機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-滾針軸承使用壽命的研究【全套圖紙】

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1、編編 號(hào)號(hào) 無(wú)錫太湖學(xué)院 畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)（論論文文） 題目：題目： 滾針軸承使用壽命的研究滾針軸承使用壽命的研究 信機(jī) 系系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專(zhuān)專(zhuān) 業(yè)業(yè) 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： （職稱(chēng)：高工 ） （職稱(chēng)： ） 2013 年 5 月 25 日 無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠(chéng)誠(chéng) 信信 承承 諾諾 書(shū)書(shū) 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 滾針軸承使 用壽命研究 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成 果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表 示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包

2、含任何其他個(gè)人、 集體已發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。 班 級(jí)： 機(jī)械 93 學(xué) 號(hào)： 0923131 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 無(wú)無(wú)錫錫太太湖湖學(xué)學(xué)院院 信信 機(jī)機(jī) 系系 機(jī)機(jī)械械工工程程及及自自動(dòng)動(dòng)化化 專(zhuān)專(zhuān)業(yè)業(yè) 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)論論 文文 任任 務(wù)務(wù) 書(shū)書(shū) 一、題目及專(zhuān)題：一、題目及專(zhuān)題： 1、題目 滾針軸承使用壽命的研究 2、專(zhuān)題 二、課題來(lái)源及選題依據(jù)二、課題來(lái)源及選題依據(jù) 滾針軸承是帶圓柱滾子的滾子軸承，相對(duì)其直徑，滾子既細(xì)又 長(zhǎng)。這種滾子稱(chēng)為滾針。盡管具有較小的截面，軸承仍具有較高的 負(fù)荷承受能力，因此，特別適用于徑向空間受限制的場(chǎng)合。根據(jù)使 用場(chǎng)合不同，可選

3、用無(wú)內(nèi)圈的軸承或滾針和保持架組件，此時(shí)與軸 承相配的軸頸表面和外殼孔表面直接作為軸承的內(nèi)、外滾動(dòng)表面， 為保證載荷能力和運(yùn)轉(zhuǎn)性能與有套圈軸承相同，軸或外殼孔滾道表 面的硬度，加工精度和表面質(zhì)量應(yīng)與軸承套圈的滾道相仿。此種軸 承僅能承受徑向載荷。 滾針軸承理論上的使用壽命是 20000-80000 小時(shí)，但是不規(guī)范 的使用或者潤(rùn)滑往往加劇了滾針軸承的磨損，使?jié)L針軸承過(guò)早的失 效 這里我們將通過(guò) CF10 BUURM 軸承的設(shè)計(jì)與研究探索滾針軸承的使用 壽命。 II 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 通過(guò)螺栓型滾針軸承 CF10BUURM 的設(shè)計(jì)探索尺寸

4、對(duì)滾針軸承使 用壽命的影響。 熟練掌握 CNC 數(shù)控儀表車(chē)的編程 。 熟練掌握切削尺寸，磨削尺寸的精度。 掌握保持器沖壓模具的設(shè)計(jì)。 熟練掌握各個(gè)零件的加工工序、和工藝。 四、接受任務(wù)學(xué)生：四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 93 班班 姓名姓名 五、開(kāi)始及完成日期：五、開(kāi)始及完成日期： 自自 2012 年年 11 月月 12 日日 至至 2013 年年 5 月月 25 日日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問(wèn)）：六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問(wèn)）： 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 簽名簽名 簽名簽名 簽名簽名 教研室主任教研室主任 簽名簽名 系主任系主任 簽名簽名 III 2012 年年 11 月月 12 日日 4 摘摘 要

5、要 滾動(dòng)軸承的壽命定義為從軸承開(kāi)始工作到軸承滾道輪或滾動(dòng)體的表面，因疲勞最先 出現(xiàn)表面剝落的總轉(zhuǎn)數(shù)（或者在一定轉(zhuǎn)數(shù)下的總旋轉(zhuǎn)時(shí)間） 。但是，即使尺寸、結(jié)構(gòu)、材 料、熱處理完全相同條件的軸承運(yùn)行時(shí)，壽命也會(huì)有所不同，不是一定的。這是因?yàn)椴?料的疲勞限度本身就存在差異。 這正文中我們將從設(shè)計(jì)入手，以 CF10BUURM 螺栓軸承為例。通過(guò)對(duì)外圈、螺栓軸、 保持架的設(shè)計(jì)與研究與 CNC 編程探索 IKO 軸承的秘密。在尺寸精度上，將尺寸控制在公 差范圍內(nèi)，保證滾針軸承轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)游隙和摩擦系數(shù)。 除了設(shè)計(jì)我們還要考慮的是：軸承正確的儲(chǔ)存，表面的清潔，軸承的選配，安裝前 的準(zhǔn)備，謹(jǐn)慎的安裝和拆卸，還有正確的

6、潤(rùn)滑。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：滾針軸承；疲勞壽命；軸承設(shè)計(jì)；CNC 編程 Abstract Bearing life is defined as the total number of revolutions (or total service hours at a constant rotational speed) before a sign of the first flaking appears on the rolling surface of raceway or rolling elements. However, even when bearings of the same size

7、, structure, material and heat treatment are subjected to the same conditions, the bearing lives will show variation. This results from the statistical nature of the fatigue phenomenon. In this text, we will start from design. Take CF10BUURM bolt bearing as an example.Through the design and research

8、 of external ring, shaft bolt,cage and CNC programming we will find the secret of IKO bearing. On the dimensional accuracy, we must control the size of tolerance range to ensure the needle roller bearings clearance and friction coefficient. We also need to consider somethings ,such as storing it in

9、a professional room, surface cleaning, bearing selection, the preparation before installation, installation and dismantlement carefully , and correct lubrication. Key words: Needle roller bearings;fatigue life; bearing design;CNC programming 目目 錄錄 摘 要 Abstract 目 錄 1 緒論1 1.1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義1 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況

10、.1 1.2.1 國(guó)外滾動(dòng)軸承工業(yè)的發(fā)展1 1.2.2 國(guó)內(nèi)滾動(dòng)軸承工業(yè)發(fā)展2 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求3 2 整體設(shè)計(jì)計(jì)算.4 2.1 CF 10BUURM 外形尺寸4 2.2 滾動(dòng)體的相關(guān)計(jì)算.4 2.2.1 滾針直徑 DW的計(jì)算 .4 2.2.2 滾針長(zhǎng)度 LW的計(jì)算.4 2.2.3 滾針中心園直徑 DPW的計(jì)算.5 2.2.4 滾針數(shù) Z 的計(jì)算.5 2.3 額定載荷.5 2.3.1 徑向額定動(dòng)載荷.5 2.3.2 徑向額定靜載荷6 3 外圈的設(shè)計(jì)7 3.1 尺寸的參數(shù)符號(hào).7 3.2 外圈的尺寸設(shè)計(jì).7 3.2.1 外圈滾道直徑的計(jì)算7 3.2.2 外圈滾道寬度的設(shè)計(jì)計(jì)算7 3.2

11、.3 外圈臺(tái)階高度和直徑的設(shè)計(jì)7 3.2.4 外圈密封槽寬度 b1和外圈密封槽直徑 D1的取值.7 3.3 加工時(shí)的注意事項(xiàng).7 3.3.1 外表面傾斜度對(duì)軸承質(zhì)量的影響7 3.4 加工工序.9 3.5 CNC 編程9 4 螺栓軸的設(shè)計(jì)12 4.1 尺寸的參數(shù)符號(hào)13 4.2 螺栓軸的尺寸設(shè)計(jì).13 4.2.1 螺栓軸滾道直徑計(jì)算13 4.2.2 螺栓軸的滾道寬度13 4.2.3 螺栓軸外擋邊直徑13 4.3 設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng).13 4.3.2 材料選擇13 4.4 螺栓軸的加工工序.14 4.4.1 工藝路線(xiàn)方案一14 4.4.2 工藝路線(xiàn)方案二15 4.4.3 工藝路線(xiàn)方案三15 4.4.

