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轴承
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该方案是侧轴承杯加工工艺编制及夹具设计，轴承杯广泛应用于轻负荷便于拆装的地方。有许多轴承在装配和拆卸中会遇到困难，特别在箱体内部轴承的装配受到条件限制，应用轴承杯可以解决装配和拆卸的难题。
在本设计零件的加工中，由于某些工序加工的特殊性，需要在零件的表面加工一个和铅垂线成一定角度的斜孔。则需要设计一个钻模来放置零件，使得该孔得以良好，高效，准确的被加工出。在设计钻模的同时，需要设计一组钻套，用来保护钻模在大批量的零件生产中不被磨损，可以较长时间的完成生产任务。本文运用机械制造技术及相关的课程知识，解决工件在加工过程中的定位、加紧以及工艺路线的安排等方面的相关问题。制定出切实可行的加工方案。根据被加工零件的加工要求，参考机床夹具设计手册及相关方面的书籍，设计出高效、经济、合理并且能保证加工质量的钻模，钻套。
随着社会的进步和科技的发展，机床夹具的通用性也直接影响其经济性。机床夹具及辅助工具的高精、高效、通用、经济等性质的良好发展将在我国的现代化工业建设和发展过程中起着至关重要的作用。
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本科毕业设计论文 题 目 侧轴承杯加工工艺编制及夹具设计 毕业 任务书 一、题目 侧轴承杯加工工艺编制及夹具设计 二、指导思想和目的要求 毕业设计（论文）是培养学生自学能力、综合应用能力、独立工作能力的重要教学实践环节。 在毕业设计中，学生应独立承担一部分比较完整的工程技术设计任务。要求学生发挥主观能动性，积极性和创造性，在毕业设计中着重培养独立工作能力和分析解决问题的能力，严谨踏实的工作作风，理论联系实 际，以严谨认真的科学态度，进行有创造性的工作，认真、按时完成任务。 三、主要技术指标 1、零件图七张； 2、装配图一张； 3、工艺规程一本； 4、说明书一份； 四、进度和要求 1、分析并绘制零件图 2 周 2、设计工艺路线及编制工艺规程 5 周 3、夹具设计及装配图绘制 3 周 4、编写说明书（论文） 3 周 五、主要参考书及 参考资料 1、马兰主编 机械制图 机械工业出版社 2006 2、王长春主编 互换性与测量技术基础 中国林业出版社 2006 3、阎光明，侯忠滨，张云鹏主编现代制造工艺基础 西北工业大学出版社 2007 4、 陆剑中，孙家宁主编 金属切削原理与刀具 机械工业出版社 2005 5、张建华主编 .精密与特种加工技术 机械工业出版社 2005 学生 王冬尧 指导教师 贺荣 系主任 魏生民 设 计 论文 目 录 摘要 . . 第一章 绪论 . 1 题的主要内容及意义 . 1 件的功用 . 1 件的加工及检验 . 2 工方式 . 2 料处理 . 2 助工序 . 2 第二章 侧轴承杯的结构及工艺分析 . 4 件的结构分析 . 4 件的工艺分析 . 5 件的材料选择 . 8 承钢概述 . 8 承钢的物理特性 . 8 第三章 侧轴承杯的工艺规程设计 . 9 坯的确定 . 9 艺规程设计 . 9 第四章 钻模及钻套的设计 . 24 具设计简介 . 24 床夹具的定义 . 24 床夹具的功用 . 25 床夹具的分类 . 25 床夹具的设计特点 . 25 床夹具的设计要求 . 26 模的设计 . 26 套的设计 . 30 结论 . 34 参考文献 . 35 致 谢 . 36 毕业设计总结 . 37 I 摘 要 轴承杯广泛应用于轻负荷便于拆装的地方。有许多轴承在装配和拆卸中会遇到困难，特别在箱体内部轴承的装配受到条件限制，应用轴承杯可以解决装配和拆卸的难题。 在本零件的加工中，由于某些工序加工的特殊性，需要在零件的表面加工一个和铅垂线成一定角度的斜孔。则需要设计一个钻模来放置零件，使得该孔得以良好，高效，准确的被加工出。在设计钻模的同时，需要设计一组钻套，用来保护钻模在大批量的零件生产中不被磨损，可以较长时间的完成生产任务。本文运用机械制造技术及相关的课程知识，解决工件在加工过程中的定位、加紧以及工艺路线的安排等方面的相关问题。