机械毕业设计85扬州职业大学平挡圈型滚轮滚针轴承（KRV22PPX-T）设计与加工工艺

毕业设计（论文） 1 扬 州 职 业 大 学 毕业 设计（ 论文 ） 课题 ：平挡圈型滚轮滚针轴承 （ KRV22PPX-T）设计与加工工艺 姓 名： 彭 超 专 业： 数 控 技 术 班 级： 03 数控（ 1） 学 号： 0301040125 指导老师： 王 传 红 完成时间： 2006 年 5 月 毕业设计（论文） 2 目录 一 .设计的目的与要求 1.设计课题 的简介 -4 2.设计课题 的 结构分析 -4 3.参数符号 -4 4.设计计算 4.1 外形尺寸 -5 4.2 额定载荷 -6 4.3 滚动体及相关参数设计 -6 4.4 外圈的设计 -8 4.5 内圈的设计 -9 4.6 平挡圈的设计 -11 4.7 密封圈的设计 -12 4.8 保持架的设计 -14 二 .外圈 .螺栓轴 .保持架 工艺 设计 和 工艺文件 编制 1)确定毛坯材料 -16 2)基面的选择 -16 3)制定工艺路线 -17 4)机械加工余量、毛坯尺寸的确定 -19 5)确定切削用量 -19 三 .保持架 模具的设计 1）模具结构的选择 -22 2）冲模零件材料的选择 -23 3）拉深模工作零件材料的选择 -23 4）怎样确定圆形零件的拉深次数 -24 5）利用拉深系数确定拉深系数 -25 6） 保持架 的工艺计算 -25 四 .参考文献 -28 五 .小结 -29 毕业设计（论文） 3 序 言 毕业设计是我们学完了大学的全部有关于机械方面的基础课 、 技术基础课以及大部分专业课之后 进行的，这是我们在进行工作之前对所学各所有课程的一次深入的综合性的总复习 ,也是一次理论联系实际的训练 ,因此 ,它在我们三年的大学生活中占有重要的地位。 通过毕业设计的准备工作，进一步提高独立调研能力以及专业业务素质。并通过文献查阅、现场收集资料等工作。锻炼解决模具专业工程技术的问题的能力。 巩固深化扩充专业知识，并通过毕业设计中对涉及到的问题的分析研究，提出自己的观点，并完成设计任务，经历一次严格的综合的工程训练。独立的解决一个专门的本专业的工程技术问题或者一个理论问题，完成相应 的论文、图纸、外文翻译等工作， 进一步提高计算机应用 以及模具分析设计能力。 就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题 、解决问题的能力，为今后参加工作打下良好的理论和实际动手基础。 由于实际能力所限，这次的毕业设计尚中有许多不足之处，恳请各位老师给予批评和指导。 毕业设计（论文） 4 一 .产品结构的设计与计算 1. 设计课题 的简介 ： 本产品是一种新型的轴承，它的优点是便于客户的安装和使用 。本产品的设计实际是为了解决轴承和轴的安装精度， 它结合了滚动轴承和杆端轴 承的优点，有着较高的制造和装配精度。它不仅仅有着轴承的传动功能，而且很容易与外界相连，免去了传统的强硬装配，径向精度大大提高。 因此我设 计了螺栓型滚轮滚针轴承，给广大用户带来了方便，并受到市场的认可 ,考虑市场需求和厂的生产能力定制 年 生产纲领 10000套。 2. 设计课题 的结构 分析 ： 根据国标查得产品的有外圈 .螺栓轴 .滚针 .保持架 .密封圈 .挡圈组成， 通过结构分析主要设计外圈 .螺栓轴 .保持架，滚针 .密封圈 .挡圈可以设计后外协加工。（具体设计见下） 3.参数符号 (尺寸单位 :mm) 3.1 轴承、内圈、外 圈、挡圈符号 Cr -径向基本额定动负荷 （ kN） Cor -径向基本额定静负荷 （ kN） D-轴承公称外径 ， 外圈公称外径 d -轴承公称内径 ， 内圈公称内径 B-轴承公称宽度 C-外圈公称宽度 B1-内圈公称宽度 di -内圈滚道直径 aH -内圈润滑油孔位置 dy-内圈润滑油孔直径 db-内圈外挡边直径 a1-内圈外挡边宽度 Da-内圈内挡边直径 a2-内圈内挡边宽度 F-内圈滚道宽度 De-外圈滚道直径 D1-外 圈密封槽直径 D2-外圈挡边直径 E-外圈滚道宽度 b1-外圈密封槽宽度 b2-外圈挡边宽度 rs-最小装配倒角 d1-平挡圈公称外径 d2-平挡圈公称内径 B2-平挡圈宽度 r3-外圈非装配倒角坐标尺寸 毕业设计（论文） 5 r1-内圈装配倒角坐标尺寸 ra-内圈非装配倒角尺寸 rb-平挡圈倒角尺寸 3.2滚针符号 Z-滚动体的数量 Dpw-滚针中心圆直径 Dw-滚针公称直径 Dwe-滚针有效直径 Lw-滚针公称长度 Lwe-滚针有效长度 Rw-圆头 