轴承套-课程设计说明书

目录摘要2一.轴承套的类型及材料选择41.1套的类型41.2轴承套零件的材料、毛坯选择。4二.轴承套的热处理52.1毛坯的制造方法52.2轴承套的热处理52.3确定毛坯5三轴承套零件的加工工艺63.1轴承套加工工艺设计63.2机床选择73.3 工艺装备的选择7四确定切削用量84.1加工条件：84.2加工工序用量9结束语12参考文献13摘要套筒类零件的加工工艺根据其功用、结构形状、材料和热处理以及尺寸大小的不同而异。就其结构形状来划分，大体可以分为短套筒和长套筒两大类。一般套筒类零件在机械加工中的主要工艺问题是保证内外圆的相互位置精度（即保证内、外圆表面的同轴度以及轴线与端面的垂直度要求）和防止变形。套筒类零件的外圆表面多以过盈或过渡配合与机架或箱体孔相配合起支承作用。内孔主要起导向作用或支承作用，常与运动轴、主轴、活塞、滑阀相配合。有些套筒的端面或凸缘端面有定位或承受载荷的作用。套筒类零件虽然形状结构不一，但仍有共同特点和技术要求，根据使用情况可对套筒类零件的外圆与内孔提出如下要求1)内孔与外圆的精度要求 外圆直径精度通常为IT5IT7，表面粗糙度Ra为5063um，要求较高的可达004 um；内孔作为套类零件支承或导向的主要表面，要求内孔尺寸精度一般为IT6117，为保证其耐磨性要求，对表面粗糙度要求较高(Ra=25016 um)。有的精密套筒及阀套的内孔尺寸精度要求为IT4II5，也有的套筒(如油缸、气缸缸筒)由于与其相配的活塞上有密封圈，故对尺寸精度要求较低，一般为II8ITc)，但对表面粗糙度要求较高，Ra一般为2516um。2)几何形状精度要求 通常将外圆与内孔的几何形状精度控制在直径公差以内即可；对精密轴套有时控制在孔径公差的1213，甚至更严。对较长套筒除圆度有要求以外，还应有孔的圆柱度要求。为提高耐磨性，有的内孔表面粗糙度要求为Ral6-01 um，有的高达Ra0025um。套筒类零件外圆形状精度一般应在外径公差内，表面粗糙度Ra为3204um。3)位置精度要求 位置精度要求主要应根据套类零件在机器中功用和要求而定。如果内孔的最终加工是在套筒装配(如机座或箱体等)之后进行时，可降低对套筒内、外圆表面的同轴度要求；如果内孔的最终加工是在装配之前进行时，则同轴度要求较高，通常同轴度为0.01006mm。套筒端面(或凸缘端面)常用来定位或承受载荷，对端面与外圆和内孔轴心线的垂直度要求较高，一般为005002mm该轴承套的主要技术要求为：34js7外圆对22H7孔的径向圆跳动公差为0.01mm；左端面对22H7孔轴线的垂直度公差为0.01mm。轴承套外圆为IT7级精度，采用精车可以满足要求；内孔精度也为IT7级，采用铰孔可以满足要求。内孔的加工顺序为：钻孔车孔铰孔。由于外圆对内孔的径向圆跳动要求在0.01mm内，用软卡爪装夹无法保证。因此精车外圆时应以内孔为定位基准，使轴承套在小锥度心轴上定位，用两顶尖装夹。这样可使加工基准和测量基准一致，容易达到图纸要求。 车铰内孔时，应与端面在一次装夹中加工出，以保证端面与内孔轴线的垂直度在0.01mm以内。一.轴承套的类型及材料选择1.1套的类型套类零件是指在回转体零件中心的空心薄壁件，是机械加工中常见的一中零件，在各类机器中应用很广泛，主要起支承或导向作用。由于公用不用，其形状结构和尺寸有很大的差异。常见的套类零件有：支承回转轴的各种形式的轴承圈、轴套；夹具上的钻套和导向套；内燃机上的气缸套和液压系统中的液压缸、电液伺服的阀套等。套类零件的结构与尺寸随其用途不同而异，但其结构一般都具有以下特点：外圆直径d一般小于长度L，通常L/d5；内控与外圆直径只差较小，故零件壁的厚度较薄且易变形；内、外圆回转面的同轴度要求较高；结构比较简单。1.2轴承套零件的材料、毛坯选择。轴承套零件毛坯材料的选择主要取决于零件的功能要求、结构特点及使用时的工作条件。套筒类零件一般用刚、铸铁、青铜或黄铜和粉末冶金等材料制成。