毕业论文《滚动轴承的加工工艺设计》

1滚动轴承加工工艺设计摘要:滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一，具有摩擦阻力小，功率消耗少，起动容易等优点。本文对滚动轴承的加工工艺进行了研究和设计。主要内容包括滚动轴承的类型、性能与特点，滚动轴承的工作情况，滚动轴承尺寸的选择，轴承零件的加工工艺特点，轴承加工的工艺过程及轴承装置的设计。通过了解滚动轴承的主要类型、性能与特点，结合实际需要中的产品要求，选择合适的轴承及所对应的加工工艺流程。关键词:滚动轴承；性能；工艺设计RollingbearingprocessingtechnologydesignAbstract：Rollingbearingisoneofthecomponentsarewidelyusedinmodernmachinery,theadvantagesofsmallfrictionalresistance,lesspowerconsumption,easystarting,etc.Thispaperstudiedtheprocessingtechnologyoftherollingbearinganddesign.Maincontentsincludingthetypes,performanceandcharacteristicsoftherollingbearingandrollingbearingworkingcondition,thechoiceofrollingbearingsize,machiningprocesscharacteristicsofbearingparts,bearingmachiningprocessandthedesignofthebearingassembly.Throughunderstandingthemaintypesofrollingbearing,theperformanceandcharacteristics,combinedwiththeactualneedsoftheproductrequirements,selecttheappropriatebearingandthecorrespondingprocessingtechnologicalprocess.Keywords：Rollingbearing;Performance;Processdesign2目录1摘要………………………………………………………………………………12滚动轴承的主要类型及其代号…………………………………………………22.1滚动轴承的主要类型、性能与特点………………………………………42.2滚动轴承零件结构的常用术语……………………………………………52.3滚动轴承的代号……………………………………………………………63滚动轴承类型的选择……………………………………………………………83.1选择轴承时的考虑因素……………………………………………………83.2具体选择……………………………………………………………………104滚动轴承产品的性能要求………………………………………………………115滚动轴承零件的加工工艺特点…………………………………………………115.1滚动轴承零件的生产特点…………………………………………………115.2滚动轴承零件工艺过程的特殊性…………………………………………126滚动轴承生产的一般工艺过程…………………………………………………137滚动轴承套圈车削加工…………………………………………………………147.1车削加工的内容和方法分类………………………………………………147.2套圈车削的位置精度和定位基准选择……………………………………157.3车削套圈的尺寸公差及余量的确定………………………………………177.4套圈车削加工的切削用量…………………………………………………207.5套圈车削加工所用的夹具…………………………………………………218套圈的热处理工序………………………………………………………………2139套圈的磨削………………………………………………………………………229.16203轴承套圈的磨削过程………………………………………………229.2套圈磨削用夹具……………………………………………………………2410钢球加工…………………………………………………………………………2510.1钢球加工的基本工艺路线………………………………………………2510.2钢球加工余量的确定……………………………………………………2611保持架加工………………………………………………………………………2712轴承的装配………………………………………………………………………2812.1装配的基本工艺路线……………………………………………………2812.2轴承零件的组装方法……………………………………………………28参考文献……………………………………………………………………………30致谢…………………………………………………………………………………3142滚动轴承的主要类型及其代号2.1滚动轴承的主要类型、性能与特点滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一，它是依靠主要元件间的滚动接触来支承转动零件的。滚动轴承的基本结构如图1所示，它由内圈、外圈、滚动体和保持架等4部分组成。内圈用来和轴颈装配，外圈用来和轴承座孔装配。通常是内圈随轴颈回转，外圈固定，但也可用于外圈回转而内圈不动，或是内、外圈同时回转的场合。当内、外圈相对转动时，滚动体即在内、外圈的滚道间滚动。图1滚动轴承的基本结构按照轴承所能承受的外载荷不同，滚动轴承分为荷的轴承。承受径向载荷和轴向载向心推力轴承：能同时的轴承；向载荷推力轴承：只能承受轴；可承受不大的轴向载荷的轴承，其中有几类还向载荷向心轴承：主要承受径AR推力轴承中与轴颈紧套在一起的叫轴圈，与机座相联的叫座圈。向心推力轴承的滚动体与外圈滚道接触点（线）处的法线N-N与半径方向的夹角α叫轴承的接触角；轴承实际所受的径向载荷Fr与轴向载荷Fa的合力与半径方向的夹角β叫载荷角。