滚针端头半径 Rc -修正线母线圆弧部分半径 t -修正母线凸度部分长度 t1-滚针凸度测量点距滚针端面距离 -滚针凸度量 r-滚针倒角 3.3密封圈符号 Df-密封圈外径尺寸 Df1-密封圈唇口外径尺寸 df -密封圈内径尺寸 df1 -密封圈次内径尺寸 Bf-密封圈总宽度 tf-密封圈宽度 bf-密封圈唇口宽度 3.3保持架主要符号 Bc -保持架宽度 Dc -保持架外径 Dc1 -保持架内径 bc-保持架窗孔圆周宽度 bc2-保 持架内横梁窗孔宽度 C1 -相邻两窗孔中心距 Dc2-K型保持架外横梁小槽直径 Dc3-K型保持架内横梁外径 Dcp-保持架窗孔中心圆直径 lc-保持架窗孔长度 Sc-K型保持架内横梁厚度 毕业设计（论文） 6 4.设计计算 4.1 外形尺寸 平挡圈型滚轮滚针轴承的基本尺寸 d、 D、 B、 C、 rs应符合 GB6445-1996 的规定。 D=22 d1=10 B=36 B2=23 C=12 M=4 C1=0.6 rmin=0.3 d2=17.5 G:M10X1 LG=12 4.2 额定载荷 4.2.1径向额定动载荷 1c os 27/294/39/7r wewecm DZLifbC (图纸上标注 Cr值以 kN为单位，四舍五入至小数点后 1位 )式中 , mb 关于当前常用材料和加工质量额定系数，该值随轴承类型和设计不同而异。 对于滚针轴承 , mb =1.1。 cf 与 pwwe / DD 有关， cf 值见附表 1，中间值用线性插值法求取。 i ：轴承中滚动体的列数 fc=Dwe/Dpw=2/14.088 =0.142 查附表 1得： fc=87.7 Lwe=lw-2rmin =5-2x0.4 =4.2 1c os 27/294/39/7r wewecm DZLifbC =5.2KN 4.2.2 径向额定静载荷 2c o s)c o s1(44wewepwweor DLZiDDC(图纸上标注 Cor值以 kN为单位，四舍五入至小数点后 1位 ) 2c o s)c o s1(44wewepwweor DLZiDDC=44(1-2xcos90/14.088)x1x16x4.2x2xcos90 =5.1KN 4.3 滚动体及相关参数设计 4.3.1 滚针直径 Dw的计算（取值精度 0.1，允差统一取为 -0.01） Dw=0.5 KD（ D-d） 毕业设计（论文） 7 式中， KD的取值范围为： KD=0.20.3 注： Dw按靠近原则圆整至 GB309中的优选尺寸。 Dw=0.5x0.25x(22-10) =0.5x0.25x12 =1.5 查 GB309取： Dw=2.0 4.3.2 滚针长度 Lw的计算（取值精度 0.1，允差按表 1选取） 表 1： Lw允差 单位： mm 滚针公称长度 Lw 滚针长度允 差 超过 到 上差 下差 3 6 0 -0.18 6 10 0 -0.22 10 18 0 -0.27 18 30 0 -0.33 30 50 0 -0.39 50 80 0 -0.46 当有保持架时 Lw=C-2 KL1-2 KL2 注： Lw按靠近原则圆整至 GB309中的优选尺寸。 KL1,KL2查表 2，表 3 Lw= C-2 KL1-2 KL2 =12-2x3-2x1 =12-6-2 =4 查 GB309： Lw=5 表 2： KL1 系数 轴承公称内径 d KL1值 超过 到 - 6 2.5 6 15 3 15 - 4 表 3： KL2系数 外圈公称宽度 C KL2值 超过 到 - 20 1 20 24 2 24 30 4 毕业设计（论文） 8 4.3.3 滚针中心圆直径 Dpw 的计算（取值精度 0.001，允差统一取为 0.025） 当已知滚针组 内径 Fw和滚针组外径 Ew时， Dpw=（ Fw+Ew） /2 =（ 16.088+12.088） =28.176/2 =14.08 4.3.4 滚针数 Z的计算（取值精度 1） 有保持架时 Z= Dpw（ 1.7 Dw） =3.14x14.088/(1.7x2) =3.14x14.088/3.4 =13.1 考虑到载荷和滚针的对称性，取 Z=16个 4.4 外圈的设计 4.4.1 外圈滚道直径 De的计算（取值精度 0.001，允差按 G6） De=Dpw+Dw 并满足外圈壁厚（ D-De）轴承总壁厚（ D-d）的 45% De=Dpw+Dw =14.088+2 =16.088 (D-d)=22-10=12 (D-d)x45%=5.4 D-De=22-16.088=5.912 