畢業(yè)設計（論文）滾針軸承使用壽命的研究

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　題目： 滾針軸承使用壽命的研究 </p><p>　　信機 系 機械工程及自動化 專業(yè)</p><p>　　無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論文）</p><p><b>　　誠 信 承 諾 書</b></p&

2、gt;<p>　　本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 滾針軸承使用壽命研究 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。</p><p>　　信 機　系 　機械工程及自動化　專業(yè)</p><p>　　畢 業(yè) 設 計論 文 任 務 書

3、</p><p><b>　　一、題目及專題：</b></p><p>　　1、題目　　滾針軸承使用壽命的研究 　　</p><p>　　2、專題　 　</p><p>　　二、課題來源及選題依

4、據(jù)</p><p>　　滾針軸承是帶圓柱滾子的滾子軸承，相對其直徑，滾子既細又長。這種滾子稱為滾針。盡管具有較小的截面，軸承仍具有較高的負荷承受能力，因此，特別適用于徑向空間受限制的場合。根據(jù)使用場合不同，可選用無內(nèi)圈的軸承或滾針和保持架組件，此時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)、外滾動表面，為保證載荷能力和運轉性能與有套圈軸承相同，軸或外殼孔滾道表面的硬度，加工精度和表面質量應與軸承套圈的滾道相

5、仿。此種軸承僅能承受徑向載荷。 </p><p>　　滾針軸承理論上的使用壽命是20000-80000小時，但是不規(guī)范的使用或者潤滑往往加劇了滾針軸承的磨損，使?jié)L針軸承過早的失效</p><p>　　這里我們將通過CF10 BUURM軸承的設計與研究探索滾針軸承的使用壽命。

6、 </p><p>　　三、本設計（論文或其他）應達到的要求：</p><p>　　① 通過螺栓型滾針軸承CF10BUURM的設計探索尺寸對滾針軸承使用壽命的影響。 </p><p>　?、?熟

7、練掌握CNC數(shù)控儀表車的編程 。 </p><p>　　③ 熟練掌握切削尺寸，磨削尺寸的精度。 </p><p>　?、?掌握保持器沖壓模具的設計。 </p><p>　?、?熟練掌握各個零件的加工工序、和工藝。

8、 </p><p><b>　　四、接受任務學生：</b></p><p>　　機械93 班 　　姓名 孫蘇川 </p><p>　　五、開始及完成日期：</p><p>　　六、設計（論文）指導（或顧問）：</p><p>　　指導教師 　 　　

9、 簽名</p><p><b>　　簽名</b></p><p><b>　　簽名</b></p><p>　　〔教研室主任〕　　　　　　　簽名</p><p>　　系主任 　　　　　　簽名</p><p><b>　　摘 要 </b>

10、;</p><p>　　滾動軸承的壽命定義為從軸承開始工作到軸承滾道輪或滾動體的表面，因疲勞最先出現(xiàn)表面剝落的總轉數(shù)（或者在一定轉數(shù)下的總旋轉時間）。但是，即使尺寸、結構、材料、熱處理完全相同條件的軸承運行時，壽命也會有所不同，不是一定的。這是因為材料的疲勞限度本身就存在差異。</p><p>　　這正文中我們將從設計入手，以CF10BUURM螺栓軸承為例。通過對外圈、螺栓軸、保持架的設計

11、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)，保證滾針軸承轉動時游隙和摩擦系數(shù)。</p><p>　　除了設計我們還要考慮的是：軸承正確的儲存，表面的清潔，軸承的選配，安裝前的準備，謹慎的安裝和拆卸，還有正確的潤滑。</p><p>　　關鍵詞：滾針軸承；疲勞壽命；軸承設計；CNC編程</p><p><b>　　Abstr

12、act</b></p><p>　　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

13、raceway or rolling elements. However, even when bearings of the same size, structure, material and heat treatment are subjected to the same conditions, the bearing lives will show variation. This results from the statist