12、4、工藝方案的比較與分析16 4.5 CNC 編程16 5 保持架的設(shè)計(jì)18 5.1 保持架的選擇.18 5.1.1 “K”型保持架18 5.1.2 “O”型保持架18 5.1.3 “M”型保持架 .20 5.1.4 三種設(shè)計(jì)的比較與最終方案的確定20 5.2 尺寸的參數(shù)符號(hào).20 5.3 保持架的設(shè)計(jì)計(jì)算.21 5.3.1 外圈滾道直徑 D121 5.3.2 外圈擋邊公稱(chēng)直徑21 5.3.3 保持架的公稱(chēng)外徑 Dc21 5.3.4 保持架內(nèi)徑.22 1dc 5.3.5 窗孔引導(dǎo)部位的公稱(chēng)寬度.22 cb 5.3.6 窗孔內(nèi)鎖口寬度 bc2 的選取22 5.3.7 斜角 的確定 .22 5.3

13、.8 角與的關(guān)系23 5.3.9 窗孔寬度的計(jì)算.23 2c b 5.3.10 沖裁間隙 與、 的關(guān)系24 5.4 保持架設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng).24 5.4.1 沖壓前的檢查.24 5.4.2 材料的選擇.24 5.5 保持架的加工工序.24 5.6 其他注意事項(xiàng).25 5.7 CF 軸承在生產(chǎn)中的應(yīng)用26 5.7.1 CF 軸承在 ATC 裝置中的應(yīng)用.26 5.7.2 CF 軸承在無(wú)桿氣缸里的應(yīng)用.27 6 結(jié)論與展望29 6.1 結(jié)論29 6.2 不足之處及未來(lái)展望29 致 謝30 參考文獻(xiàn)31 滾針軸承使用壽命的研究 1 1 緒論緒論 軸承即使在正常的條件下使用，套圈和滾動(dòng)體的滾動(dòng)面也會(huì)因受

14、到交變應(yīng)力作用而 發(fā)生材料疲勞，以致造成剝落。疲勞剝落是滾針軸承的主要失效形式，因此，軸承的壽 命一般情況指其疲勞壽命。疲勞壽命的定義為：一套軸承，其中一個(gè)套圈（或墊圈）或 滾動(dòng)體的材料出現(xiàn)第一個(gè)疲勞擴(kuò)展跡象之前，一個(gè)套圈（或墊圈）相對(duì)另一個(gè)套圈（或 墊圈）的轉(zhuǎn)數(shù)。 在某些特定情況下，軸承也可能因磨損過(guò)度或喪失必須的精度而失效，這時(shí)軸承的 壽命是指磨損壽命或精度壽命，需另行考慮 理論上 IKO 滾針軸承 CF10BUURM 的使用壽命為2000080000小時(shí)，但是，實(shí)際的 壽命取決于許多因素過(guò)早的軸承失效會(huì)導(dǎo)致代價(jià)高額的設(shè)備停工，有時(shí)甚至還會(huì)導(dǎo) 致更嚴(yán)重的后果。 令人滿(mǎn)意的 IKO 滾針軸承

15、使用壽命始于正確的軸承選擇。從一開(kāi)始，軸承設(shè)計(jì)師通 過(guò)為不同應(yīng)用選擇正確的軸承來(lái)延長(zhǎng)軸承使用壽命和設(shè)備性能。這個(gè)過(guò)程要考慮許多因 素，例如載荷、硬度、軸承壽命預(yù)測(cè)、運(yùn)行環(huán)境等等。 1.1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義本課題的研究?jī)?nèi)容和意義 本文主要從設(shè)計(jì)入手，深入解析 IKO 滾針軸承，CF10BUURM 的使用壽命比國(guó)內(nèi)相同型 號(hào)產(chǎn)品高 3 到 4 倍的原因。 螺栓型滾針軸承可以分為五大類(lèi)：標(biāo)準(zhǔn)凸輪從動(dòng)軸承系列、C-Lube 自潤(rùn)滑凸輪從動(dòng) 軸承、CFS 系列袖珍凸輪從動(dòng)軸承、雙列圓柱滾子凸輪從動(dòng)軸承 NUCF、英制系列 CR。 標(biāo)準(zhǔn)凸輪從動(dòng)軸承又可以分為：標(biāo)準(zhǔn)凸輪從動(dòng)軸承 CF、偏心桿端凸輪從動(dòng)

16、軸承 CFES、附帶偏心套的凸輪從動(dòng)軸承 CFE、附帶推力墊圈的凸輪從動(dòng)軸承 CFW、集中配管 用凸輪從動(dòng)軸承(CF-RU1,CF-FU1)、簡(jiǎn)易安裝用凸輪從動(dòng)軸承 CF-SFU。 在這里我們主要討論的是標(biāo)準(zhǔn)凸輪從動(dòng)軸承 CF。CF10BUURM,這里的 10 是代表尺寸， 也就是桿端直徑的大小。B 代表的是桿端頂部帶六角孔。UU 代表的軸承帶密封圈密封，R 是指外圈外徑面是球面。M 這里代表細(xì)牙螺紋。 這個(gè)軸承可以分為外圈、螺栓軸、密封墊片、側(cè)板、保持架、滾針、螺母七個(gè)部分， 其中螺母是標(biāo)準(zhǔn)件，不需設(shè)計(jì)其他的我們將在正文中一一計(jì)算與設(shè)計(jì)。其中外圈和螺栓 軸將進(jìn)行數(shù)控車(chē)編程。 1.2 國(guó)內(nèi)外的

17、發(fā)展概況國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 隨著人類(lèi)文明的不斷進(jìn)化和科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，世界軸承工業(yè)從弱小起步，由昔 日少數(shù)幾家小廠(chǎng)發(fā)展到現(xiàn)今遍布全球?？梢哉f(shuō)，世界軸承工業(yè)在不斷的發(fā)展壯大中，為 世界的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步做出了巨大的貢獻(xiàn)。 1.2.1 國(guó)外滾動(dòng)軸承工業(yè)的發(fā)展國(guó)外滾動(dòng)軸承工業(yè)的發(fā)展 軸承工業(yè)中實(shí)力較強(qiáng)的企業(yè)有德國(guó)的 INA 公司、日本的 IKO 公司、以及美國(guó)的 TIMKEN 公司等，這些公司代表了世界軸承工業(yè)的發(fā)展水平和前沿。 1946年威廉舍弗勒博士和喬治舍弗勒博士兄弟二人在德國(guó)赫爾佐根奧拉赫 （Herzogenaurach）創(chuàng)立 INA 公司。并在1949年就證明了突破思維

18、框架的意義。彼時(shí)， 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 他對(duì)滾針和保持架組件的研發(fā)，導(dǎo)致滾針軸承在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的一大突破，填補(bǔ)了該領(lǐng) 域的空白。喬治舍弗勒的創(chuàng)新精神和對(duì)成功的渴望成為 INA 公司在全球35家工廠(chǎng)永恒的 企業(yè)文化的一部分。 INA 在全世界范圍開(kāi)發(fā)并生產(chǎn)滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承、直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品和汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)部件。 作為一個(gè)研制與開(kāi)發(fā)方面的合作伙伴，從系統(tǒng)發(fā)展的初始階段開(kāi)始，INA 就與客戶(hù)緊密合 作。每天都會(huì)有針對(duì)用戶(hù)的新解決方案誕生，這也意味著每年有1,000種以上新產(chǎn)品投放 市場(chǎng)。INA 大力投資研發(fā)部門(mén)，最近特別注重在德國(guó)、亞洲和北美的新研發(fā)中心的建設(shè)。 INA 品牌廣泛用于汽車(chē)工業(yè)包括

