其是小批量加工，可以选择一般的夹具就行，然后根据其材料，加工精度选择合适的刀具，未加工之前，分析其工艺过程，怎样既能满足要求，又可以节约成本，工序，工艺都考虑加工的难易程度以及成本。最后确定工艺卡片，工序卡片，确定切削用量，加工路线，加工余量，确保加工过程的精度要求。最后总结毕业设计心得体会。引 言 I独创性声明 1 绪 论1.1w013型深沟球轴承外圈沟位置和平行度测量仪在

11、轴承制造业中的应用及原理. (1)1.2w013型测量仪的技术规格 (2)1.2w013型测量仪结构简述 (2)1.2w013型测量仪定位平板作用 (2)1.2w013型测量仪维护及保养 (2)2 各零件的加工工艺及程序设计2.1阀体的加工工艺 (3)2.2套筒的加工工艺 (9)2.3阀门的加工工艺 (12)2.4螺帽（一）的加工工艺 (15)2.5调节螺帽的加工工艺 (18)2.6螺帽（二）的加工工艺 (21)2.7垫圈的加工工艺 (24)2.8环（一）的加工工艺 (26)2.9环（二）的加工工艺 (28)2.10把手的加工工艺 (31)致 谢 (34)参考文献 (35)毕业设计任务书 (3

12、6)1绪 论深沟球轴承在轴承中是应用较为广泛的一种，价格便宜，制造较为简单，且其性能应用较为广泛，所以，它是轴承制造业中大批量生产的一种轴承，而其生产过程中很重要的沟磨工序中用到的测量工具：深沟球轴承外圈沟位置和平行度测量仪，在生产过程中也担负着重要的角色！1.1，w013型深沟球轴承外圈沟位置和平行度测量仪在轴承制造业中的应用： 测量仪外观图 w型系列沟位置测量仪为比较法机械式套圈沟位置测量仪器。系列用于深沟球轴承外圈沟位置和平行度的测量。本仪器用于滚动轴承制造厂和使用单位。本仪器用于在外沟道精磨时测量沟道位置以及测摆（即平行度），沟位的准确度直接影响到轴承的噪音、质量等级以及使用寿命。轴承

13、在工作时，高速运转，滚珠在沟道内高速自转和公转，当沟以两端面为测量基准侧得的沟位置相差不大时，滚珠在沟道内沿沟道接近呈圆形曲线运动，相对于端面基准跳动不大，滚珠规律运动，相反，滚珠运动不规律时，不仅噪音较大，而且严重衰减寿命。当侧摆较大时，滚珠在沿沟道运动的同时，左右摆动，震动，噪音很大，而且滚珠也会因此加速磨损，进而造成衰减轴承使用寿命。1.2，w013型测量仪的技术规格：1：可测外圈外径范围 1080mm2：可测沟中心至断面最大距离 10mm3：使用仪表 扇形或扭簧比较仪4：仪表分度值 0.0010.002 mm5：示值误差 -0.0010.001mm6：示值稳定性 0.0015mm7：每

14、小时平均可测数量 250只8：外形尺寸 350mmx190mmx210mm9：质量 11kg 1.3，w013型测量仪结构简述：测量仪主要由仪器体和测量架两大部分组成，结构紧凑，使用方便。仪器体部分主要由仪器体1、平板2、杠杆3、支板9、螺杆11和手柄17组成。平板2背面制有滑键装在仪器体1的左侧，可沿仪器体1的导槽、借丝杆11的调整上下移动位置，平板2用于装置被测件21，当测量件外径2280mm时，可用托轮4确定被测件位置。测量外径1022mm时，可另配定位叉和盘去确定位置，仪器体右侧装有前部镶有手柄17的丝杆，用以调整滑座18的位置，以适应被测件沟位置的要求。测量架部分主要由滑座18、支架

15、13、弹簧片19、杠杆20等组成。滑座18下部贯穿在手柄17内的丝杆上，可以使测量架的位置得以调整滑座18上面用弹簧片19与支架13连接，借弹簧片的弹力，支架13可向两侧微作转动。支架13前端装有杠杆20，其一端压有小台与比较仪10接触，另一端装置着夹持器6和测头5，直接与被测件21的沟槽接触，进行测量.使用时,按下杠杆3的手柄,使测头5离开测量位置.装上被测件21,使被测件的端面紧贴平板2松开杠杆的手柄.用手微着力向平板,托轮.旋转被测体21一周,此时比较仪10指示出被测件21沟中心至端面的最大距离和最小距离.最大距离和最小距离之差为平行差.按下杠杆3的手柄,取下被测件换上待测件进行测量.至