14、ical nature of the fatigue phenomenon.</p><p>　　In this text, we will start from design. Take CF10BUURM bolt bearing as an example.Through the design and research of external ring, shaft bolt,cage and CNC pr

15、ogramming 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 bearing's clearance and friction coefficient.</p><p>

16、;　　We also need to consider somethings ,such as storing it in a professional room, surface cleaning, bearing selection, the preparation before installation, installation and dismantlement carefully , and correct lubricat

17、ion.</p><p>　　Key words: Needle roller bearings;fatigue life; bearing design;CNC programming </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要Ⅲ</b></p><p>

18、;　　AbstractⅣ</p><p><b>　　目 錄Ⅴ</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1本課題的研究內(nèi)容和意義1</p><p>　　1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況1</p><p>　　1.2.1 國外滾動軸承

19、工業(yè)的發(fā)展1</p><p>　　1.2.2 國內(nèi)滾動軸承工業(yè)發(fā)展2</p><p>　　1.3本課題應達到的要求3</p><p><b>　　2整體設計計算4</b></p><p>　　2.1 CF 10BUURM外形尺寸4</p><p>　　2.2 滾動體的相關計算4<

20、/p><p>　　2.2.1滾針直徑DW的計算4</p><p>　　2.2.2 滾針長度LW的計算4</p><p>　　2.2.3 滾針中心園直徑DPW的計算5</p><p>　　2.2.4 滾針數(shù)Z的計算5</p><p>　　2.3 額定載荷5</p><p>　　2.3.1徑向

21、額定動載荷5</p><p>　　2.3.2 徑向額定靜載荷6</p><p><b>　　3 外圈的設計7</b></p><p>　　3.1 尺寸的參數(shù)符號7</p><p>　　3.2 外圈的尺寸設計7</p><p>　　3.2.1 外圈滾道直徑的計算7</p>

22、<p>　　3.2.2 外圈滾道寬度的設計計算7</p><p>　　3.2.3 外圈臺階高度和直徑的設計7</p><p>　　3.2.4 外圈密封槽寬度b1和外圈密封槽直徑D1的取值7</p><p>　　3.3 加工時的注意事項7</p><p>　　3.3.1 外表面傾斜度對軸承質量的影響7</p>

23、<p>　　3.4 加工工序9</p><p>　　3.5 CNC編程9</p><p>　　4 螺栓軸的設計12</p><p>　　4.1尺寸的參數(shù)符號13</p><p>　　4.2 螺栓軸的尺寸設計13</p><p>　　4.2.1 螺栓軸滾道直徑計算13</p><

24、p>　　4.2.2 螺栓軸的滾道寬度13</p><p>　　4.2.3 螺栓軸外擋邊直徑13</p><p>　　4.3 設計時的注意事項13</p><p>　　4.3.2 材料選擇13</p><p>　　4.4 螺栓軸的加工工序14</p><p>　　4.4.1 工藝路線方案一14</

25、p><p>　　4.4.2 工藝路線方案二15</p><p>　　4.4.3 工藝路線方案三15</p><p>　　4.4.4、工藝方案的比較與分析16</p><p>　　4.5 CNC編程16</p><p>　　5 保持架的設計18</p><p>　　5.1 保持架的選擇18

26、</p><p>　　5.1.1 “K”型保持架18</p><p>　　5.1.2 “O”型保持架18</p><p>　　5.1.3 “M”型保持架20</p><p>　　5.1.4 三種設計的比較與最終方案的確定20</p><p>　　5.2 尺寸的參數(shù)符號20</p><p&g

27、t;　　5.3 保持架的設計計算21</p><p>　　5.3.1 外圈滾道直徑D121</p><p>　　5.3.2 外圈擋邊公稱直徑21</p><p>　　5.3.3 保持架的公稱外徑Dc21</p><p>　　5.3.4 保持架內(nèi)徑22</p><p>　　5.3.5 窗孔引導部位的公稱寬度2