19、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱和底盤(pán)，以及工業(yè)部門(mén)。INA 在精密 產(chǎn)品成型方面有著同行不可比擬的技術(shù)優(yōu)勢(shì)并依此為客戶(hù)提供極佳性?xún)r(jià)比的解決方案。 在工業(yè)領(lǐng)域，四個(gè)行業(yè)管理部門(mén)分別在生產(chǎn)機(jī)械、動(dòng)力傳輸與鐵路、重工業(yè)和消費(fèi)產(chǎn)品 領(lǐng)域引導(dǎo)著 INA 和 FAG 兩個(gè)品牌的市場(chǎng)推廣。 IKO 是日本湯姆遜公司的注冊(cè)商標(biāo)，是一個(gè)以科技和技術(shù)開(kāi)發(fā)為導(dǎo)向的工業(yè)配件制造 廠(chǎng)商，產(chǎn)品以針狀軸承和導(dǎo)軌軸承為主。 IKO 東晟軸承日本東晟株式會(huì)社 IKO 是一家有五十多年歷史，以生產(chǎn)滾針軸承和直線(xiàn) 導(dǎo)軌軸承見(jiàn)長(zhǎng)的專(zhuān)業(yè)軸承制造商，在世界各地均享有崇高的聲譽(yù)，是日本生產(chǎn)滾針軸承 歷史最悠久、品種最齊全、專(zhuān)業(yè)化水平最高的生產(chǎn)廠(chǎng)家；IKO

20、 卡法創(chuàng)造的四列圓柱滾子重 載導(dǎo)軌享譽(yù)世界。其產(chǎn)品廣泛用于機(jī)床以及其他各行業(yè)領(lǐng)域。 IKO 軸承出品的產(chǎn)品已成為優(yōu)質(zhì)名牌產(chǎn)品的代表，通過(guò)全球的營(yíng)銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)為用戶(hù)方 便、快捷的服務(wù)承諾。IKO 針狀軸承以其特殊的內(nèi)部構(gòu)造實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)的小型、輕量化。 導(dǎo)軌軸承以滾針軸承所賦予的高品質(zhì)為基礎(chǔ)，以獨(dú)特的機(jī)械設(shè)備做精密加工，以最新機(jī) 器來(lái)作品質(zhì)評(píng)價(jià)，產(chǎn)品永遠(yuǎn)維持著高性能及高品質(zhì)的水準(zhǔn)。 1.2.2 國(guó)內(nèi)滾動(dòng)軸承工業(yè)發(fā)展國(guó)內(nèi)滾動(dòng)軸承工業(yè)發(fā)展 中國(guó)是世界上較早發(fā)明滾動(dòng)軸承的國(guó)家之一，在中國(guó)古籍中，關(guān)于車(chē)軸軸承的構(gòu)造 早有記載。從考古文物與資料中看，中國(guó)最古老的具有現(xiàn)代滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)雛形的軸承， 出現(xiàn)于公元前2

21、21207年 (秦朝)的今山西省永濟(jì)縣薛家崖村。新中國(guó)成立后，特別是上 世紀(jì)七十年代以來(lái)，在改革開(kāi)放的強(qiáng)大推動(dòng)下，軸承工業(yè)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的高質(zhì)快速發(fā) 展時(shí)期。 中國(guó)軸承工業(yè)的發(fā)展歷程，大致可以分為五個(gè)階段： 第一章 萌芽階段（1949年以前） 新中國(guó)成立前，我國(guó)軸承工業(yè)發(fā)展十分緩慢。 第二章 奠基階段（19491957年） 1949年，瓦房店軸承廠(chǎng)恢復(fù)生產(chǎn)，成為中國(guó)第一家獨(dú)立生產(chǎn)軸承的企業(yè)。隨后哈爾 濱軸承廠(chǎng)于1951年4月建成并投入生產(chǎn)。1953年上海市軸承行業(yè)形成秦福興軸承廠(chǎng)、上工 軸承廠(chǎng)、榮泰新機(jī)器廠(chǎng)和金興鐵工廠(chǎng)4個(gè)中心廠(chǎng)及10多個(gè)衛(wèi)星廠(chǎng)。在原蘇聯(lián)的援助下，全 國(guó)156項(xiàng)重點(diǎn)工程之一的洛

22、陽(yáng)軸承廠(chǎng)1954年3月底破土動(dòng)工，1957年開(kāi)始試制普通軸承 13.6萬(wàn)套。至此，我國(guó)軸承工業(yè)瓦房店、哈爾濱、洛陽(yáng)、上海四個(gè)生產(chǎn)基地初步形成， 為軸承制造業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 第三章 體系形成階段（19581977年） 滾針軸承使用壽命的研究 3 以四個(gè)生產(chǎn)基地為核心，輻射全中國(guó)的生產(chǎn)熱潮，主機(jī)配套的新產(chǎn)品的發(fā)展迅速。 軸承的配套產(chǎn)業(yè)也開(kāi)始蓬勃發(fā)展。 第四章 快速發(fā)展階段（19782000年） 這一階段軸承工業(yè)通過(guò)技術(shù)改造和引進(jìn)，改善了生產(chǎn)布局，增強(qiáng)了生產(chǎn)能力，提高 了經(jīng)濟(jì)效益。與國(guó)外先進(jìn)的生產(chǎn)廠(chǎng)家進(jìn)行交流，軸承設(shè)計(jì)水平已逐步接近，或部分達(dá)到 了國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平。 第五章 向世界軸承工業(yè)

23、強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)（2001后） 2000年以后中國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速騰飛，軸承行業(yè)也不例外，中國(guó)的軸承出口量大幅增加， 以2013年4月份的德國(guó)漢諾威工業(yè)博覽會(huì)來(lái)講。來(lái)自中國(guó)的參展商有734家，展覽面積1.2 萬(wàn)平方米。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，其中軸承企業(yè)有上百家。中國(guó)正在有制造大國(guó)向著軸承工業(yè) 強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。 1.3 本課題本課題應(yīng)達(dá)到的要求應(yīng)達(dá)到的要求 1、通過(guò)螺栓型滾針軸承 CF10BUURM 的設(shè)計(jì)探索尺寸對(duì)滾針軸承使用壽命的影響。 2、熟練掌握 CNC 數(shù)控儀表車(chē)的編程 。 3、熟練掌握切削尺寸，磨削尺寸的精度。 4、掌握保持器沖壓模具的設(shè)計(jì)。 5、熟練掌握各個(gè)零件的加工工序、和工藝。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4

24、 2 整體設(shè)計(jì)計(jì)算整體設(shè)計(jì)計(jì)算 2.1 CFCF 10BUURM10BUURM 外形尺寸外形尺寸 平擋圈型滾輪滾針軸承的基本尺寸 d、D、B、C、r，應(yīng)符合 GB6445-1996 的規(guī)定： D=22，d2=10，B =36，B2=23，C=12，=0.3，d1=17，G：M101，=12 minr wF 2.2 滾動(dòng)體的相關(guān)計(jì)算滾動(dòng)體的相關(guān)計(jì)算 2.2.1 滾針直徑滾針直徑 DW的計(jì)算的計(jì)算 的取值精度為 0.1，允差統(tǒng)一取為-0.01wD （2-)(5 . 0dDKDDw 1） )(5 . 0)(5 . 0maxminwDwwDFDKDFDK 為：0.2 為：0.3minDKmaxDK 1