有些特殊要求的轴承套零件可采用双层金属机构或选用优质合金钢，双层金属结构是应用离心铸造法在钢或铸铁轴套的内壁上浇筑一层巴氏合金等轴承合金材料，采用这种制造方法虽然增加了一些工时，但能节省有色金属，而且有提高了轴承的使用寿命。轴承套零件的毛坯制造方式的选择与毛坯结构尺寸、材料和生产批量的大小等因素有关。孔径较大（一般直径大于20mm）时，常采用型材（如无缝钢管）、带孔的锻件或铸件；孔径较小（一般小于20mm）时，一般多选择热轧或冷拉棒料，也可采用实心铸件；大批量生产时，可采用冷压、粉末治金等先进工艺，不仅节约原材料，而且生产率及毛坯质量精度均可提高。二.轴承套的热处理2.1毛坯的制造方法 该零件为机械轴承套，材料为ZQSn6-6-3，棒料，每批数量为180件，所以毛坯采用直接下料的方式制造。2.2轴承套的热处理 套类零件的功能要求和结构特点决定了套内零件的热处理方法有渗碳淬火、表面淬火、调质、高温时效及渗氮等。2.3确定毛坯 零件材料为ZQSn6-6-3，因为轴承套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，所以选用热轧圆棒料作为毛坯。根据零件图1所示，毛坯的大致外形尺寸如图1所示。图1三轴承套零件的加工工艺3.1轴承套加工工艺设计为节省加工时间，走刀路线按刀具集中、先粗后精和按加工部位的要求确定表1工序尺寸及公差的确定零件尺寸工序名称工序余量/mm工序基本尺寸/mm公差等级42毛坯45粗车1.643.4IT12半精车1.442IT834js7毛坯45粗车9.134.9IT12半精车1.433.5IT8精车0.534IT724毛坯钻-20.5IT11镗3.524IT1022H7毛坯钻-20.5IT11扩1.321.8IT10粗铰0.1421.94IT9精铰0.0622IT73.2机床选择根据图1，该零件为套类零件，分析后选用车床CA6140，20.5mm麻花钻刀具材料为高速钢钻头3.3 工艺装备的选择90车刀45车刀20.5钻头扩孔钻22H7mm铰刀4mm麻花钻夹具选择：三爪卡盘、后顶尖，台虎钳量具选择：游标卡尺、千分尺四确定切削用量4.1加工条件：工件材料：ZQSn6-6-3人工时效热处理，热轧圆棒料。加工要求：粗车轴套各外圆至尺寸，表面粗糙度要求值为Ra200um加工设备：CA6140卧式车床刀具：刀片材料为硬质合金YT5，刀杆尺寸为16mmx25mm，Kr=90, =15, =8,r=0.5mm2.计算切削用量1已知毛坯长度方向的加工余量为7mm，因为此毛坯已经考虑到割断后的6零件的加工余量，因此端面可以全部加工。可以分两次加工，ap=3mm计。2.确定进给量f：根据切削用量简明手册，和加工条件以及工件直径为45mm，得f=0.40.5mm/r。按CA6140车床说明书取f=0.5mm/r3.计算切削速度：根据切削用量简明手册，和加工条件可得vc=6773m/min,取vc=70m/min4.确定主轴转速n：n=1000x70/3.14x45=495r/min,据CA6140车床说明书取n=500r/min.所以实际切削速度为 vc=500x45x3.14/1000=70.65m/min。计算切削工时：车削基本时间Tb=LjZ/nfap=45/500x0.5x3=0.06min所以车削端面所需时间为Tm=3Tb=3x0.06=0.18min5粗车外圆至42mm确定切削用量：外圆单边余量为1.5mm，所以取ap=1.5mm可一次切除。根据切削用量简明手册，和加工条件以及工件直径为42mm，得f=0.40.5mm/r。按CA6140车床说明书取f=0.5mm/r。根据切削用量简明手册，和加工条件可得 vc=6773m/min,取vc=70m/min所以主轴转速n=1000x70/3.14x42=530r/min, 据CA6140车床说明书取n=500r/min.所以实际切削速度为 vc=500x42x3.14/1000=65.94m/min。