制定出切实可行的加工方案。根据被加工零件的加工要求，参考机床夹具设计手册及相关方面的书籍，设计出高效、经济、合理并且能保证加工质 量的钻模，钻套。 随着社会的进步和科技的发展，机床夹具的通用性也直接影响其经济性。机床夹具及辅助工具的高精、高效、通用、经济等性质的良好发展将在我国的现代化工业建设和发展过程中起着至关重要的作用。 关键词： 轴承杯 , 斜孔 , 夹具 , 钻模 in in of in to In of of in of of a to a to to be to be In of to a to in of of a to In to in to up a to of to be to of is a on of s a 1 第一章 绪论 题的主要内容及意义 本文是有关侧轴承杯加工工艺步骤的说明和钻夹具设计方法的具体阐述。 机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保 证其合理性、科学性、完善性。 而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。 本文通过对侧轴承杯零件的初步分析，了解其零件的主要特点，加工难易程度，主要加工面和加工粗、精基准，从而制定出加工工艺规程；对于专用夹具的设计，首先分析零件的加工工艺，选取定位基准，然后再根据工艺规程中本工序的加 工内容，机床、刀具、切削用量、工步安排、工时定额，同时加工零件数从而设计专用夹具。 件的功用 许多轴承在装配和拆卸中会遇到困难，特别在箱体内部轴承的装配受到条件限制，应用轴承杯可以解决装配和拆卸的难题。 许多箱体的加工精度得到放宽，使箱体加工的工效大大提高。 以侧轴承杯得到广泛应用，但也存在一些不足，轴承杯的精度直接影响轴的径向跳动。 2 件的加工及 检验 工方式 在侧轴承杯的加工中，主要运用的两种加工方法是车削加工和磨削加工，还有在各工序之间还有热处理工序。检验及防锈处理等辅助工序。 车削加工和磨削加工都属于切削加工，在安排加工顺序是，有一些原则是需要遵循的： 安排粗加工，中间安排半精加工和光整加工。 安排主要表面（装配表面 、 工作表面）的加工，后安排次要表面（紧固用的光孔和螺孔等）的加工。 遵循此原则，零件的加工先进行车削加工后进行磨削加工或其他加工。因为磨削加工的精度普 遍高于车削加工。相对于磨削加工，车削加工是一种大加工余量的加工方法。磨削加工根据加工精度的不同，可以分为：普通磨削 、 精密磨削和超精密磨削。普通磨削的表面粗糙度为 寸精度为 密磨削能达到的表面粗糙度为 寸精度为 精密磨削能达到的表面粗糙度为 寸精度为 削加工完全可以达到侧轴承杯的加工工艺要求。 料处理 在本零件的加工部分中还需要很多热处理工序，热处理主要用来改善材料的性能及消除内应力 。一般可分为 : 排在机械加工之前，以改善切削性能，消除毛坯制造时的内应力。 好安排在粗加工之后 、 精加工之前。如人工时效 、 退火。但是为了避免过多的运输工作量，对于精度不太高的零件，一般去除内应力的人工时效和退火放在毛坯进入机械加工车间之前进行。 排在半精加工以后和磨削加工之前（但氮化处理应安排在精磨之后。），主要用于提高材料的强度及硬度。 3 助工序 在零件的加工中，还应该包含辅助工序。检验工序是主要的辅助工 序，它是保证产品质量的主要措施。除了在每道工序的进行中，操作者都必须自行检验外，还应在下列情况下安排单独的检验工序。 力探伤、密封性等）检验之前。 检验工序是很重要的辅助工序，除此之外，还要考虑安排去毛刺 、 到棱边 、去磁 、 清洗 、 涂防锈油等辅助工序。缺少了辅助工序或是对辅助工序要求不严，将会给装配工作带来困难，甚至是零件不能使用。 4 第二章 侧轴承杯的结构及工艺分析 件的结构分析 侧轴承杯的零件如图 示 。 根据零件图可以分析得出：从主视图中可以看出零件的主要工作表面为 滚道，用于轴承的固定。在主视图零件右侧有一 纹，用于侧轴承杯在箱体上的安装与固定。 轴承杯主视图） 5 图 轴承杯左视图） 图 轴承杯局部视图） 件的工艺分析 侧轴承杯加工所要达到的技术要求是： 1 热处理 2 时效处 理。 