25、1.5wD 按靠近原則,至 GB309 中的優(yōu)選尺寸,取 1.5wDwD 2.2.2 滾針長(zhǎng)度滾針長(zhǎng)度 Lw 的計(jì)算的計(jì)算 Lw 的取值精度為 0.1，允許公差按表 1 選取 當(dāng)有保持架時(shí) 2)-2 ( KL22-KL12-CLw KL1 是軸承擋邊厚度與軸承外圈高度的關(guān)系值 KL2 是保持架的窗梁厚度系數(shù) KL1、KL2 的值查表 2-2 和表 2-3 Lw=C-2KL1-2KL2 =12-2x2-2x1 =6 表 2-1： 允差 (mm)wL 滾針公稱(chēng)長(zhǎng)度wL滾針長(zhǎng)度允差 超過(guò)到上差下差 360-0.18 6100-0.22 10180-0.27 18300-0.33 30500-0.39

26、 50800-0.46 表 2-2 KL1 系數(shù) 軸承公稱(chēng)內(nèi)徑 d KL1 值 滾針軸承使用壽命的研究 5 表 2-3 KL2 系數(shù) 2.2.3 滾針中心園直徑滾針中心園直徑 DPW的計(jì)算的計(jì)算 （取值精度 0.001，允差統(tǒng)一取為 0.025） 當(dāng)已知滾針組內(nèi)徑和滾針組外徑時(shí)，wFwE (2-3)2/ )(wwpwEFD =(12+15)/2 =13.5 2.2.4 滾針數(shù)滾針數(shù) Z 的計(jì)算的計(jì)算 （取值精度 1） 有保持架時(shí) (2-4)1.5)/(1.67D3.14Zpw =3.1413.5/2.5 =16.956 根據(jù)元整的原則，查 GB309，取 Z=17 2.3 額定載荷額定載荷 2

27、.3.1 徑向額定動(dòng)載荷徑向額定動(dòng)載荷 (2-5) 27294397 )cos(DweZLweifcbmCr （圖紙上標(biāo)注 Cr 值以 KN 為單位，四舍五入至小數(shù)點(diǎn)后 1 位）式中， -考慮到軸承設(shè)計(jì)、軸承材料和制造技術(shù)的進(jìn)步，提高了計(jì)算額定動(dòng)載荷 Cr 的系數(shù)，mb 使它增大了倍,值查表 2-4。mbmb -與和有關(guān)，值見(jiàn)附表 1，中間值用線(xiàn)性插值法求取。cfweDpwDcf =/=1.5/13.5=0.11cfweDpwD 查附表 1 得：=88 cf =520.3=4.4 （2-6）2rmin-L L wwe i：軸承中滾動(dòng)體的列數(shù) 超過(guò)到 -61.5 6152 15-2.5 外圓公稱(chēng)

28、寬度 超過(guò)到 KL2 值 -201 20242 24304 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 27294397 )cos(wewecmrDZLifbC =5.43KN 表 2-4 ISO281 規(guī)定的 bm值和壽命相對(duì)增加量 2.3.2 徑向額定靜載荷徑向額定靜載荷 (2-7) cos) cos 1 (44 wewe pw we orDLZi D D C 把查表和計(jì)算的數(shù)值帶入公式得： KN DLZi D D Cwewe pw we or 89 . 6 90cos26171)5 .1390cos21 (44 cos) cos 1 (44 軸承類(lèi)型 mb增壽量 徑向和角接觸溝型球軸承，及調(diào)心球軸承

29、（有裝球缺口和外球面軸承除外） 1.32.20 有裝球缺口的軸承1.11.37 外球面球軸承1.01.00 圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承和實(shí)體套圈滾針軸承1.11.37 球面滾子軸承1.151.59 徑 向 軸 承 沖壓外圈滾針軸承1.01.00 推力球軸承1.32.20 圓柱滾子軸承和滾針軸承1.01.00 圓錐滾子軸承1.11.37 推 力 軸 承 球面滾子軸承1.151.59 滾針軸承使用壽命的研究 7 3 外圈的設(shè)計(jì)外圈的設(shè)計(jì) 3.1 尺寸的參數(shù)符號(hào)尺寸的參數(shù)符號(hào) -外圈滾道直徑，mmeD E-外圈滾道寬度，mm D1-外圈密封槽直徑，mm b1-外圈密封槽寬度，mm b2-外圈臺(tái)階寬度

30、，mm D2-外圈臺(tái)階直徑，mm C-外圈公稱(chēng)寬度，mm D-軸承公稱(chēng)外徑，外圈公稱(chēng)外徑，mm 3.2 外圈的尺寸設(shè)計(jì)外圈的尺寸設(shè)計(jì) 3.2.1 外圈滾道直徑的計(jì)算外圈滾道直徑的計(jì)算 =12wF （3-1）DwFwDe2 =12+3 =15 在滾針軸承的外圈滾道設(shè)計(jì)中應(yīng)滿(mǎn)足外圈壁厚， （DDe）軸承的總壁厚（D-d） 的 45%。 即：22-De（22-10）45%=5.4 75.4 所以滾道直徑 De取 15。 3.2.2 外圈滾道寬度的設(shè)計(jì)計(jì)算外圈滾道寬度的設(shè)計(jì)計(jì)算 （3-2）2KL1-CE =1222 =8 3.2.3 外圈臺(tái)階高度和直徑的設(shè)計(jì)外圈臺(tái)階高度和直徑的設(shè)計(jì) 因?yàn)閮蛇吪_(tái)階對(duì)稱(chēng)，

31、所以臺(tái)階的高度為外圈公稱(chēng)寬度和外圈滾道寬度差的一半。 即：b2=1/2（CE)=1/2（12-8）=2 外圈臺(tái)階直徑 D2設(shè)計(jì)，因?yàn)閾跞ν鈴?d1=17。裝配時(shí)平擋圈與內(nèi)螺栓軸承采取過(guò)盈 配合，而且平擋圈的內(nèi)徑為 12,小于滾道直徑 De，所以外圈臺(tái)階直徑 D2只需要滿(mǎn)足 D2d1.且 D2小于 D，因此我們?nèi)?D2=18 3.2.4 外圈密封槽寬度外圈密封槽寬度 b1 和外圈密封槽直徑和外圈密封槽直徑 D1 的取值的取值 b1=0.6b2=1.2 D1一般取值大于 D2且小于 0.85D 所以我們?nèi)?D1的值為 18.7 3.3 加工時(shí)的注意事項(xiàng)加工時(shí)的注意事項(xiàng) 3.3.1 外表面傾斜度對(duì)軸

32、承質(zhì)量的影響外表面傾斜度對(duì)軸承質(zhì)量的影響 我們定義外圈外表面素線(xiàn)對(duì)基準(zhǔn)端面的傾斜度變動(dòng)量 SD,雖然有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)暫未作規(guī)定， 但是如果在生產(chǎn)制造過(guò)程中若不嚴(yán)格控制，將會(huì)對(duì)軸承的安裝使用性能造成較大的影響。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 （具體如圖 1） （3-3） 2cotSD 圖 3.1 表面傾斜度 SD 1、外表面傾斜度對(duì)軸承徑向游隙的影響 當(dāng)軸承外表面傾斜度越大，軸承安裝后徑向游隙減小的就越多，徑向游隙過(guò)小或負(fù) 值, 將對(duì)軸承產(chǎn)生預(yù)緊載荷, 不僅影響旋轉(zhuǎn)靈活性, 而且由于磨損加劇, 工作溫度升高。 將產(chǎn)生抱軸，軸承的使用壽命將大大縮短。 2、 外表面傾斜度對(duì)軸承徑向跳動(dòng)的影響 當(dāng)這個(gè)軸承的螺