D-De(D-d)x45% 所以 De=16.088 4.4.2 外圈滚道宽度 E的计算（取值精度 0.1，允差按 0.05） E=Bc-tf 2-0.05 =7.7-2x0.6-0.05 =6.45 4.4.3 外圈挡边直径 D2的计算（取值精度 0.1，允差按表 6选取） D2=d2+6K4 =17.5+1.8 =19.2 表 5： K3、 K4系数 轴承公称内径 d K3值 K4值 超过 到 - 17 0.5 0.3 17 - 0.7 0.4 毕业设计（论文） 9 表 6： D2和 D1的允差 D2或 D1 超过 3 10 20 50 80 120 到 10 20 50 80 120 180 D2或 D1的允差 +0.08 0 +0.10 0 +0.13 0 +0.16 0 +0.19 0 +0.22 0 4.4.4 外圈挡边槽宽度 b2 的计算（取值精度 0.1，允差按 0.05） b2=（ C-E） 2 =(12-6.45)/2 =2.78 4.4.5 外圈密封槽直径 D1 的计算（取值精度 0.1，允差按表 6选取） D1 D2+2 K5 =19.2+2x0.7 =20.6 表 7： K5的值 内圈公称直径d K5 超过 到 20 0.7 20 30 1 30 1.2 4.4.6 外圈密封槽宽度 b1 的计算（取值精度 0.1，允差按 +0.1） b1=1.5 表 8： b1的值 内圈公称直径d b1 超过 到 10 17 1.5 17 - 2.5 4.5 内圈的设计 4.5.1 内圈宽度 B1的计算（取值精度 0.1，允差按 -0.12） B1=B-0.3 =12-0.3 =11.7 4.5.2 内圈滚道直径 di的计算（取值精度 0.001，允差按 h5） di=Dpw-Dw =14.088-2 =12.088 毕业设计（论文） 10 4.5.3 内圈滚道宽度 F的计算（取值精度 0.1，允差按 0.05） 当带保持架时 F= Bc + 0.1 =7.7+0.1 =7.8 4.5.4 内圈外挡边宽度 a1 的计算（取值精度 0.01，允差按 0.05） a1=（ B-F） 2 =(12-7.8)/2 =2.1 4.5.5 内圈外挡边直径 da1 的计算（取值精度 0.01，允差按表 10选取） da1=di-2 k6 =12.088-2x1 =10.088 表 9： K6的值 内圈公称直径d K6 超过 到 8 0 8 20 1 20 1.7 表 10： da1的允差 K6 0时 da1 超过 18 30 50 到 18 30 50 80 da1的允差 +0.036 +0.023 +0.043 +0.028 +0.052 +0.034 +0.062 +0.041 4.5.6 内圈内挡边宽度 a2 的计算（取值精度 0.01，允差按 +0.1） a2=a1+0.2 =2.1+0.2 =2.3 4.5.7 内圈内挡边宽度 da2 的计算（取值精度 0.01，允差按表 11选取） da2=d+0.4 =10+0.4 =10.4 表 11： da2的允差 da2 超过 18 30 50 毕业设计（论文） 11 到 18 30 50 80 da2的允差 +0.10 0 +0.13 0 +0.16 0 +0.19 0 4.5.8 润滑油孔位置 aH的计算（取值精度 0.1，允差按 0.2） aH=0.5 B1 =0.5x11.7 =5.85 4.5.9 润滑油孔直径 dy的计算（允差统一定为 +0.3） 润滑油孔直径按表 12选取。 因为 d=10 所以 dy=3 表 12：润滑油孔直径 单位： mm 内圈内径 d 超过 20 40 80 到 20 40 80 120 油孔直径 dy 3 3.5 4 4.5 口部倒角 e1 0.5 45 4.5.10 非装配倒角尺寸 ra的计算（允差统一定为 0.1） 非装配倒角尺寸 ra 按 表 13选取 因为 d=10 所以 ra=0.3x45 表 13： ra的值 单位： mm 内圈公称直径d ra 超过 到 20 0.345 20 0.545 4.6 平挡圈的设计 4.6.1 平挡圈外径 d2的计算（取值精度 0.1，允差按 h10） 平挡圈外径 d2按 相关样本和 国标 要求来确定。 