3不允许有裂纹。 4 倒棱 5 磨螺纹 6 表面和安装 锥面对滚道表面的跳动量不大于 7 螺纹 滚道表面的跳动量不大于 道椭圆度不大于 9 滚道波纹度不大于 10 端面对轨道的跳动量不大于 由尺寸公差按 此零件的总体尺寸小，尺寸精度高，所需要加工的各个表面，孔和端面都有较高的加工精度要求，大多数尺寸的上下偏差都要求在 面粗糙度要求最高为 所以大部分的加工要素都选用 车削磨削 的加工方案。 滚道部分和外圆 上下偏差都在 据表 2以确定选用的 6 加工方案为粗车半精车粗磨精磨镜面磨。 表 2圆表面加工方案及其经济精度 序号 加工方法 经济精度 (公差等级 ) 经济粗糙度 /m 使用范围 1 粗车 0用于淬火钢以外的各种金属 2 粗车 3 粗车 精车 4 粗车 滚压 5 粗车 磨削 要用于淬火钢 ,也可用于未淬火钢 ,但不适用于有色金属 6 粗车 粗磨 7 粗车 粗磨 超精加工 (或轮式超精磨 ) 或 8 粗车 精车 刚车 ) 要用于要求较高的有色金属 9 粗车 粗磨 超精磨 (或镜面磨 ) 上 极高精度的外圆加工 7 10 粗车 粗磨 研磨 上 (顶尖孔在加工中常用作定位基准，加工精度要求也很高，一般情况下，轴类零件上的外圆表面的设计基准是轴心线，为了保证加工精度，遵循基准重合原则和基准统一的原则，选择工件上的定位基准为轴类零件的轴心线，一般以顶尖孔作为磨削各外圆的定位表面，通过顶尖装夹工件，顶尖孔和顶尖的接触质量对工件的加工精度有直接的影响，因此，磨削过程中经常需要对顶尖孔进行修研 。常用的顶尖孔修研方法有以下几种： 将圆柱形油石或橡胶砂轮装夹在车床卡盘上，用装在刀架上的金刚石笔将其前端修成 60。顶角，然后将工件顶在油石和车床尾座顶尖之问，开动车床进行研磨，如图 l 一 示。修研时，在油石上加入少量润滑油 (轻机油 )，用手把持工件，移动车床尾座顶尖，并给予一定压力，这种方法修研的中心质量较高，一般生产中常用此法。 法与上一种方法基本相同，用铸铁顶尖代替油石或橡胶砂轮顶尖。将铸铁顶尖装在磨床的头架主轴孔内，与尾座顶尖均磨成 60。顶角，然后加入研磨剂进行修，则修磨后中心孔的接触面与磨床顶尖的接触会更好，此法在生产中应用较少。 种方法主要适用于长度尺寸较短和淬火变形较大的中心孔。修磨时，将工件装夹在内圆磨床卡盘上，校正工件外圆后，用圆锥砂轮修磨中心，此法在生产中应用也较少。 研用的硬质合金顶尖上有 4 条 60。的圆锥棱带，如图 1a)所示，相当于一把四刃刮刀，刮研在如图 b)所示的立式中心孔研磨机上进行。刮研前，在中心孔内加入少量全损耗系统用油调和好的氧化铬研磨剂。 研使用专门的中心孔磨床。 一组斜孔 1 和一组端面孔 位尺寸要求较高，但其加工形状精度要求相对不高，故采用钻削加工，后清理毛刺的方案。 8 件的材料选择 由于本零件在工作时主要起支撑轴承的作用，考虑到机器工作的连续性要求及零件的粗糙度、尺寸精度要求较高。所用的加工材料是轴承钢。 承钢概述 轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承在工作时承受着极大的压力和摩擦力，所以要求轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性，以及高的弹性极限。对轴承钢的化学成 分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格，是所有钢铁生产中要求最严格的钢种之一。轴承钢分为：全淬透型轴承钢、表面硬化型轴承钢、不锈轴承钢、高温轴承钢等四类共 17 个钢号。高碳铬轴承钢 世界上生产量最大的轴承钢，含碳 1%左右，含铬量 右，从 1901 年诞生至今 100 多年来，主要成分基本没有改变，随着科学技术的进步，研究工作任在继续，产品质量不断提高，占世界轴承钢生产总量的 80%以上。本零件的材料也是采用 承钢。 承钢的物理特性 轴承钢的物理性能主要以检查显微组织、脱碳层、非金属夹杂物、低倍组织为主。一般情况下均以热轧退火、冷拉退火交货。交货状态应在合同中注明。钢材的低倍组织必须无缩孔、皮下气泡、白点及显微孔隙。中心疏松、一般疏松不得超过 ，偏析不得超过 2 级。