33、栓固定時(shí)，軸承頂端的徑向跳動(dòng)最大，但由于測(cè)量時(shí)測(cè)的是軸承中 部的徑向跳動(dòng)，實(shí)際的徑向跳動(dòng)量大于中部的測(cè)量值。所以即使中部達(dá)標(biāo)，端面的跳動(dòng) 也比中部大，徑向跳動(dòng)量過(guò)大，會(huì)降低運(yùn)動(dòng)精度，產(chǎn)生振動(dòng)及噪聲，磨損加劇，降低軸 承的使用壽命。 3、 如何解決表面傾斜度的影響 （1）在儀表車(chē)上完成割斷時(shí)，粗車(chē)端面的刀具和切割的刀具要盡量保持垂直。 （2）在 M7475B 平面磨床上以粗車(chē)的端面為基準(zhǔn)面，軟磨非基準(zhǔn)端面嚴(yán)格控制平 行度。 （3）在 M1083A 無(wú)芯磨床上軟磨外徑。 （4）熱處理過(guò)后，在 M7475B 平面磨床上精磨平面，保證尺寸。 （5）在 M1420 外圓磨床上，磨外圓，保證垂直差和同心度

34、。 （6）粗磨滾道、滾道超精、終磨外圓。 3.3.2 材料的選擇材料的選擇 滾針軸承在工作時(shí)承受著高而集中的交應(yīng)變力同時(shí)，在滾動(dòng)體和套圈之間還產(chǎn)生強(qiáng) 烈的摩擦，因此，滾針軸承材料要具有高的硬度和耐磨性，高的彈性極限和接觸疲勞強(qiáng) 度，足夠的韌性和一定的耐腐蝕性，可以承受沖擊載荷，具有良好的綜合力學(xué)性能。所 以我們外圈選擇硬度和可塑性都比較高的 SUJ2。 SUJ2 的化學(xué)成分： 碳(C)0.95-1.10, 硅(Si)0.15-0.35, 錳(Mn)0.50, 滾針軸承使用壽命的研究 9 硫(S)0.025, 鉻(Cr)1.30-1.60, 鉬(Mo)0.08, 鎳(Ni)0.25, 銅(Cu)

35、0.25 3.4 加工工序加工工序 工序一 割斷、下料（保證管料高度 12.6） 工序二 在 M7475B 上軟磨平面（高度 12.3） 工序三 在 M1083A 無(wú)芯磨床上軟磨外圓（保證尺寸 22.25） 工序四 在 CNC 數(shù)控儀表車(chē) CJK0660 上車(chē)加工成型 工序五 淬火（硬度 60-64HRC） 工序六 在 M7475B 平面磨床上磨兩端面，平行度 0.02 工序七 精磨兩端面，達(dá)到尺寸（11.912） 工序八 在 M1420 外圓磨床上，修整垂直差，保證尺寸 工序九 在 MZ208B 上磨內(nèi)孔，達(dá)到尺寸（15.0115.02） 工序十 在 MZ208B 上超精內(nèi)孔，保證尺寸在（1

36、5.00515.01） 工序十一 終磨外徑，保證尺寸（21.9922） 工序十二 修整外圓弧，R=500 工序十三 清洗防銹，備用。 3.5 CNCCNC 編程編程 “CNC”是英文 Computerized Numerical Control（計(jì)算機(jī)數(shù)字化控制）的縮寫(xiě)。 傳統(tǒng)的機(jī)械加工都是用手工操作普通機(jī)床作業(yè)的，加工時(shí)用手搖動(dòng)機(jī)械刀具切削金 屬，靠眼睛用卡尺等工具測(cè)量產(chǎn)品的精度的?，F(xiàn)代工業(yè)早已使用電腦數(shù)字化控制的機(jī)床 進(jìn)行作業(yè)了，數(shù)控機(jī)床可以按照技術(shù)人員事先編好的程序自動(dòng)對(duì)任何產(chǎn)品和零部件直接 進(jìn)行加工了。這就是我們說(shuō)的“數(shù)控加工”。數(shù)控加工廣泛應(yīng)用在所有機(jī)械加工的任何領(lǐng)域， 更是模具加工

37、的發(fā)展趨勢(shì)和重要和必要的技術(shù)手段。 數(shù)控機(jī)床是按照事先編制好的加工程序，自動(dòng)地對(duì)被加工零件進(jìn)行加工。我們要考慮 的條件有加工工藝路線(xiàn)（根據(jù)定位基準(zhǔn)選擇最優(yōu)路線(xiàn)） 、工藝參數(shù)、刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡、位 移量、切削參數(shù)如：主軸轉(zhuǎn)數(shù)、進(jìn)給量、背吃刀量等。以及輔助功能如：換刀、主軸正 轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、切削液開(kāi)、關(guān)等。 這種從零件圖的分析到制成控制介質(zhì)的全部過(guò)程叫數(shù)控程序的編制。數(shù)控機(jī)床與普通 機(jī)床加工零件的區(qū)別在于數(shù)控機(jī)床是按照程序自動(dòng)加工零件，而普通機(jī)床要由人來(lái)操作， 我們只要改變控制機(jī)床動(dòng)作的程序就可以達(dá)到加工不同零件的目的。因此，數(shù)控機(jī)床特 別適用于加工小批量且形狀復(fù)雜要求精度高的零件 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位

38、論文 10 由于數(shù)控機(jī)床要按照程序來(lái)加工零件，編程人員編制好程序以后，輸入到數(shù)控裝置中 來(lái)指揮機(jī)床工作。程序的輸入是通過(guò)控制介質(zhì)來(lái)的1。 1、確定加工蹊徑 按先主后次，先粗后精的加工原則確定加工蹊徑，采取穩(wěn)固循環(huán)指令對(duì)外形狀舉行 粗加工，再精加工。 2、裝夾要領(lǐng)和對(duì)刀點(diǎn)的選擇 采取氣動(dòng)夾具夾緊，對(duì)刀點(diǎn)選在工件的右端面與反轉(zhuǎn)展轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的交點(diǎn)。 3、選擇刀具 根據(jù)加工要求，選用三把刀，1 號(hào)為粗加工平面車(chē)刀，2 號(hào)為鏜孔車(chē)刀，3 號(hào)為切槽 刀。采取試切法對(duì)刀，對(duì)刀的同時(shí)把端面加工出來(lái)。 4、確定切削用量 粗車(chē)加工平面倒角，主軸轉(zhuǎn)速為 1200r/min，直線(xiàn)進(jìn)給速率為 150。鏜孔車(chē)臺(tái)階加工 時(shí)，主

39、軸轉(zhuǎn)速 1200r/min，直線(xiàn)進(jìn)給速度為 50。切槽時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速為 1200r/min，直線(xiàn)進(jìn) 給速率為 50。 5、步驟式樣 N0010 M08 N0020 M03S1200 N0030T01 N0040G00X24 N0050 G00Z0 N0060G01X14 F150 N0070G00Z0.7 N0080G00X18.5 N0090G00Z0 N00100G03X22.4 W-2.5 R2.5 F150 N0110G00Z50 N0120T02 N0130G00X15.5 N0140G00Z2 N0150G01Z-2.2 F250 N0160G00X13 N0170G00Z1 N01