取 d2=17.5 4.6.2 平挡圈内径 d1的计算（允差按 H7） d1= da2 =10.4 4.6.3 平挡圈宽度 B2的计算（取值精度 0.01，允差按 0.05） B2 a1+0.15 毕业设计（论文） 12 =2.1+0.15 =2.25 4.6.4 装配倒角尺寸 rb的计算（允差统一定为 +0.2） 装配倒角尺寸 rb按表 14选取 因为 d=10所以 ra=0.5x45 表 14： rb的值 单位： mm 内圈公称直径d rb 超过 到 20 0.545 20 0.745 4.6.5 非装配内倒角尺寸 rn的计算 非装配内倒角尺寸 rn按 R0.2 4.6.6 非装配外倒角尺寸 rw的计算（允差统一定为 0.2） 非装配内倒角尺寸 rw按表 15选取 因为 d=10所以 rw=0.4x45 表 15： rw的值 单位： mm 内圈公称直径d rw 超过 到 20 0.445 20 0.645 4.7 密封圈的设计 4.7.1 密封圈唇口外径尺寸 Df1的计算（取值精度 0.1，允差按表 17选取） Df1=D1- K7 =20.6-0.5 =20.1 表 16： K7的值 内圈公称直径d K7 超过 到 17 0.5 17 0.7 毕业设计（论文） 13 表 17： Df1、 Df、 df和 df1的允差 Df1或 df 超过 18 30 50 到 18 30 50 80 Df1的允差 0 -0.09 0 -0.11 0 -0.13 0 -0.16 df 、 df1和 Df的允差 +0.09 0 +0.11 0 +0.13 0 +0.16 0 4.7.2 密封圈内径尺寸 df 的计算（取值精度 0.1，允差按表 17选取） df De+K8 =16.088+0.6 =16.688 表 18： K8的值 内圈公称直径d K8 超过 到 17 0.6 17 0.8 4.7.3 密封圈宽度 tf的计算（允差按 -0.1） 密封圈宽度 tf按表 19选取 因为 d=10 所以 tf=0.6 表 19： tf和 K9的值 单位： mm 内圈滚道直径d tf或K9 超过 到 17 0.6 17 25 0.8 25 1.0 4.7.4 密封圈次内径尺寸 df 的计算（取值精度 0.1，允差按表 17选取） df =d2+0.2 =17.5+0.2 =17.7 4.7.5 密封圈外径尺寸 Df 的计算（取值精度 0.1，允差按表 17选取） Df=D1+K9 ( K9 按表 19选取 ) =20.6+0.6 =21.2 4.7.6 密封圈总宽度 Bf的计算（取值精度 0.1,允差统一按 0.05） Bf=b2-0.5 毕业设计（论文） 14 =2.78-0.5 =2.28 4.7.7 密封圈唇口宽度 bf 的计算（取值精度 0.1，允差按 -0.15） Bf=b1-K10 =1.3-0.6 =0.7 表 20： K10的值 内圈公称直径d K10 超过 到 17 0.6 17 1.0 4.8 保持架的设计 4.8.1 保持架中心圆直径 Dcp的计算（取值精度 0.001，允差统一规定为 0.025） Dcp=Dpw =14.088 4.8.2 保持架钢板内横梁厚度 Sc的计算（取值精度 0.01，允差统一规定为 0.05） Sc=Ks Dw 式中， Ks=0.230.27 Sc=Ks Dw =0.25x2 =0.5 计算后按表 21选用标准厚度钢板。 表 21：保持架内横梁厚度 Sc 单 位： mm Dw 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 5.0 5.5 6.0 Sc 0.25 0.35 0.5 0.65 0.75 0.85 1.0 1.2 1.4 1.5 4.8.3 保持架外径 Dc的计算（取值精度 0.1，允差按表 23选取） Dc=Dcp+Kc Dw 式中， Kc=0.330.75 Dc=Dcp+Kc Dw =14.088+0.75x2 =15.8 4.8.4 保持架内径 Dc1的计算（取值精度 0.1，允差按表 23选取） 毕业设计（论文） 15 Dc=Dcp-KDc Dw 式中， KDC=0.750.85 Dc=Dcp-KDc Dw =14.088-0.688 =13.4 表 22：保持架钢板厚度 单位： mm Dw 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 5.0 5.5 Sc 0.25 0.35 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1.2 1.4 Dw 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 9.0 10.0 12.0 15.0 Sc 1.5 1.7 1.8 