钢材的退火组织应为均匀分布的细粒状珠光 体。脱碳层深度、非金属夹杂物和碳化物不均匀度应符合相应有关国家标准规定。 9 第三章 侧轴承杯的工艺规程设计 通过对侧轴承杯的尺寸和结构分析，结合功能与实际使用环境，已经对工艺的初步了解，现在可以对侧轴承杯的加工工 艺规程作出具体设计。 坯的确定 选择侧轴承杯毛坯时要考虑的是生产批量大小、零件结构形状和尺寸、工件材料利用率及车削量、毛坯的供货能力、具体的车加工能力 (加工分法、加工精度 等 )、和满足轴承用户的特殊要求 (如寿命、耐蚀性 )等。 零件毛坯种类有退火棒料、管料、板料、热锻件、温挤压件、冷挤压件、精密辗扩件、高速墩锻件、热轧件等，毛坯的类型对工艺过程的影响很大。 由于本零件的加工精度等级较高，故毛坯选用较小的加工余量。最终毛坯选择为退火棒料：适用于外径小于 50型轴承杯的车削，因棒料为圆型断面的实心棒 料，适用于多轴自动车床上加工大批量套圈。如图 示，零件外圆的最大直径为 取毛坯尺寸为 22 艺规程设计 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下 ,可以考虑采用普通机床配以专用工具 ,并尽量使工序集中来提高生产率。 除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降 。选择零件的加工方法及工艺路线方案下： 工序 1 车削 车外形达到如图 示的尺寸要求（其中粗实线加工表面，以后的工 序图都用粗实线表示加工表面）。所用夹具为弹性夹头及送料夹头。由于刀具使用成形车刀，可直接进行车削。用千分尺检验尺 并用成形划钻加工其余部分，用千分尺检验尺寸 用卡尺 10 检验尺寸 用缺口样板检验尺寸 用量具检验尺寸 。用样板检验尺寸 。用样板检验尺寸 。 图 序 1） 工序 2 车削 如图 示。共分为九个工步。 1 车端面保证尺寸 并以长度样板检验。 2 钻孔 度达 （至钻头之处）。 3用划钻划孔 ，并以深浅样板检验。 4 用划钻划凹形凹槽 深度 ，以刀具保证。 5 用划钻划滚道 ,，深度 深度规检验尺 ， 用样柱检验尺寸 ，用钢球卡板检验尺寸 。 6 用中心钻定中心孔 60o。保证尺寸 。并以卡尺检验。 7 钻孔 ，深度达到 5 以深浅量具检验。 8 倒角 30o+1至圆柱面 度由操作对刀保证。 9 去毛刺本工序要求外径对顶 中心线的摆差不得大于 以百分表检验，后检验。 11 图 序 2） 工序 3 车 车倒角如图 示，要求达到尺寸 并以卡尺检验。 图 序 3） 12 工序 4 车 压研两顶尖孔如图 示，并检验。 图 序 4） 工序 5 本工序是本文所重点论述的工序，如图 示。需要使用台钻，在外圆上加工一个斜孔，则需要设计专门的钻模和钻套，此部分会在本文第三章做详细介绍。本工序分为五个工步。 1 划两孔平底后钻两孔 1两孔 1+72o+10 并与中心孔相交。 2 划窝到 钻孔 深度达到 ，并以深浅样柱检验。 后去各孔毛刺。最后检验 13 图 序 5） 工序 6 按热处理工艺规程 进行热处理。（简介热处理工艺规程） 工序 7 按热处理后防锈处理工艺规程进行防锈处理。 工序 8 在工作台上用小桶汽油清理零件各气孔中的脏污。 工序 9 磨 如图 示 ,分为两个工步 1 用油石研磨两顶孔 60o 2 清洗零件。本工序要求在中心孔锥面上不得有菱形 、 压伤和划痕。并用 10 倍放大镜检查。最后进行防锈处理。 图 序 9） 14 工序 10 磨 如图 示，在磨床上磨两个外圆， 并用千分尺检验尺寸是否达到标准。最后检验，并进行防锈处理。 图 序 10） 工序 11 磨 如图 示，在磨床上使用顶尖卡箍夹住零件，磨端面。后用深度规和对板进行检验尺寸 。然后进行检验。本工序要求加工端面对中心线的偏摆不得大于 用检查仪检查。最后进行防锈处 理。 图 序 11） 工序 12 磨 如图 示，在磨床上磨端面，并用千分尺检验是否达到尺寸 然后进行检验并进行防锈处理 15 图 序 12） 工序 13 磨 如图 示，在磨床上粗磨滚道，后用样柱检验尺寸 ，深度规检验尺寸 ,对板， R 样板检验尺寸 。本工序要求抽取 5%进行烧伤检查。最后检验并进行防锈处理。 