40、80G00X17 N0190G01Z-2.2 F250 N0200 G00X13 N0210G00Z1 N0220G00X20.3 N0230G01Z0.1 F300 N0240G01X18W-1.0F150 N0250G01Z-2.2 F250 N0260G00X16.5 滾針軸承使用壽命的研究 11 N0270G01X14.8W-0.7 F150 N0280G01Z-13.0 F250 N0290G00X13 N0300G00Z30 N0310T03 N0320G00X14.5 N0330G00Z-2.2 N0340G01X18.7 F50 N0350G00X17.9 N0360G01Z0

41、F200 N0370G00X15 N0380G00Z70M05 N0390M09 N0400M11 N0410M00 N0420M10 N0430M00 N0440M08 N0450M03S1200 N0460T02 N0470G00X15.5 N0480G00Z1 N0490G01Z-2.3 F200 N0500G00X13 N0510G00Z1 N0520G00X17 N0530G01Z-2.3 F200 N0540G00X13 N0550G00Z1 N0560G00X20.5 N0570G01Z0.05F350 N0580G01X18.0W-1.1 F150 N0590G01Z-2.3

42、F200 N0600G00X16.5 N0610G01X14.5W-0.8 F150 N0620G00X13 N0630G00Z20 N0640T03 N0650G00X14.5 N0660G00Z-2.3 N0670G01X18.7 F50 N0680G00X17.9 N0690G01Z0 F200 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 N0700G00Z60 N0710T01 N0720G00X24 N0730G00Z-0.1 N0740G01X16 F250 N0750G00Z0.6 N0760G00X18.5 N0770G00Z-0.1F300 N0780G03X22.4W-2.5R2.5F

43、150 N0790G00X24 N0800G00Z70M05 N0810M09 N0820M11 N0830M02 滾針軸承使用壽命的研究 13 4 螺栓軸的設(shè)計(jì)螺栓軸的設(shè)計(jì) 4.1 尺寸的參數(shù)符號(hào)尺寸的參數(shù)符號(hào) B1-螺栓軸的公稱(chēng)寬度，mm G-螺紋大徑，mm G1-螺紋長(zhǎng)度，mm g1-螺栓軸潤(rùn)滑油孔直徑，mm -螺栓軸滾道直徑，mmwd F-螺栓軸的滾道寬度，mm H-頂端內(nèi)六角大小，mm Db-螺栓軸外擋邊直徑，mm a1-螺栓軸外擋邊寬度，mm 4.2 螺栓軸的尺寸設(shè)計(jì)螺栓軸的尺寸設(shè)計(jì) 查表得：G1=12，B1=36.2max，B2=23 ，g1=4，B=13.2max，H=4 4.

44、2.1 螺栓軸滾道直徑計(jì)算螺栓軸滾道直徑計(jì)算 因?yàn)槁菟ㄝS滾道直徑和外圈的內(nèi)接圓配合，所以 =12wdwF 4.2.2 螺栓軸的滾道寬度螺栓軸的滾道寬度 為了保證加工到位，并且裝配時(shí)相鄰零件的端面靠緊。在螺栓軸的底部會(huì)車(chē)一個(gè)退 刀槽，退刀槽的寬度一般為 1，所以 F=E-1=7 4.2.3 螺栓軸外擋邊直徑螺栓軸外擋邊直徑 平擋圈的外徑 d1=17，螺栓軸的外擋圈直徑也需要滿(mǎn)足小于外圈臺(tái)階直徑 D2=18，所 以螺栓軸擋邊直徑 Db=d1=17 4.2.4 內(nèi)圈外擋邊寬度內(nèi)圈外擋邊寬度 a1的計(jì)算的計(jì)算 a1（B-b2-B2）=13.2-8-2.5=2.7，因?yàn)榭傮w設(shè)計(jì)時(shí)我們 B1取值為 36，

45、所以這里我們 a1的取值為 2.5。 4.3 設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng) 4.3.2 材料選擇材料選擇 滾針軸承的螺栓軸一般要求，淬透性較高，無(wú)回火脆性，焊接性相當(dāng)好，形成冷裂 的傾向很小，可切削性及冷應(yīng)變塑性良好。所以我們選取 20CrMo，20CrMo 一般在調(diào)質(zhì) 或滲碳淬火狀態(tài)下使用，用于制造在非腐蝕性介質(zhì)及工作溫度低于 250、含有氮?dú)浠旌?物的介質(zhì)中工作的高壓管及各種緊固件、較高級(jí)的滲碳零件，如齒輪、軸等。 20CrMo 的化學(xué)成分： 碳 C ：0.170.24 硅 Si：0.170.37 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 錳 Mn：0.400.70 硫 S ：允許殘余含量0.0

46、35 磷 P ：允許殘余含量0.035 鉻 Cr：0.801.10 鎳 Ni：允許殘余含量0.030 銅 Cu：允許殘余含量0.030 鉬 Mo：0.150.25 4.4 螺栓軸的加工工序螺栓軸的加工工序 4.4.1 工藝路線(xiàn)方案一工藝路線(xiàn)方案一 工序一下料 20 x80 工序二車(chē)端面，打中心孔，粗車(chē)外徑 工序三車(chē)另端面，打中心孔，粗車(chē)外徑 工序四精車(chē)滾道面和擋圈配合面 工序五精車(chē)另滾道面和擋圈配合 工序六精車(chē)裝配面和螺紋面 工序七車(chē)退刀槽和倒角 工序八 切斷，車(chē)大擋邊外徑和大端面，打中心孔 工序九鉆軸向油孔 工序十鉆徑向油孔 工序十一鉆內(nèi)六角頂孔 工序十二車(chē)滾道兩擋邊 工序十三車(chē)大擋邊側(cè)面

47、工序十四精車(chē)小端面并倒角 工序十五磨螺紋面 工序十六滾絲 工序十七擠壓內(nèi)六角 工序十八去內(nèi)六角毛刺 工序十九回牙 工序二十鉆兩端油堵孔 工序二十一去除毛刺和鐵削 工序二十二高頻淬火 工序二十三發(fā)黑處理 工序二十四粗精磨各外徑 工序二十五探傷 滾針軸承使用壽命的研究 15 4.4.2 工藝路線(xiàn)方案二工藝路線(xiàn)方案二 工序一下料 20 x80 工序二粗車(chē)端面和外徑 工序三粗車(chē)螺栓軸 工序四精車(chē)滾道面和擋圈配合面 工序五車(chē)退刀槽和倒角 工序六車(chē)另端面，粗車(chē)外徑 工序七精車(chē)滾道面和擋圈配合面 工序八車(chē)退刀槽和倒角 工序九切斷，車(chē)大擋邊外徑和大端面，打中心孔 工序十鉆軸向油孔 工序十一鉆徑向油孔 工序十二

48、鉆內(nèi)六角頂孔 工序十三擠壓內(nèi)六角 工序十四去內(nèi)六角毛刺 工序十五滾絲 工序十六回牙 工序十七鉆兩端油堵孔 工序十八去除毛刺和鐵削 工序十九高頻淬火 工序二十發(fā)黑處理 工序二十一粗精磨各外徑 工序二十二探傷 4.4.3 工藝路線(xiàn)方案三工藝路線(xiàn)方案三 工序一下料回火 工序二粗車(chē)外形并打頂尖孔 工序三鉆鉸油堵孔 工序四鉆徑向油孔 工序五銑起子槽 工序六調(diào)質(zhì)處理 工序七精車(chē)大端面和外徑 工序八精車(chē)小端面保證尺寸 工序九精車(chē)各外徑到指定尺寸 工序十車(chē)越程槽和倒角 工序十一高頻淬火，回火 工序十二粗精磨個(gè)外徑至指定尺寸 工序十三滾絲 工序十四清理油孔 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 工序十五發(fā)黑處理 工序