2.0 2.0 2.2 2.5 3.0 3.8 4.8.5 保持架宽度 Bc的计算（取值精度 0.1，允差统一规定为 -0.20/-0.55） Bc=F-0.1 =7.8-0.1 =7.7 4.8.6 保持架窗孔长度 lc 的计算（取值精度 0.1，允差按表 24选取） lc=Lw+0.1 =5+0.1 =5.1 表 24： lc和 lc1的允差 滚针长度 Lw 超过 30 到 30 lc的允差 +0.10 0 +0.20 0 lc1的允差 +0.10 0 +0.16 0 4.8.7 保持架窗孔圆周宽度 bc的计算（取值精度 0.1，允差统一规定为 +0.05） bc=2Dw+0.1 =2x2+0.1 =4.1 4.8.8 窗孔端部至保持架端面宽度 Sb的计算（取值精度 0.01，允差按 0.05） Sb=0.5 （ Bcmax+Bcmin） 2-lcmax =0.5x(7.5+7.15)/2-5.2 =1.1 4.8.9相邻两窗孔中心间距离 C1的计算（取值精度 0.001，允差按 0.025） C1=Dcp sin（ 180 Z） 毕业设计（论文） 16 =14.088xsin180/8 =14.088x0.3827 =5.391 4.8.10 lc1的计算（取值精度 0.1，允差按表 24 选取） lc1= lc +0.4 =5.1+0.4 =5.5 4.8.11 Sb1的计算（取值精度 0.1，允差统一规定为 0.05） Sb1=0.5 （ Bcmax+Bcmin） 2-lc1max =0.5x(7.5+7.15)/2-5.6 =1 二 .外圈 .螺栓轴 .保持架 的 工艺 设计 和 工艺文件 编制 (一 )确定毛坯的制造形式 滚动轴承在工作时承受着高而集中的交变应力同时在滚动体和套圈之间还产生强烈的摩擦，因此，滚动轴承材料要求具 有高的硬度和耐摩性，高的弹性极限和接触疲劳强度，足够的任性和一定的耐腐蚀性。一般轴承材料用轴承钢（ GCr15），但对于一些应用场合要求有优良的耐摩性，耐疲劳性，又可以承受冲击载荷，要求具有良好的综合力学性能，用轴承钢可以满足要求，该产品外圈在受力时要求很高的硬度又要求一定的塑性和任性，根据上述分析故外圈材料可为 GCr15，内圈为： GCr15，为提高生产率外圈采用锻件，内圈采用棒料 ，保持架采用模具制造 。 （二）基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保 证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。 （ 1）粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则， 粗基准的选择：因该零件是回转类零件，故以外径作为粗基准 （ 2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。 （三）制定工艺路线 (内圈 ,外圈 ,保持架 ) 毕业设计（论文） 17 制定工艺路线 的 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。 外圈的加工主要是车和磨，加工选择粗基准是外径。两端面的平行度达到 0.005，几个圆行孔的形位公差的精度也很高，这就要求用夹具，保证他们之间的位置精度要求。内圈是螺栓轴，它和外圈的接触面 10.16，要求有很高的精度，粗糙度达到 0.25，起子槽与径向油孔应保证垂直。保持架的加工主要是模具拉深 加工。冲窗口之间的距离要相等，这就要求夹具辅助加工。为了保证其强度，在冲窗之前要对保持架进行热处理。 外圈车加工工艺： 工序一 软磨端面 工序二 软磨外径 工序三 精镗孔 工序四 精车一密封槽及倒角 工序五 精车另一密封槽及倒角 外圈的 磨加工 工艺 ： 工序一 淬 ,回火 工序二 磨两端面 C(C1),平行度 0.02 工序三 精 磨两端面 , 平行度 0.008 工序四 磨外径 工序五 超精外径达到要求 工序六 粗精磨滚道至 工序七 超精滚道达到要求 工序八 终磨圆弧面 工序九 探伤 内圈的工艺设计说明 1. 工艺路线方案一 工序一 下料 20x80 工序二 车端面 .打中心孔 .粗车外径 工序三 车另端面 .打中心孔 .粗车外径 毕业设计（论文） 18 工序四 精车滚道面和挡圈配合面 工序五 精车另滚道面和挡圈配合面 工序六 精车装配面和螺纹面 工序七 车退刀槽和倒角 工序八 切断 .车大挡边外径和大端面 .