图 序 13） 工序 14 磨 如图 示，在台磨上磨端面，。本工序要求加工端面对顶孔中心线的摆差不大于 后进行检验，并进行防锈处理。 图 序 14） 16 工序 15 稳定处理 按热处理工艺规程进行。 工序 16 研顶孔 如图 示，本工序有两个工步。 1 在研顶孔机床上 研两端顶孔 60o，光洁度达到 8。 2 清洗零件。 最后进行防锈处理。 图 序 16） 工序 17 磨螺纹 如图 示，在螺纹磨床上进行磨螺纹。并用螺纹样圈检验 检验，并进行防锈处理。 图 序 17） 工序 18 磨 如图 示，在磨床上用顶尖卡箍卡箍夹住零件，后磨外圆并用极限千分尺检验尺寸 要求： 1 使用顶尖平台检验外圆对顶 17 孔中心线的摆差不得大于 2 使用极限千分尺检验外圆的椭圆度不得大 于 后检验并进行防锈处理。 图 序 18） 工序 19 磨 如图 示，在磨床上精磨斜角，并用样板进行检验尺寸 。后用扭簧比较仪检验，后检验，并进行防锈处理。 18 图 序 19） 工序 20 磨 如图 示，在磨床上磨倒角。并用千分尺检验尺寸 最后进行 检验和防锈处理。 图 序 20） 工序 21 研磨 如图 示，在高速抛光机上，用弹簧卡瓦夹住零件，锐边倒 19 图 序 21） 工序 22 磨 如图 示，在磨床上磨掉加长部位。用卡尺检验尺寸 最后进行防锈处理。 图 序 22） 工序 23 磨 如图 示，本工序分为两个工步。 1 磨端面，并用千分尺检验尺寸 2 退磁。最后检 验并进行防锈处理。 20 图 序 23） 工序 24 磨 如图 示，在台磨上磨光端面，并用千分尺检验尺寸 后用检查仪检验，要求两端面的平行度不得大于 图 序 24） 工序 25 磨 如图 示，在 52 台磨上细磨滚道，并用检查仪检验尺寸 。用深度规检验尺寸 。用 R 样板检验尺寸 。再用对板和对圈检验。最后进行防锈处理。 21 图 序 25） 工序 26 磨 如图 示，在 52 台磨上进行精磨滚道，并用检查仪检验尺寸 。用深度规检验尺寸 。用 R 。再用对板和对圈检验。本工序要求 :1 滚道对壁厚差不得大于 检验仪和扭簧比较仪进行检验。 2 用检验仪检 验滚道椭圆度不得大于 3烧伤检查，每批零件抽验 5%，如有烧伤再抽验 10%，如有烧伤则 100%检验。注 意，检验时需涂保护层。 4 要求光洁度达到 10。最后进行检验和防锈处理。 图 序 26） 22 工序 27 稳定处理 按热处理工艺规程进行稳定处理。 工序 28 超精研 如图 示，在超精研机上进行超精研加工，并用检查仪检验尺寸 。再用对圈检查。本工序要求： 1 用检查仪检验椭圆度大于 2 用 光洁度样检查光洁度达到 12。最后进行防锈处理。 图 序 28） 工序 29 抛光 如图 示，在抛光机上修光外圆 ，并用极限千分尺检验尺寸 最后进行检验和防锈处理。如果外圆没有明显划痕，可不进行本工序。 图 序 29） 23 工序 30 刻标记退磁，本工序分为两个工步 1 在螺纹端面上刻标记 0。 2退磁。最后进行防锈处理。 工序 31 油封 按防锈处理工艺规程进行。 24 第四章 钻模及钻套的设计 在工序 5 中，需要在外圆上钻一组斜孔 1，还要在端面上钻一组孔 在台钻上是不能直接完成的，需要设计一组夹具来辅助完成此加工。 具设计简介 床夹具的定义 机床夹具是机械加工中，在机床上用以确定工件位置并将其夹紧的工艺装备。在机械加工工艺系统中，机床夹具是一个重要的组成部分。为保证工件某工序的加工要求，必须使工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的相对位置。当用夹具装夹加工一批工件时，是通过夹具来实现这一要求的。而要实现这一要求 ，又必须满足三个条件： 在夹具中占有正确的加工位置； 装夹在机床上的准确位置； 。 这里涉及了三层关系：零件相对夹具，夹具相对于机床，零件相对于机床。工件的最终精度是由零件相对于机床获得的。 床夹具的功用 一般情况下机床夹具的功用可以有以下几点 : 用夹具装夹工件 ,可以准确的确定工件与刀具、机床之间的相对位置。 以省去对工件的逐个找正与对刀 ,使用辅助的时间显著减少 ,可以实现多件多工 位加工。 