16、所有的待测件测量完毕.大批检查中应该随时以样圈校核测值.当测量仪示值不够稳定时，要检查所有紧固件，特别是弹簧片19的紧固情况。再检查杠杆20的可调轴承15的调整情况，间隙过大或转动不灵时调整至适度位置为止。检查托轮4的轴承精度，不合用时或者精度不高的时候就把托轮调换掉。检查平板2和测头5及有关定位件的磨损情况，必要的时候的侯进行修整或者把这些定位元件调换掉。1.4 w013型测量仪定位平板作用 W013型深沟球轴承沟位置和平行度测量仪上的定位平板在测量过程中起着非重要的作用。测量时，使轴承外圈的一面端面紧紧靠在平板上，以便测头能够在正确位置（沟底），以确保测量的准确性。所以，平板与仪器体之间配

17、合精度也要符合测量精度需求，设计加工过程中要确保其加工精度，确保其平行度要求和相对位置精；度要求，因为此平板为易损件，其材料也要求为耐磨损材料。轴承外圈放在测量仪上的时候，要靠平板和外圈支撑托轮来保证其放置的正确性，可见，平板和托轮对测量仪来说是同等重要的，在测量过程中，平板和零件高频率的接触，使平板的表面极易被磨损，如果不及时更换就会严重影响到测量精度。1.5w013型测量仪维护及保养1：仪器在包装及在较长时间内不使用的时候，所有以加工面包括镀铬件，应在充分清洗干燥后，涂上可靠防锈剂并加防护罩。2：仪器在包装时，必须固定在一定的位置或予以塞紧，防止位置移动和损伤零件。3：仪器在开箱使用时，应

18、首先检查所带零件和备换件的齐全和完好情况，并用航空汽油与工业汽油洗净，用软布擦干，另涂小量稀薄的润滑油。4：仪器在下列情况下正常使用：室内温度保持在2010;周围无粉尘和腐蚀性介质；放仪器的台子牢固稳定，无明显震动。5：仪器在调整使用和搬动时，严禁捶打碰磕和不正常拆卸。6：仪器在使用中，每班应给各调或转动部分加注优质润滑油7：定期检查和维修，调换各易损件，保持仪器精度。8：仪器在较长时间不用时，应给各金属表面涂上防锈剂，并保存在干燥的库房里。 本图片是本人在工作过程中使用的w013型深沟球轴承外圈沟位置和平行度测量仪，因其使用时间较长，表层防护漆有多处破损。但其内部保养一直很好，测量精度一直很

19、稳定，其定位板因为是易损件，所以一直注意保养，经常更换，通常两天到四天之间，就要校准一次。2工艺分析1材料的选择以及性能一：概述： 轴承为高速运转且精度要求较高，低噪音的动力连接元件。其高要求的加工精度就相应的要求有较为精密的测量仪器，本w013型深沟球轴承外圈沟位置和平行度测量仪的定位板是与轴承外圈沟道磨削零件接触频率较高的部件，所以，其是精度要求较高的易损件。故此，选取与轴承材料相同的GCr15， 选择合理性的标志，应是在满足零件的性能要求的条件下最大限度地发挥材料潜力，做到既要考虑提高材料强度的使用水平，同时也要减少材料的消耗和降低加工成本。同时要适应加工设备条件而设计加工工艺。选择的一

20、般原则，首先是满足零件使用性能的前提下，现时考虑工艺性、经济性。只要根据我国的资源情况尽量选择材料机械制造中最常用的材料是钢和铸铁，其次是有色金属合金，非金属材料如塑料、橡胶等，在机械制造中也得到广泛的应用。金属材料主要指铸铁和钢，它们都是铁碳合金，它们的区别主要在于含碳量的不同。含碳量小于2%的铁碳合金称为钢，含碳量大于2%的称为铁。1铸铁 常用的铸铁有灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。其中灰铸铁和球墨铸铁属脆性材料，不能辗压和锻造，不易焊接，但具有适当的易熔性和良好的液态流动性，因而可铸成形状复杂的零件。灰铸铁的抗压强度高，耐磨性、减振性好，对应力集中的敏感性小，价格便宜，但其抗拉强