车削基本时间Tb=LjZ/nfap=42/500x0.5x3=0.056min粗车外圆至35mm确定切削用量：外圆单边余量为3.5mm，所以取ap=3mm可二次切除。根据切削用量简明手册，和加工条件以及工件直径为35mm，得f=0.40.5mm/r。按CA6140车床说明书取f=0.5mm/r。根据切削用量简明手册，和加工条件可得vc=6773m/min,取vc=70m/min所以主轴转速n=1000x70/3.14x35=637r/min, 据CA6140车床说明书取n=710r/min.所以实际切削速度为 vc=710x35x3.14/1000=78.03m/min。车削基本时间Tb=LjZ/nfapi=35/710x0.5x3x2=0.066min。4.2加工工序用量工序一粗车1.车端面。切削用量的确定：此工步的轴向加工余量为0.5mm，所以取ap=0.5mm，可一次加工。根据切削用量简明手册，和加工条件以及工件直径为42mm，得f=0.40.5mm/r。按CA6140车床说明书取f=0.5mm/r。根据切削用量简明手册，和加工条件可得 vc=6773m/min,取vc=70m/min所以主轴转速n=1000x70/3.14x42=530r/min, 据CA6140车床说明书取n=500r/min.所以实际切削速度为 vc=500x42x3.14/1000=65.94m/min。车削基本时间Tb=LjZ/nfap=42/500x0.5x0.5=0.33min得f=0.40.5mm/r。按CA6140车床说明书取f=0.5mm/r。根据切削用量简明手册，和加工条件可得 vc=6773m/min,取vc=70m/min所以主轴转速n=1000x70/3.14x42=530r/min, 据CA6140车床说明书取n=500r/min.所以实际切削速度为 vc=500x42x3.14/1000=65.94m/min。车削基本时间Tb=LjZ/nfap=42/500x0.5x0.5=0.33min工序二：此工序是钻20.5mm的孔。1.加工条件：工件材料：ZQSn6-6-3人工时效热处理，热轧圆棒料。加工要求：钻20.5mm的孔。加工设备：CA6140卧式车床刀具：20.5mm麻花钻，刀具材料为高速钢钻头2.确定切削用量：根据工件材料，刀具的材料以及麻花钻的尺寸查手册得f=0.520.64 mm/r，取f=0.56mm/r。由手册得f=0.56mm/r刃磨形式为标准，d=20.5mm时vc=12m/min，切削速度的修正系数Ktv=1.09，Kcv=1，故：v=12x1.09x1=13.08m/min.所以n=1000x13.08/3.14x20.5=203.2 r/min。根据Z525钻床说明书，可选择n=272 r/min。所以实际切削速度vc=272x20.5x3.14/1000=17.5 m/min.车削基本时间Tb=L/nf=257/272x0.56=1.69min工序三镗孔：1.镗孔至22mm。1.加工条件：工件材料：ZQSn6-6-3人工时效热处理，热轧圆棒料。加工要求：扩至22mm。加工设备：CA6140卧式车床刀具：扩孔钻，刀具材料为高速钢钻头2.确定切削用量：根据扩孔钻的直径和工件的硬度可以查表的f=1.01.2mm/r，取f=1.0mm/r, 手册得f=1.0mm/r刃磨形式为标准，d=22mm时vc=17m/min，切削速度的修正系数Ktv=1.09，Kcv=1，故：v=17x1.09x1=18.53m/min.所以n=1000x18.53/3.14x22=268 r/min。根据C616说明书，可选择n=320 r/min。所以实际切削速度vc=320x22x3.14/1000=22.01 m/min.车削基本时间Tb=L/nf=40/320x1=0.125min2.镗孔确定切削用量：此工步的单边加工余量为0.03mm，所以取ap=0.03mm，可一次加工。