25 床夹具的分类 夹具可分为以下几类： a 通用夹具 通用性强，工件的定位精度不高 ,广泛应用于多品种单件小批量生产 b 组合夹具 制造好的标准元件和合件组成 ,精度高、耐磨、可完全互换 ,适用于单件小批量生产。 c 可调夹具 不对应特定的加工对象，适用范围宽，通过适当的调整或更换夹具上的个别元件，即可用于加工形状、尺寸和加工工艺相似的多种工件。 d 自动线夹具 加工对象明确 ,针对性强。适用于大批量生产的自动生产线中。 钻床夹具、车床夹具、铣床夹具、磨床夹具、镗床夹具、拉床夹具、插床夹具、和齿轮加工机床夹具。 手动夹具、气动夹具、液压夹具、气动增力夹具、电磁夹具以及真空夹具等。 床夹具的设计特点 机床夹具设计与其他装配设计比较，有较大的差别。主要表现在下列 5 个方面 般没有条件对夹具进 行原理性试验和复杂的计算工作。 3 等级。 求夹具与生产条件和操作习惯密切结合。 有重复制造的机会。通常要求夹具 在投产时一次成功。 分零件是非标准件，需要自己设计制作 26 床夹具的设计要求 防受力变形 心应尽量低，高宽比应小于 状应简单，装卸应方便 模的设计 钻模，引导刀具在工件上钻孔（见钻削）或铰孔 (见铰削 )用的机床夹具。钻模的结构特点是除有工件的定位、夹紧装置外，还有根据被加工孔的位置分布而设置的钻套和钻模板，用以确定刀具的位置，并防止刀具在加工过程中倾斜，从而保证被加工孔的位置精度。常用的钻模有固定式、回转式、翻转式和盖板式四种固定式钻模 :钻模与工件在机床上的位置保持不变，用来加工单个孔或在摇臂钻床上钻削若干平行孔。回转式钻模 :带有回转分度装置，在不松开工件的情况下可加 工分布在同一圆周上的多个轴向平行孔、垂直和斜交于工件轴线的多个径向孔或几个表面上的孔。翻转式钻模：夹具体在几个方向上有支承面，加工时用手将其翻转到各所需的方向进行钻孔，适用于小工件。盖板式钻模：只有钻模板而无夹具体。使用时把钻模板直接安装在工件的定位基准面上，适用于在较大的工件上钻小孔。此外，还有移动式、滑柱式等钻模。 钻模是在零件加工的第 5 个工序时需要的 ,如图 示，钻模主体应该由钻模箱体，盖板构成，然后由连接件和紧固件构连接到一起。 27 图 件加工工序 5 结构设计： 根据零件的形状和 尺寸，零件应该被放置在钻模箱体的型腔内，且以外圆 ，和右端面为定位基准。为了零件可以方便的放入和取出，箱体应该做出一个通孔，且可以放置零件的伸长部分。箱体的正上方和正下方按照尺寸要求打通两个斜孔至型腔处。箱体的前端面，左右两处打两个通孔，用来定位和夹紧紧使用。最终设计箱体结构和尺寸如图 示 如图 示钻模的总体尺寸设置为 60于加工零件尺寸较小，钻模应该适当的大一些，便于拿取和装夹。其中主要的尺寸是 72零件的尺寸要求是 72由于钻模的尺寸精度要求 是达到零件的 1/3,故这里选择 1/零件端面上的两个孔，是用来定位的，故尺寸要求严格。主视图中长度为15 的结构，一方面为了在钻模上加工两孔的加工方便，另一方面使盖板便于拆卸。 28 图 模本体 盖板的尺寸应该和箱体相吻合，长宽尺寸应该分别为 60 34板的端面中心为一螺纹孔，此结构的目的是通过螺钉将零件压紧在钻模型腔内。螺纹孔的两端为两个和零件端面两孔相对应的孔，内装钻套。 最终设计盖板如图 如图 示，盖板的总体尺寸设计为 0o+20 为主要尺寸。由于钻模的尺寸精度应为零件尺寸精度的 1/3。零件相应结构的尺寸要求为30o+20 。故钻模该结构的尺寸要求选为 30o+20 盖板上相应的定位尺寸要求也较高。为 40+。此尺寸也是重点尺寸。 29 图 模盖板 由于台钻的主轴是铅直的，但加工要求是在零件外圆上打一个斜孔，在台钻钻床上并不能完成，此时需要一个 v 形块底座。作用是将钻模整体套件固定于 之与钻头形成一个角度，此角度既零件斜孔的角度，这样便可直接钻孔。设计如图 示。钻磨体的定位和夹紧，通过箱体和盖板，中心两侧的孔 来实现。选用两个 形螺母和两个连接螺栓来实现定位和夹紧 箱体和盖板端面中心设计了一个螺纹孔。此孔用来将螺纹夹紧在钻磨型腔内。选用一个 栓来压紧。此外，在螺栓和螺纹连接处，还 需要垫圈和弹簧垫圈两个零件。最后，为了保证钻磨的使用寿命，需要在钻孔是加上钻套。钻套的选用将在下节具体论述。 