打中心孔 工序九 钻 轴向油孔 工序十 钻径向油孔 工序十一 钻内六角顶孔 工序十二 调质 工序十三 车滚道两挡边 工序十四 车大挡边侧面 工序十五 精车小端面并倒角 工序十六 磨螺纹面 工序十七 滚丝 工序十八 挤压内六角 工序十九 去内六角毛刺 工序二十 回牙 工序二十一 钻绞两端油堵孔 工序二十二 去除毛刺和铁削 工序 二 十 三 高频淬火 工序二十 四 粗精磨各外径 工序二十五 探伤 2 工艺路线方案二 工序一 下料 ,回火 工序二 粗车外形并打顶尖孔 工序三 钻铰油堵孔 工序四 钻径向油孔 工序五 铣起子槽 工序六 调质处理 工序七 精车大端面和外径 工序八 精车小端面保证尺寸 工序九 精车各外径到指定尺寸 工序十 车越程槽和倒角 工序十一 高频淬火、回火 毕业设计（论文） 19 工序十二 粗精磨各外径面至指定尺寸 工序十三 滚丝 工序十四 清理油孔 工序十五 超精滚道 工序十六 探伤 3. 工艺路线方案三 工序一 备料 工序二 粗车外形并打顶尖孔、切断 ,保证尺寸 工序三 钻铰轴向油孔 ,精车大挡边外径和外侧面 工序四 铣起子槽 工序五 精车各外径及小端面保证各台阶面尺寸 工序六 车越程槽和倒角 工序七 钻径向油孔 工序八 高频淬火、回火 工序九 粗精磨各外径面至指定尺寸 工序十 滚丝 工序十一 探伤 4.工艺方案的比较与分析 上述三个工艺方案的特点在于 :方案一是加工轴的基本外型尺寸 ,从加工两端面到加工轴的阶梯 .后加工油孔 , 越程槽和 倒角 ,再加工螺纹，属于我们正常的加工方案。方案二，三则是在粗加工后就加工油槽。然后对内圈进行加工和车越程槽，并且合并了加工，减少了加工次数。让我们比较一下上述的三套方案。很明显这三套方案不同点是对油槽加工的先后。方案一是我们常规的加工工艺，可以保证了加工要求，适合单件和小批量生产。方案二三则减少了加工量，适合大批量生产。这里我们是小批量生产品，精度要求较高。因此方案一可以使用。 保持架的工艺设计说明 工序一 下料 工序二 落料成型加工 工序三 一拉 工序四 磷化 工序 五 皂化 工序六 整拉加工 工序七 车一边 工序 八 切底加工 工序九 冲窗 工序十 车另一边 工序 十一 软抛光 工序 十二 渗碳，淬火 工序十三 检查外观 （四）机械加工余量，毛坯的确定 确定机械加工余量 毕业设计（论文） 20 钢质磨弧形面的机械加工余量按 JB3835-85确定。确定时，根据估算锻件重量，加工精度及锻件形状复杂系数；由表 3.1-56可查得除孔以外各内外表面的加工余量。孔的加工余量由表 3.1-57查得。表中余为量值单面余量。（参考机械 加工工艺手册） 锻件重量 根据零件成品外圈重量估算为小于 0.2Kg.轴为 0.3Kg 加工精度 零件的各表面为精度 F2 磨削加工。 锻件形状复杂系数 S. 因为锻件为薄形圆盘，其厚度与直径之比 0.2，所以锻件形状复杂系数为复杂级 S4. 机械加工余量 根据锻件重量、 F2、 S4查表 3.1-56。由于表中形状复杂系数只列 S1和S3，则 S2参考 S1,S4参考 S3定。由此查得直径方向为 1.5 2.0mm，水平方向为 1.5 2.0mm.即锻件各外径的单面余量为 1.5 2.5mm。各轴向尺寸的单面余量为 1.5 2.0mm，锻件中心两孔的单面余量按表 3.1-57查得为 2.0mm. 确定毛坯尺寸 上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度 Ra 1.6.Ra f=0.012mm/r 3） 确定主轴转速 4） n=12000r/min 5） 计算切削速度 V= nd/1000=3.14x22x12000/1000=828.9m/min 工序三： 精磨两端面 1机床： M7363 量具 :高度比较仪 G903.粗糙度比较块 3 切削用量 磨两端面保证尺寸为 : 11.95 1）任意夹一 面 ,(因工件较小 ,无需顶尖 ) 2）进给量 f根据 f=0.012mm/r 3）确定主轴转速 n=12000r/min 4）计算切削速度 V= nd/1000=3.14x22x12000/1000=828.9m/min 工序四： 磨外径 保证尺寸 22.05 1 机床： MT1040A或 3ME2116 量具： 外径 比较仪 D913.粗糙度比较块 2） 切削用量 1进给量取 f=0.15 mm/r 2 确定主轴转速 n=8000r/min 3计算切削速度 V= nd/1000=3.14x22x8000/1000=502.4 m/min 工序五： 超精外径 保证尺寸 22.05 1 机床： M6132 量具： 外径 比较仪 D913.