49、十六超精滾道 工序十七探傷 4.4.4 工藝方案的比較與分析工藝方案的比較與分析 上述三個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是加工軸的基本外型尺寸，從加工兩端面到 加工軸的階梯，后加工油孔，越程槽和倒角，再加工螺紋，屬于我們正常加工方案，使 用機(jī)器為加工中心。方案二和方案一相似，只是打孔和攻絲的先后不同，但是機(jī)器不需 要加工中心，普通數(shù)控儀表車(chē)就可以完成生產(chǎn)，適合小廠(chǎng)，小批量生產(chǎn)。方案三步驟比 較簡(jiǎn)潔，適合大批量生產(chǎn)。我們這里是小批量生產(chǎn)，而且精度要求較高，結(jié)合公司實(shí)際， 我們選取第二種方案。 4.5 CNC 編程編程 1、確定加工蹊徑 按先主后次，先精后粗的加工原則確定加工蹊徑，采取穩(wěn)固循環(huán)指令對(duì)外

50、形狀舉行 粗加工，再精加工，然后車(chē)退刀槽。 2、裝夾要領(lǐng)和對(duì)刀點(diǎn)的選擇 采取氣動(dòng)夾具夾緊，對(duì)刀點(diǎn)選在工件的右端面與反轉(zhuǎn)展轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的交點(diǎn)。 3、選擇刀具 根據(jù)加工要求，選用四把刀，1 號(hào)為粗加工外圓車(chē)刀，2 號(hào)為切槽刀。 4、確定切削用量 車(chē)外圓，粗車(chē)主軸轉(zhuǎn)速為 1000r/min，進(jìn)給速率為 120，切槽，主軸轉(zhuǎn)速為 1000r/min，進(jìn)給速率為 50。 5、步驟式樣 N0010 M08 N0020M03S1000 N0030T01 N0040G00X18 N0050G00Z0 N0060G01X0.1 F120 N0070G00Z0.5 N0080G00X15 N0090G01Z-33.4

51、F200 N0100G00X18 N0110G00Z1 N0120G00X13 N0130G01Z-33.4 F200 N0140G00X18 N0150G00Z1 N0160G00X12.2 N0170G01Z-33.4 F200 N0180G00X16 滾針軸承使用壽命的研究 17 N0190G01X17.3W-0.8 F150 N0200G00X18 N0210G00Z1 N0220G00X10.2 N0230G01Z-25.4 F200 N0240G00X18 N0250G00Z1 N0260G00X8 N0270G01Z0.1F300 N0280G01X10.3W-1.0 F150

52、N0290G00X12 N0300G00Z20 N0310T02 N0320G00X12.5 N0330G00Z-25.5 N0340G01X9.2 F50 N0350G00X17.5 N0360G00Z-33.5 N0370G01X11.2 F50 N0380G00X18 N0390G00Z60M05 N0400M09 N0410M11 N0420T01 N0430G00X21 N0440M02 調(diào)轉(zhuǎn)螺栓軸，程序再次運(yùn)行。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 5 保持架的設(shè)計(jì)保持架的設(shè)計(jì) 滾針軸承由于其體積小、承受負(fù)荷能力大、重量輕、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)高、支承剛性較好、工 作時(shí)回轉(zhuǎn)精度較高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、回轉(zhuǎn)力

53、矩較小等優(yōu)點(diǎn)，得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。我國(guó)滾 針軸承的生產(chǎn)品種、產(chǎn)量均在迅速發(fā)展，有帶保持架的喝不帶保持架的，但帶保持架的 發(fā)展迅速。 保持器的作用是分隔滾動(dòng)體，將滾動(dòng)體本身保持住或者使其與一個(gè)套圈保持在一起， 引導(dǎo)滾動(dòng)體在正確軌道上滾動(dòng).對(duì)于不同結(jié)構(gòu)的滾針軸承，保持架的形狀各不相同。這里 我們將對(duì)三種形狀的保持器進(jìn)行分析，找到最適合的保持器。 5.1 保持架的選擇保持架的選擇 5.1.1 “K”型保持架型保持架 一般情況下無(wú)套圈滾針軸承，其優(yōu)點(diǎn)是剛性和強(qiáng)度都較高，常采用車(chē)制成型，工藝 簡(jiǎn)單：對(duì)于小尺寸軸承,“K”型保持架的優(yōu)勢(shì)更顯突出，在一些使用場(chǎng)合（汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿 小端軸承）采用“K”形式最

54、佳方案。生產(chǎn)中其鎖針問(wèn)題可通過(guò)兩種途徑解決。 1、車(chē)成型沖窗孔滾壓鎖口 滾壓鎖口工序一般在專(zhuān)用滾鎖口機(jī)上進(jìn)行，亦可在車(chē)床上進(jìn)行，內(nèi)外鎖口同時(shí)滾壓 效果較好，要求正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)各兩次。此工藝的鎖針原理是利用滾輪的滾壓作用使鎖口部 的金屬產(chǎn)生塑性變形，致使窗口的內(nèi)外鎖口部分尺寸略微減少，即使鎖口尺寸略小于滾 針直徑，達(dá)到鎖針的目的。 2、車(chē)成型沖窗孔（同時(shí)形成內(nèi)外鎖口） 此工藝是在沖窗孔工序中，一次沖壓所需窗孔形狀（如圖 5.1 所示） ，其中部為內(nèi)鎖 口（B-B 剖視）bc2=-0.2=1.3,使?jié)L針無(wú)法從內(nèi)徑方向掉出：其兩端為外鎖口和引導(dǎo)部位wD （A-A 剖視）bc1 ，通過(guò)一定的沖裁間隙，使保

55、持架的切斷面形成斜面，一方面使wD 滾針無(wú)法從外徑方向掉出，同時(shí)也保持了滾針在孔內(nèi)有一定的間隙，而不夾針2。生產(chǎn)實(shí) 驗(yàn)得出外鎖口尺寸一般選?。篵c1=（0.050.10）wD 根據(jù)沖裁理論，沖裁零件的斷面形狀是由圓角帶、光亮帶和斷裂帶形成。在一定的 沖裁間隙范圍內(nèi)，沖裁件的斷面形成如圖 5.2 所示的形狀，其參數(shù)表見(jiàn)表 5-5；這里斜角 的大小直接影響滾針保持架組件的旋轉(zhuǎn)靈活性2，從生產(chǎn)試驗(yàn)得出 值按照公式： （5-1） W W D 10 . 0 D arccos 5.1.2 “O”型保持架型保持架 多用于有外圈帶雙擋邊或帶沖壓外圈的滾針軸承。此類(lèi)保持架一般采用內(nèi)鎖口，我 們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中，經(jīng)過(guò)

56、反復(fù)實(shí)驗(yàn)，采用了一種內(nèi)沖窗孔直接形成內(nèi)鎖口的鎖針工藝，即 通過(guò)較大的沖裁間隙直接形成沖裁斜度，以實(shí)現(xiàn) bc2Dw(圖 5.3 示)，達(dá)到鎖針的目的， 內(nèi)鎖針可減少車(chē)槽工序，窗梁厚度增加，強(qiáng)度增大，沖窗孔時(shí)，窗孔過(guò)梁扭曲變形小， 鎖針可靠。內(nèi)鎖口尺寸及斜角 的確定與 K 系列相同。 滾針軸承使用壽命的研究 19 圖 5.1 “K”型保持架沖壓鎖口鎖針原理 滾針公稱(chēng)直徑 bc1外鎖口外口公稱(chēng)寬度wD bc2內(nèi)鎖口內(nèi)口公稱(chēng)寬度 圖 5.2 沖裁件的斷面形狀 表 5-5 材料與沖壓面的關(guān)系 CC 圖 5.3 “O”型保持架內(nèi)鎖針原理 fth0 材料 退火硬化 軟鋼0.50.35 中硬鋼0.30.2 硬