30 图 模 v 形块底座 套的设计 钻套是钻模上特有的元件，其作用是确定刀具与夹具的相互位置，用来引导刀具以保证被加工孔的位置精度和提高工艺系统的刚度。能迅速、准确地确定刀具与夹具的相对位置，从而保证被加工孔的位置精度，钻夹具上都应设置引导刀具的元件。 其结构有以下 4 种类型： 主要用于小批量正常中。这种钻套钻孔位置精度较高，结构简单，但磨损后不易更换。 在大批量生产中使用。当钻套磨损后，为更换钻套方便，常采用可换钻套。为避 免更换钻套时钻模板磨损，钻套与钻模板之间加一衬套，并用螺钉固定钻套。 当被加工孔需要依次进行钻、扩、铰孔或加工台阶孔、攻螺纹等多工步加工时，应采用快换钻套，以便迅速更换不同内径的钻套。 31 以上三种钻套结构已标准化，设计时可参阅机床夹具设计手册。 根据工件形状或被加工孔位置的特殊性，有时需要设计特 殊结构的钻套。 由于本设计设定为大批量生产作业，所以可选用可换钻套。 本零件采用可换钻套。本零件有两组孔需要加工，其一是外圆上的两个斜孔 1。由于孔径过小，不在加钻套。故为了保证钻模的使用寿命，将钻模箱体进行调制处理，达到 一组孔是位于零件端面的两孔 需要加上钻套。且由于中心压紧螺栓的干涉，应采用不带凸缘结构的钻套。 钻套内径的选取，应按钻头或其他孔加工刀具的引导部分来确定，及钻套内径的基本尺寸，应等于所用刀具的最大极限尺寸。故此钻套的内径为 钻套的高度对刀具的引导作用和钻套的磨损影响很大。高度较大时刀具与钻套间可能产生的偏移量很小，即导向性好。但会加快刀具和钻套之间的磨损。高度过小时，钻套的导向性不好，刀具易倾斜。钻套高度是由被加工孔精度，工件 材料，加工孔的深度，刀具刚度，工件表面形状等因素决定的。一般，钻套高度取 1钻套内径。若在斜面上钻孔，则取 4的内径。若在高强度的材料上钻孔时，应选用长钻套。 综上所述，由于内径为 。 钻套和工件间应留适当间隙 ,间隙如果过小，则切屑排 除困难，会损坏加工表面，有时还可能把钻头折断。但间隙过大，会使钻头的引偏值增大，不能发挥钻套引导刀具的作用。故间隙的大小应根据钻头直径，工件材料及孔深来确定。其选取原则是引偏量小且易于排屑。加工铸铁等脆性材料时，间隙约等与 的内径。加工钢等带状切屑材料时，间隙约等于 的内径。工件材料的硬 32 度越高，其系数应取小值。钻孔直径越小，钻头刚性越差。系数应取大值。以免 切屑堵塞而使钻头折断。但有集中例外情况： 许间隙为零。 保证其钻良好，间隙应尽量取小些，的内径。 求排屑顺利，间隙取 的内径。 综上所述，由于所加工材料为轴承钢，间隙取为 的内径。 钻套在引导刀具的过程 毕业设计（论文）英文资料翻译 院： 西北工业大学明德学院 专 业： 机械设计制造及 其 自动化 班 级： 161002 姓 名： 王冬尧 学 号： 103324 指导老师： 贺荣 2013 年 4 月 1 to of be by a in a to at an a as to a be to a a of or is to a a it is to by he To do it is to is a of as as to as to a is a 1 0% of by is of or a by or is a a to on a or as or of is of by It is by in by as a is 2 50,000 2100 It be by a A is a of by is is It on in or in In by an is by a in is by on or a be to a on in be by a of or to or in is by a or be so a be is 40C 2100， do be In is to a or be is In it is by to on be it to in to 0or to To be is to in it is If or in a is 3 or or of of an is to or as an in In In is if is a or in to is a of If to is to in 2 he to is to be in by In so is by