粗糙度比较块 2.切削用量 1进给量取 f=0.01 mm/r 2确定主轴转速 n=12000r/min 3计算切削速度 V= nd/1000=3.14x22X12000/1000=828.9 m/min 工序 六 ： 粗精磨滚道 保证尺寸 16.088 1加工条件 : 机床 : MZ204C.3MZ203B.3MZW205 量具 : 内 径 比较仪 D923.粗糙度比较块 .刀口尺 毕业设计（论文） 22 2.切削用量 1进给量取 f=0.1 mm/r 2 确定主轴转速 n=8000r/min 3计算切削速度 V= nd/1000=3.14x16X8000/1000=401.9m/min 工序七：超精滚道 保证尺寸 16.088 1加工条件 : 机床 : 手动超精机 量具 : 内径比较仪 D923.粗糙度比较块 .刀口尺 2.切削用量 1进给量取 f=0.01 mm/r 2 确定主轴转速 n=10000r/min 3计算切削速度 V= nd/1000=3.14x16X10000/1000=502.4m/min 工序八 终磨圆弧面 保证尺寸 22 1.加工条件 : 机床 : 3ME2116 量具 : 外径 比较仪 D913.粗糙度比较块 2.切削用量 定位夹具定位钻径向油孔 2X4.3 1进给量取 f=0.01 mm/r 2 确定主轴转速 n=12000r/min 3计算切削速度 V= nd/1000=3.14x22X12000/1000=828.9m/min 工序九 探伤 1加工条件 : 机床 : EWM-400 三 .保持架 模具的设计 模具结构的选择 由 本产品精度要求极高所以所选 的模具要有很高的精度经比较，我选择导柱式模架，该模具由导套和导柱配合作冲模的导向，工作时导柱 始终以 H6/h5 或 H7/h6 滑配合形式，互不分离，从而保证冲模工作工件零件位置正确，不受压力机滑块精度的影响，适用于生产精度要求高，批量较大的冲裁，冲压。导柱模导向性较好，所以保证提高制件的精度并保证凸模毕业设计（论文） 23 与凹模的间隙均匀，减少模具的磨损，安装也方便，缺点是制造成本较高，但为了加工的需要我选择此模具。 冲模零件材料的选择 冷冲模材料的选择，要根据冲模使用条件进行合理的选材只有这样，才能保证冲 模的质量。若选材不当，即使有很好的热处理，也不能获得优异的性能和高的耐磨度。因此，在选材时必须尊重一下原则： （ 1） 要选择淬透性良好的材料 在模具使用中，冲模除要求表面有足够的硬度外，还要求心部还要有足够的韧性。若用淬透性较差的材料，表面淬硬后其心部没淬透，这样即使回火也不能得到高的强度和韧性，影响了冲模的质量，从而影响产品的质量，所以在选材的时候一般选用淬透性能好的钢材这是为了使其在淬火后获得较均匀的应力状态，以避免开和变形，所以在冲模中，我选择凹模淬透性较好的材料，而凸模则要求低些。这样可以获得较高的产品质 量。 （ 2） 要选用抗回火稳定性高的材料 冷冲模在工作时，由于和被加工材料发生强烈的挤压和摩擦，会形成较高的温度，这就要求冲模材料本身要具有较高的抗回火的稳定性，也就是要在一定温度下能有保持硬度的能力。一般说来，碳素钢和低合金钢抗回火能力差若采用不同程度的含铬和含钼的合金钢，能显著提高冲模的这种性能。 （ 3） 要选择抗热处理变形的材料 零件经热处理发生变形，主要是由于材料特性引起的，材料特性所引起的变形，主要是在加热冷却过程中产生的热应力和相变应力引起膨胀与收缩造成的。所以，在选用材料时，对一些形状复杂，截面厚薄不均的 零件，不宜采用淬透性差的材料，可选用一些含碳高，高合金淬透性好的材料。 拉深模工作零件材料的选择 所谓拉深即利用模具使平面材料变成开口空心零件的冲压方法，主要是利用拉深模使金属材料在一定压力下产生塑性变形，制造出与拉深型腔相仿的制件。拉深凹，凸模是拉深模的主要工作零件，所选用的材料应该具有良好的耐磨性，抗粘附性能。 怎样确定圆形零件的拉深次数 毕业设计（论文） 24 在拉深过程中，若坯料的变形量超过材料所允许的最大变形程度时，就会出现零件被拉例的现象，所以，有些零件不能只拉一次成形，而需多次拉深后才能成形。即使每次拉深成形的变 形拉深系数都控制在允许的范围内，让坯料形状逐渐发生变化，最后得到所需零件的形状。 