5图2不同类型的轴承的承载情况国标中根据轴承所受载荷的方向和滚动体类型，共分九种基本类型，见文献[1]表13-1。2.2滚动轴承零件结构的常用术语2.2.1结构表面名称(1)滚道轴承外圈上有供钢球(或滚子)滚动的槽，这些槽叫做外沟(或外滚道)；同样，内圈上供钢球(或滚子)滚动的槽叫做内沟(或内滚道)。外沟(又称外沟道)、外滚道和内沟(又称内沟道)、内滚道统称为滚道。内圈上的滚道简称内滚道；外圈上的滚道简称外滚道。(2)内径和外径滚动轴承内径是指内圈内孔表面的直径；外径是指外圈外表面的直径。(3)内外径和外内径滚动轴承内圈上最大外表面的直径叫做内外径；外圈上最小内表面的直径叫做外内径。6图3滚动轴承结构表面术语表1.1滚动轴承结构表面术语2.3滚动轴承的代号我国国标GB/T272-93规定了滚动轴承代号的表示方法。滚动轴承代号由前置代号、基本代号、后置代号组成，用字母和数字等表示。2.3.1基本代号内圈外圈did2dBDeD、E2DC内径内滚道直径内外径宽度外径外滚道直径外内径宽度7基本代号用来表示轴承的内径、直径系列、宽度系列和类型，一般最多为五位数。轴承内径用d表示。基本代号右起第一、二位数字为内径代号。对常用内径d=20~480mm的轴承，内径一般为5的倍数，这两位数字表示轴承内径尺寸被5除得的商数，如04表示d=20mm;12表示d=60mm等等。对于内径为10mm、12mm、15mm和17mm的轴承，内径代号依次为00、01、02和03。对于10mm和大于500mm的轴承，内径表示方法另有规定，可参看GB/T272—93。轴承的直径系列（既结构相同、内径相同的轴承在外径和宽度方面的变化系列）用基本代号右起第三位数字表示。直径系列代号有7、8、9、0、1、2、3、4和5对应于相同内径轴承的外径尺寸依次递增。对于向心轴承和向心推力轴承，0、1表示特轻系列；2表示轻系列；3表示中系列；4表示重系列。推力轴承除了用1表示特轻系列之外，其余与向心轴承的表示一致。轴承的宽度系列用基本代号右起的第四位数表示。宽度系列代号有8、0、1、2、3、4、5和6，对应同一直径系列的轴承，其宽度依次递增。多数轴承在代号中不标出代号0，但对于调心滚子轴承和圆锥滚子轴承，宽度系列代号0应标出。直径系列代号和宽度系列代号统称为尺寸系列代号。2.3.2后置代号轴承的后置代号用字母和数字等表示轴承的结构、公差及材料的特殊要求等等。内部结构代号是表示同一类型轴承的不同内部结构，用字母紧跟着基本代号表示。如接触角为150、250和400的角接触球轴承分别用C、AC和B表示内部结构的不同。轴承的公差等级分为2、4、5、6、6x和0级六个级别，依次由高到低，其代号分别为/P2、/P4、/P5、/P6、/P6x和/P0，其中6x级仅用于圆锥滚子轴承；0级为普通级，在轴承代号中不标出。常用的轴承径向游隙系列分为1组、2组、0组、3组、4组和5组，共6个组别，径向游隙依次由小到大。0组游隙是常用的游隙组别，不标出，其余的游隙组别在轴承代号中分别用/C1、/C2、/C3、/C4、/C5表示。82.3.3前置代号轴承的前置代号用于表示轴承的分部件，用字母表示。6308—表示内径为40mm，中系列深沟球轴承，正常宽度系列，正常结构，0级公差，0组游隙。7211C/P5—表示内径为55mm，轻系列角接触球轴承，正常宽度，接触角α=150，5级公差，0组游隙。3滚动轴承类型的选择3.1选择轴承时的考虑因素选用轴承时，首先是选择轴承类型。出发点：1.轴承所受工作载荷的大小、方向和性质；2.安装轴承的空间范围；3.对轴承性能的特殊要求或限制；4.高速轴承考虑轴承的极限转速；5.经济性。3.1.1轴承的载荷轴承所受载荷的大小、方向和性质，是选择轴承类型的主要依据。根据载荷的大小选择轴承的类型时，由于滚子轴承中主要元件间是线接触，9宜用于承受较大的载荷，承载后的变形也较小。而球轴承是点接触，宜用于承受较轻的或中等的载荷，故在载荷较小时，应优先选用球轴承。根据载荷的方向选择轴承类型时，对于纯轴向载荷，一般选用推力轴承。较小的纯轴向载荷可选用推力球轴承；较大的纯轴向载荷可选用推力滚子轴承。对于纯径向载荷，一般选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承。当轴承在承受径向载荷R的同时，还有不大的轴向载荷A时，可选用深沟球轴承或接触角不大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承；当轴向载荷较大时，可选用接触角较大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承，或选用向心轴承和推力轴承组合在一起的结构，分别承担径向载荷和轴向载荷。3.1.2轴承的转速在一般转速下，转速的高低对类型的选择不发生什么影响，只有在转速较高时，才会有比较显著的影响。轴承样本中列入了各种类型、各种尺寸轴承的极限转速。此极限转速是指载荷不太大（P≤0.1C，C为基本额定动载荷），冷却条件正常，且为0级公差轴承时的最大允许转速。但是，由于极限转速主要是受工作时温升的限制，因此，不能认为样本中的极限转速是一个绝对不可超越的界限。如果轴承的工作转速超过极限转速时，可采取下述的第五条措施。从转速对轴承的要求，可确定以下几点：1.球轴承与滚子轴承相比，有较高的极限转速，故在高速时应优先选用球轴承；2.在内径相同的条件下，外径越小，滚动体就越轻小，运转时滚动体加在外圈滚道上的离心惯性力就越小，因而就更适合用在更高的转速下工作。故在高速时，宜选用超轻、特轻及轻系列的轴承。重及特重系列的轴承，只用于低速重载的场合。如用一个轻系列轴承而承载能力达不到要求时，可考虑采用宽系列的轴承，或者把两个轻系列的轴承并装在一起使用。3.保持架的材料与结构对轴承转速影响极大。实体保持架比冲压保持架允许更高一些的转速。4.推力轴承的极限转速均很低。当工作转速高时，若轴向载荷不十分大，可采用角接触球轴承承受纯轴向力。5.若工作转速略超过样本中规定的极限转速，可用提高轴承的公差等级，或10适当地加大轴承的径向间隙，选