21、度较钢差。灰铸铁常用作机架或壳座。球墨铸铁强度较灰铸铁高且具有一定的塑性，球墨铸铁可代替铸钢和锻钢用来制造曲轴、凸轮轴、油泵齿轮、阀体等。2钢钢的强度较高，塑性较好，可通过轧制、锻造、冲压、焊接和铸造方法加工各种机械零件，并且可以用热处理和表面处理方法提高机械性能，因此其应用极为广泛。钢的类型很多，按用途分，钢可分为结构钢、工具钢和特殊用途钢。结构钢可用于加工机械零件和各种工程结构。工具钢可用于制造各种刀具、模具等。按化学成分钢可分为碳素钢和合金钢。碳素钢的性能主要取决于含碳量，含碳量越多，其强度越高，但塑性越低。碳素钢包括普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。普通碳素结构钢（如Q215、Q235）

22、一般只保证机械强度而不保证化学成分，不宜进行热处理，通常用于不太重要的零件和机械结构中。低碳钢的含碳量低于0.25%，其强度极限和屈服极限较低，塑性很高，可焊性好，通常用于制作螺钉、螺母、垫圈和焊接件等。含碳量在0.1%0.2%的低碳钢零件可通过渗碳淬火使其表面硬而心部韧，一般用于制造齿轮、链轮等要求表面耐磨而且耐冲击的零件。中碳钢的含碳量在0.3%0.5%之间，它的综合力学性能较好，因此可用于制造受力较大的螺栓、螺母、键、齿轮和轴等零件。含碳量在0.55%0.7%的高碳钢具有高的强度和刚性，通常用于制作普通的板弹簧、螺旋弹簧和钢丝绳。合金结构钢是在碳钢中加入某些合金元素冶炼而成。每一种合金元

23、素低于2%或合金元素总量低于5%的称为低合金钢。每一种合金元素含量为2%5%或合金元素总含量为5%10%的称为中合金钢。每一种合金元素含量高于5%或合金元素总含量高于10%的称为高合金钢。加入不同的合金元素可改变钢的机械性能并具有各种特殊性质。例如铬能提高钢的硬度，并在高温时防锈耐酸；镍使钢具有良好的淬透性和耐磨性。合金钢较碳素钢价格高，对应力集中亦较敏感，因此只用于碳素钢难于胜任工作时才考虑采用。用碳素钢和合金钢浇铸而成的铸件称为铸钢，通常用于制造结构复杂、体积较大的零件，但铸钢的液态流动性比铸铁差，且其收缩率的铸铁件大，故铸钢的壁厚常大于10，其圆角和不同壁厚的过渡部分应比铸铁件大。 常用

24、钢铁材料的机械性能材料机械性能名称牌号抗拉强度 b(N/mm2)屈服强度 s(N/mm2)硬度(HBS)普通碳素结构钢Q215Q235Q255Q275335410375460410510490610215235255275优质碳素结构钢203545410530600245315355156197220合金结构钢18Cr2Ni4W35SiMn40Cr40CrNiMo20CrMnTi65Mn1187859819801079735835510785835834430260229247269 217285铸钢ZG230-450ZG270-500ZG310-570450550570230270310 1

25、30 143 153灰铸铁HT150HT200HT250145195240150200170220190240球墨铸铁QT450-10QT500-7QT600-3QT700-2450500600700310320370420160210170230190270225305二：材料选用的原则从各种各样的材料中选择出合用的材料是一项受到多方面因素制约的工作，通常应考虑下面的原则：载荷的大小和性质，应力的大小、性质及其分布状况对于承受拉伸载荷为主的零件宜选用钢材，承受压缩载荷的零件应选铸铁。脆性材料原则上只适用于制造承受静载荷的零件，承受冲击载荷时应选择塑性材料。零件的工作条件在腐蚀介质中工作的零件