所谓拉深系数是指坯件每次拉深后的断面积与拉深前的断面积之比 即： m=Fn/Fn-1 式中 m 拉深系数； Fn 拉深后的断面积（ mm） Fn-1 拉深前的断面积 圆筒形零件的拉深系数则为 m=fn/Fn-1= 式中 dn-1 拉深前的坯件直径（ mm） dn 拉深后的坯件直径（ mm） t 坯件的厚度（ mm） 既圆筒形零件的拉深系数为每次拉深后圆筒形直径与拉深前的坯料直径的比值。 拉深系数是拉深工序中一个重要参数，合理的选择拉深系数可以减少加工过程中的拉深次数，保证制品零件的加工质量。从公式可以看出拉深系数越小，说明拉深前后直径的差别越大 ，即该工序变形程度越大，但过小的系数，则会使拉深的零件起皱 及严重变薄，因此拉深系数不能太小，应有一定的界限。见表（ 1-5） 圆筒形零件的极限拉深系数 m 拉深极限 相对厚度 t/D0x100 2-1.5 1.5-1.0 1.0-0.6 0.6-0.3 0.3-0.15 0.15-0.08 m1 0.48-0.50 0.50-0.53 0.53-0.55 0.55-0.58 0.58-0.60 0.60-0.63 m2 0.75-0.75 0.70-0.75 0.76-0.78 0.78-0.79 0.79-0.80 0.80-0.82 0.75-0.78 0.78-0.79 0.79-0.80 0.80-0.81 0.81-0.82 0.82-0.84 0.78-0.80 0.79-080 0.81-0.82 0.82-0.83 0.83-0.85 0.85-0.86 毕业设计（论文） 25 0.80-0.82 0.82-0.84 0.84-0.85 0.85-0.86 0.86-0.87 0.87-0.88 注 ： 1.凹模圆角半径较大时（ R 凹 =8-15t） 拉深系数取最小值 2.凹模圆角半径较小时（ R 凹 =4-8t） 拉深系数取最大值 3.本表适用与 08， 10 号钢，其它可根据材料的塑性大小，将表中的数值减少或加大（ 1.5-2） %。 利用拉深系数确定拉深系数： 1） 首先计算拉深件的坯料 的尺寸和相对厚度 t/d0*100 2） 计算总拉深系数 m总 m总 =d/d0 式中 d 零件直径（ mm）； d0 坯料直径（ mm）； m总 零件的总拉深系数； t 材料厚度（ mm） 3） 根据相对厚度 t/d0*100 值，从表 1-6 中查得各次拉深系数，若查的第一次拉深系数 m1 m总时，制品零件可以一次拉深成形，若 m1 m总时则需进行多次拉深成形。 在多次拉深时 m总 =m1xm2Xm3 .mn 即零件的制品的总拉深系数等于各次拉深系数的乘积，只要算出 m 总，然 后在表 1-6 中查的各次拉深系数值，通过估算就可求的所需的拉深次数。 实际上，在第一次拉深以后的各次拉深系数值变化很小，特别是在经工序中间退火的坯料拉深系数相差就更小。为了计算方便，首次拉深系数与以后各次的拉深系数值应相等，因此我在计算时只要先算出 m总，然后再根据表 1-6查出 M1来就可以验算出所需的拉深次数。 在生产实践中，可根据拉深零件的相对深度 H/d（ H 为零件的高度）和相对拉深厚度t/d0X100，通过查表的方法，直接确定所需的拉深次数 。 保持架 的工艺计算 1.毛坯直径，拉 伸次数，半成品尺寸的计算。材料为 SPCC 钢板 ，料厚 t=1.2mm 1) 确定修边余量 h 查手册的 h/d=7.7/15=0.51 毕业设计（论文） 26 取修边余量 h=5 mm 2) 计算毛坯直径 D 由表得 D= dxd+4dh-1.72rd-0.56rxr = 15x15+4x15x(7.7+5)-1.72x2x15-0.56x2x2 =30.6=31mm 3） 确定拉伸次数 先判断能否一次拉成 零件所需的拉伸系数（即拉伸总系数） M 总： M=d/D=15/31=0.48 由表取 M1=0.57,Mn=0.8 可见， M 总 =0.48 由查参数确定拉伸次数： t/D=1.2/31=3.3% h/d=12.7/15=0.85 所以查表得 n 是 3 次 计算演算得 m1=0.60 m2=0.72 m3=0.84 各次拉伸直径推算为 : d 1=0.64X31=19.9mm d 2=0.72X19.9=15.9mm d 3=0.82X15.9=13.6mm 因为 m3 已经小于直径 15.8，所以不必再推下去，需 3 次即可 4） 各次半成品直径的计算：调整各次的拉伸系数，使各次的拉伸系数均偏大。调整 后，实际选取 m1=0.67 m2=0.79 m3=0.89. 所以各次拉伸的直径确定为 : d 1=0.67X31=21.0mm d 2=0.79X21=16.6mm d 3=0.89X16.6=15.8mm 5）各次半成品的高度计算