57、鋼0.20.1 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 5.1.3 “M”型保持架型保持架 多用于無(wú)套圈滾針軸承，其優(yōu)點(diǎn)是可以保持較多的滾針數(shù)，而且可以具有較大的滾 針長(zhǎng)度，能使軸承獲得最理想的負(fù)荷容量。 “M”型保持架一般采用沖壓方法加工，其工藝經(jīng)過(guò)如下幾個(gè)階段：沖壓成型沖窗 孔成 M 型（同時(shí)形成內(nèi)外鎖口） ，其鎖針原理如圖 5.4 所示。 圖 5.4 “M”型保持架鎖針原理 5.1.4 三種設(shè)計(jì)的比較與最終方案的確定三種設(shè)計(jì)的比較與最終方案的確定 “K”型方案一：該工藝對(duì)沖窗孔工序要求不太嚴(yán)格，且鎖針效果較好，國(guó)外應(yīng)用較廣 泛，國(guó)內(nèi)也有廠(chǎng)家使用。但存在的問(wèn)題是滾印的均勻性受保持架壁厚差的影響，故

58、影響 鎖針質(zhì)量的穩(wěn)定性。 “K”型方案二：該工藝簡(jiǎn)單，加工工藝性好，經(jīng)濟(jì)性較好，每件可以降低成本 0.5 元 以上，而且鎖針可靠，引導(dǎo)滾針性能好，但是其鎖針受保持架材料性能及滾針直徑的影 響。 “O”型方案：該工藝簡(jiǎn)單，無(wú)需車(chē)槽工序，窗梁厚度增加，強(qiáng)度增大，沖窗孔時(shí)窗孔 過(guò)梁扭曲變形小，鎖針可靠，可收到明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。 “M”型方案：該生產(chǎn)生產(chǎn)效率和利用率都較高，鎖針可靠，質(zhì)量較穩(wěn)定，但需多道沖 壓工序，工藝復(fù)雜，且保持架強(qiáng)度需要通過(guò)軟氮化處理，或氣體碳氮共滲處理，工藝成 本較高。 綜上所述，這里的保持架外圈帶雙擋邊，而且對(duì)鎖針沒(méi)有太多的要求，這里的保持 器主要的作用是分隔滾動(dòng)體，防止?jié)L動(dòng)

59、體傾斜，導(dǎo)致滾針抱死，產(chǎn)生硬摩擦，減少滾針 軸承的壽命。所以我們選擇“O”型保持架。 5.2 尺寸的參數(shù)符號(hào)尺寸的參數(shù)符號(hào) D1外圈滾道直徑，mm Dc保持架公稱(chēng)外徑，mm 滾針中心園直徑，mmcpD D2外圈擋邊公稱(chēng)直徑，mm bc2內(nèi)鎖口內(nèi)口公稱(chēng)寬度，mm 窗孔引導(dǎo)部位公稱(chēng)寬度，mmcb 滾針軸承使用壽命的研究 21 bc2窗孔外鎖口外公稱(chēng)寬度，mm dc1保持架內(nèi)徑，mm h0凸模壓入深度，mm t保持架的壁厚，mm t斷裂帶在垂線(xiàn)上的有效厚度，mm 滾動(dòng)體對(duì)保持架的徑向游動(dòng)量，mm 保持架對(duì)滾動(dòng)體的徑向游動(dòng)量，mm1 最大剪應(yīng)力方向與垂線(xiàn)間的夾角， （） 5.3 保持架的設(shè)計(jì)計(jì)算保持架

60、的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.3.1 外圈滾道直徑外圈滾道直徑 D1 由下式確定 (5-2)wcpDDD1 =13.5+1.5 =15 5.3.2 外圈擋邊公稱(chēng)直徑外圈擋邊公稱(chēng)直徑 按下式計(jì)算 （5-)3 . 045 . 0 (12wDDD 3） =14.025 D2采用基孔制，公差帶按 H6 選用。 5.3.3 保持架的公稱(chēng)外徑保持架的公稱(chēng)外徑 Dc 保持架公稱(chēng)外徑按下式計(jì)算 （5-12 DDc 4） =13.725 Dc采用基軸制，公差按 h11 選用，值見(jiàn)表 1 表 6 值與 DC的關(guān)系1 D2 1 50 5080 80120 120180 180260 260360 0.3 0.4 0.5 0.6

61、0.7 0.8 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 5.3.4 保持架內(nèi)徑保持架內(nèi)徑1cd （5-5）wcpcDDd8.01 =12.3 5.3.5 窗孔引導(dǎo)部位的公稱(chēng)寬度窗孔引導(dǎo)部位的公稱(chēng)寬度 cb =+0.1cbwD 的偏差統(tǒng)一規(guī)定為+0.05mm。cb 5.3.6 窗孔內(nèi)鎖口寬度窗孔內(nèi)鎖口寬度 bc2 的選取的選取 根據(jù)沖裁理論，沖裁零件窗孔的斷面形狀由圓角帶、光亮帶和斷裂帶形成。在一定 的沖裁間隙范圍內(nèi)，沖裁件窗孔的斷面形成斜度，并且沖裁間隙越大，光亮帶就越小， 圓角斷裂面斜度增大。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)一般選取 bc2=（0.050.10）wD 5.3.7 斜角斜角 的確定的確定 從圖 5.5 可

62、以看出，只有 =CAB，保持將產(chǎn)生徑向位移（也就是圖中保持架向上產(chǎn) 生位移）時(shí)才能實(shí)現(xiàn) A1點(diǎn)與圓 O1的 A 點(diǎn)相接觸，保證 的值。 在 RtBCA 和 RtO1AB 中， ABC=ABO1 CAB=CO1A = AO CO 1 1 arccos = 2 2 arccos 2 w c D b = w w D D)10 . 0 05 . 0 ( arccos 為保證的所有值都能實(shí)現(xiàn) A1點(diǎn)與 A 點(diǎn)相接觸（相切或相交） ，)10. 005 . 0 (2wcDb 又因余弦為減函數(shù)，故應(yīng)取 bc2的最小值。 3605001.0 滾針軸承使用壽命的研究 23 CAB= w w D D1 . 0 ar

63、ccos 即 =21.04 w w D D1 . 0 arccos 圖 5.5 保持架尺寸設(shè)計(jì)圖 5.3.8 角與角與的關(guān)系的關(guān)系 由圖 5.5 知，在O1CA 中 01 2 1 2 1 hdcDcpAC wDAO1 由幾何關(guān)系知CO1A= sin1AOAC （5-6）sin)( 2 1 01wccpDhdD 即sin)( 2 1 01wccpDhdD 5.3.9 窗孔寬度窗孔寬度的計(jì)算的計(jì)算 2c b 從圖 5.5 中可以看出，等于 A2點(diǎn)橫坐標(biāo)的兩倍，直線(xiàn) A1A2與保持架外徑圓相交2c b 于 A2點(diǎn)。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 24 點(diǎn)的坐標(biāo)為：1 A 21 2 1 cbx （5-7）sin 2 1 2 1 1wcpDDy 直線(xiàn) A1A2 的傾斜角 90 斜率是 （5-8）)90( tgk 故方程為)(11xxkyy 保持架外徑圓方程 222 ) 2 1 (Dcyx 聯(lián)立求解，舍去負(fù)值得 （5-9）