26、应选用耐腐蚀材料，在高温下工作的零件应选耐热材料，在湿热环境下工作的零件，应选防锈能力好的材料，如不锈钢、铜合金等。零件在工作中有可能发生磨损之处，要提高其表面硬度，以增强耐磨性，应选择适于进行表面处理的淬火钢、渗碳钢、氮化钢。金属材料的性能可通过热处理和表面强化（如喷丸、滚压等）来提高和改善，因此要充分利用热处理和表面处理的手段来发挥材料的潜力。零件的尺寸及质量零件尺寸的大小及质量的好坏与材料的品种及毛坯制取方法有关，对外形复杂、尺寸较大的零件，若考虑用铸造毛坯，则应选用适合铸造的材料；若考虑用焊接毛坯，则应选用焊接性能较好的材料；尺寸小、外形简单、批量大的零件，适于冲压和模锻，所选材料就应

27、具有较好的塑性。经济性选择零件材料时，当用价格低廉的材料能满足使用要求时，就不应选择价格高的材料，这对于大批量制造的零件尤为重要。此外还应考虑加工成本及维修费用，使综合经济效益最高。综上所述，通过对比选取，GCr15即可满足的W013型深沟球轴承外圈沟位置和平行度测量仪的定位板工作需求 GCr15是应用最广泛的铬轴承钢，在工作时能承受很高的交变接触压应力。具有高而均匀的硬度和耐磨性，高的抗压强度和接触疲劳强度，足够的韧性和对大气、润滑油的耐蚀能力。为满足性能要求，一般W（C）=0.95%1.15%,高碳是为了保证具有高的强度和硬度以及足够的颗粒状碳化物，以提高耐磨性。主加合金元素为铬，W（Cr

28、）=0.4%1.65%，其主要作用是提高淬透性，并形成细小均匀分布的合金渗碳体（Fe,Cr）3C，阻止奥氏体晶粒长大，使淬火后获得细针状的马氏体或者隐晶马氏体，从而增加钢的韧性，并增加回火稳定性。但铬的含量也不能太高，否则会使淬火后残余奥氏体量增加，使零件的硬度和尺寸稳定性降低，并增加碳化物的不均匀性，降低韧性和疲劳强度。 常用轴承钢牌号、成分、热处理及用途牌号化学成分热处理回火后温度（HRC）用途举例CCrSiMn淬火温度回火温度GCr91.001.100.900.120.150.350.250.45810830水、油1501706266油中最大淬透直径为1415mm,主要用于制造直径20m

29、m的滚珠、滚柱及滚针。还可制造耐磨性零件，如坦克发动机上喷油嘴芯杆，油滤衬套等GCr9 SiMn1.001.100.900.120.450.750.951.25810830水、油1501606264壁厚12mm，外径250mm的套圈。直径为2550mm的钢球。直径小于22mm的滚子。GCr150.951.051.401.650.150.350.250.45825845水、油1501606266油中最大淬透直径为2325mm，用途最广的一种铬轴承钢，用于制造一般要求的微型、小型、中型、部分大型滚动轴承；并且还可作为合金工具钢，常用来制造冷冲模、量具、丝锥等；也常用来制造柴油机的精密偶件。GCr1

30、5SiMn0.951.051.401.650.450.750.951.25820840水、油15017062油中最大淬透直径为5065mm，主要用于制造部分大型滚动轴承，如壁厚大于等于12mm或外径大于250mm的套圈，直径为50200mm的钢球，直径大于等于23mm的圆柱滚子等。三：材料的热处理方法1：毛坯的选取 正确地选择毛坯是工艺技术员应该高度重视的问题。零件加工过程中工序的内容或工序数目、材料消耗、热处理方法、零件制造费用等都与毛坯的材料、制造方法、毛坯的误差及其余量有关。择毛坯的原则毛坯的制造方法应与材料的制造工艺性相适应。铸铁、铸钢和铸铝、铸铜等有色金属材料适合用铸造获得毛坯；要求强度和韧性好的重要钢质零件用锻造获得毛坯；焊接是快速获得毛坯的方法，但仅适宜于低碳钢。毛坯的制造方法应与生产类型相适应。大批量生产时应采用精度和生产率高的毛坯制造方法，以减少材料消耗和机械加工工作量。如用金属模铸造，熔模铸造，模锻，精锻等方法获得毛坯。而单件小批量生产时应采用精度和生产率均低的生产方法，如用手工造型、自由锻等方法获得毛坯。根据零件的形状和尺寸大小确定毛坯。一般情况下，形状复杂，尺寸大的 毛坯应采用生产率和精度都较低的砂型铸造或自由锻；而形状简单、尺寸小的毛坯可以用高精度高生产率（如压铸，精密模锻