根据切削用量简明手册，和加工条件以及工件直径为22mm，得f=0.30.4mm/r。按CA6140车床说明书取f=0.3mm/r。根据切削用量简明手册，和加工条件可得 vc=6773m/min,取vc=70m/min所以主轴转速n=1000x70/3.14x22=1011r/min, 据CA6140车床说明书取n=1120r/min.所以实际切削速度为 vc=1120x22x3.14/1000=77.37m/min。车削基本时间Tb=LjZ/nfap=24/1120x0.3x0.03=2.3min1. 工序四半精加工2. 车外圆确定切削用量：此工步的单边加工余量为0.5mm，所以取ap=0.5mm，可一次加工。根据切削用量简明手册，和加工条件以及工件直径为34mm，得f=0.40.5mm/r。按CA6140车床说明书取f=0.41mm/r。根据切削用量简明手册，和加工条件可得 vc=8590m/min,取vc=90m/min所以主轴转速n=1000x90/3.14x34=843r/min, 据CA6140车床说明书取n=900r/min.所以实际切削速度为 vc=900x34x3.14/1000=96.08m/min。车削基本时间Tb=LjZ/nfap=32/900x0.5x0.5=0.14min2.台阶面1已知毛坯长度方向的加工余量为0.5mm，因此端面可以全部加工。ap=0.5mm，可以次加工。2.确定进给量f：根据切削用量简明手册，和加工条件以及工件直径为33mm，得f=0.40.5mm/r。按CA6140车床说明书取f=0.5mm/r3.计算切削速度：根据切削用量简明手册，和加工条件可得vc=8590m/min,取vc=85m/min4.确定主轴转速n：n=1000x85/3.14x33=830r/min,据CA6140车床说明书取n=900r/min.所以实际切削速度为 vc=900x33x3.14/1000=93.26m/min。计算切削工时：车削基本时间Tb=LjZ/nfap=1/900x0.5x0.5=0.004min3.车内槽确定切削用量：此工步的单边加工余量为1mm，所以取ap=1mm，可一次加工。根据切削用量简明手册，和加工条件以及工件直径为24mm，得f=0.30.4mm/r。按CA6140车床说明书取f=0.3mm/r。根据切削用量简明手册，和加工条件可得 vc=6773m/min,取vc=67m/min所以主轴转速n=1000x67/3.14x22=969r/min, 据CA6140车床说明书取n=900r/min.所以实际切削速度为 vc=900x22x3.14/1000=62.17m/min。车削基本时间Tb=LjZ/nfap=16/900x1x0.3=0.06min工序五精加工：1.加工条件：工件材料：ZQSn6-6-3人工时效热处理，热轧圆棒料。加工要求：钻4mm的孔。加工设备：Z525刀具：4mm麻花钻，刀具材料为高速钢钻头2.确定切削用量：根据工件材料，刀具的材料以及麻花钻的尺寸查手册得f=0.180.22 mm/r，取f=0.22mm/r。由手册得f=0.22mm/r刃磨形式为标准，d=4mm时vc=19m/min，切削速度的修正系数Ktv=1.09，Kcv=1，故：v=19x1.09x1=20.71m/min.所以n=1000x20.71/3.14x4=1648.9 r/min。根据Z525钻床说明书，可选择n=1360 r/min。所以实际切削速度vc=1360x4x3.14/1000=42.7 m/min.车削基本时间Tb=L/nf=6/1360x0.22=0.02min结束语这次我们组做的轴承套的课程设计，这个零件的形状不是很复杂，是个普通的轴套类零件，对于工厂来说，是个比较简单的零件，不过对于我们这些刚开始学习的学生来说还是比较困难的。 该零件表面由内外圆柱面、内孔等表面组成，其中多个直径尺寸与轴