or be in be to RR)as a a be by or of no be is in of It is in to a RR of is is as in 4 RR is in to a is of a is If it At as it in as an is as an of to is is in A is to is ,800on an is in m/an a to is a a an as it by to of is of .6 0 by a of as in is in is by 0 0 It is by in 0 00 or 5 by to a in to by as As ), as or a on 如何延长轴承寿命 摘要 ： 自然界苛刻的工作条件会导致轴承的失效，但是如果遵循一些简单的规则，轴承正常运转的机会是能够被提高的。在轴承的使用过程当中，过分的忽视会导致轴承的过热现象，也可能使轴承不能够再被使用，甚至完全的破坏。但是一个被损坏的轴承，会留下它为什么被损坏的线索。通过一些细致的侦察工作，我们可以采取行动来避免轴承的再次 失效。 关键词： 轴承 失效 寿命 导致轴承失效的原因很多，但常见的是不正确的使用、污染、润滑剂使用不当、装卸或搬运时的损伤及安装误差等。诊断失效的原因并不困难，因为根据轴承上留下的痕迹可以确定轴承失效的原因。 然而，当事后的调查分析提供出宝贵的信息时，最好首先通过正确地选定轴承来完全避免失效的发生。为了做到这一点，再考察一下制造厂商的尺寸定位指南和所选轴承的使用特点是非常重要的。 1 轴承失效的原因 在球轴承的失效中约有 40%是由灰尘、脏物、碎屑的污染以及腐蚀造成的。污染通常是由不正确的使用和不良的使用环 境造成的，它还会引起扭矩和噪声的问题。由环境和污染所产生的轴承失效是可以预防的，而且通过简单的肉眼观察是可以确定产生这类失效的原因。 通过失效后的分析可以得知对已经失效的或将要失效的轴承应该在哪些方面进行查看。弄清诸如剥蚀和疲劳破坏一类失效的机理，有助于消除问题的根源。 只要使用和安装合理，轴承的剥蚀是容易避免的。剥蚀的特征是在轴承圈滚道上留有由冲击载荷或不正确的安装产生的压痕。剥蚀通常是在载荷超过材料屈服极限时发生的。如果安装不正确从而使某一载荷横穿轴承圈也会产生剥蚀。轴承圈上的压坑还会产生噪声、振动和附 加扭矩。 6 类似的一种缺陷是当轴承不旋转时由于滚珠在轴承圈间振动而产生的椭圆形压痕。这种破坏称为低荷振蚀。这种破坏在运输中的设备和不工作时仍振动的设备中都会产生。此外，低荷振蚀产生的碎屑的作用就象磨粒一样，会进一步损害轴承。与剥蚀不同，低荷振蚀的特 征通常是由于微振磨损腐蚀在润滑剂中会产生 淡红色。 消除振动源并保持良好的轴承润滑可以防止低 荷振蚀。给设备加隔离垫或对底座进行隔离可以减轻环境的振动。另外在轴承 上加一个较小的预载荷不仅有助于滚珠和轴承圈保持紧密的接触，并且对防止在设 备运输中产生的低荷振蚀也有帮助。 造 成轴承卡住的原因 是缺少内隙、润滑不当和载荷过大。在卡住之前，过大的摩擦和热量使轴承钢软化。 过热的轴承通常会改变颜色，一般会变成蓝黑 色或淡黄色。摩擦还会使保持架受力，这会破 坏支承架，并加速轴承的失效。 材料过早出现疲劳破坏是由重载后过大的预载引起的。如果这些条件不可避免，就应仔细计算轴承寿命，以制定一个维护计划。 另一个解决办法是更换材料。若标准的轴承材料不能保证足够的轴承寿命，就应当采用特殊的材料。另外，如果这个问题是由于载荷过大造成的，就应该采用抗载能力更强或其他结构的轴承。 蠕动不象过早疲劳那样普遍。轴 承的蠕动是由于轴和内圈之间的间隙过大造成的。蠕动的害处很大，它不仅损害轴承，也破坏其他零件。 蠕动的明显特征是划痕、擦痕或轴与内圈的颜色变化。为了防止蠕动，应该先用肉眼检查一下轴承箱件和轴的配件。 蠕动与安装不正有关。如果轴承圈不正或翘起，滚珠将沿着一个非圆周轨道运动。这个问题是由于安装不正确或公差不正确或轴承安装现场的垂直度不够造成的。如果偏斜超过 轴承就会过早地失效。 检查润滑剂的污染
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