28、2</p><p>　　5.3.6 窗孔內(nèi)鎖口寬度bc2的選取22</p><p>　　5.3.7 斜角β的確定22</p><p>　　5.3.8 β角與的關系23</p><p>　　5.3.9 窗孔寬度的計算23</p><p>　　5.3.10 沖裁間隙δ與、β的關系24</p>&l

29、t;p>　　5.4 保持架設計的注意事項24</p><p>　　5.4.1沖壓前的檢查24</p><p>　　5.4.2材料的選擇24</p><p>　　5.5 保持架的加工工序24</p><p>　　5.6 其他注意事項25</p><p>　　5.7 CF軸承在生產(chǎn)中的應用26</p

30、><p>　　5.7.1 CF軸承在ATC裝置中的應用26</p><p>　　5.7.2 CF軸承在無桿氣缸里的應用27</p><p>　　6 結論與展望29</p><p><b>　　6.1結論29</b></p><p>　　6.2不足之處及未來展望29</p>&l

31、t;p><b>　　致 謝30</b></p><p><b>　　參考文獻31</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　軸承即使在正常的條件下使用，套圈和滾動體的滾動面也會因受到交變應力作用而發(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，

32、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，其中一個套圈（或墊圈）或滾動體的材料出現(xiàn)第一個疲勞擴展跡象之前，一個套圈（或墊圈）相對另一個套圈（或墊圈）的轉數(shù)。</p><p>　　在某些特定情況下，軸承也可能因磨損過度或喪失必須的精度而失效，這時軸承的壽命是指磨損壽命或精度壽命，需另行考慮</p><p>　　理論上IKO滾針軸承CF10BUURM的使用壽命為2000

33、0~80000小時，但是，實際的壽命取決于許多因素——過早的軸承失效會導致代價高額的設備停工，有時甚至還會導致更嚴重的后果。</p><p>　　令人滿意的IKO滾針軸承使用壽命始于正確的軸承選擇。從一開始，軸承設計師通過為不同應用選擇正確的軸承來延長軸承使用壽命和設備性能。這個過程要考慮許多因素，例如載荷、硬度、軸承壽命預測、運行環(huán)境等等。</p><p>　　1.1 本課題的研究內(nèi)容和

34、意義</p><p>　　本文主要從設計入手，深入解析IKO滾針軸承，CF10BUURM的使用壽命比國內(nèi)相同型號產(chǎn)品高3到4倍的原因。</p><p>　　螺栓型滾針軸承可以分為五大類：標準凸輪從動軸承系列、C-Lube 自潤滑凸輪從動軸承、CFS系列袖珍凸輪從動軸承、雙列圓柱滾子凸輪從動軸承NUCF、英制系列CR。</p><p>　　標準凸輪從動軸承又可以分為：

35、標準凸輪從動軸承CF、偏心桿端凸輪從動軸承CFES、附帶偏心套的凸輪從動軸承CFE、附帶推力墊圈的凸輪從動軸承CF…W、集中配管用凸輪從動軸承(CF-RU1,CF-FU1)、簡易安裝用凸輪從動軸承CF-SFU。</p><p>　　在這里我們主要討論的是標準凸輪從動軸承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

36、面。M這里代表細牙螺紋。</p><p>　　這個軸承可以分為外圈、螺栓軸、密封墊片、側板、保持架、滾針、螺母七個部分，其中螺母是標準件，不需設計其他的我們將在正文中一一計算與設計。其中外圈和螺栓軸將進行數(shù)控車編程。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況</p><p>　　隨著人類文明的不斷進化和科學技術的高速發(fā)展，世界軸承工業(yè)從弱小起步，由昔日少數(shù)幾家小

37、廠發(fā)展到現(xiàn)今遍布全球?？梢哉f，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)、國防和科學技術的發(fā)展進步做出了巨大的貢獻。</p><p>　　1.2.1國外滾動軸承工業(yè)的發(fā)展</p><p>　　軸承工業(yè)中實力較強的企業(yè)有德國的INA公司、日本的IKO公司、以及美國的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。</p><p>　　1946年

38、威廉?舍弗勒博士和喬治?舍弗勒博士兄弟二人在德國赫爾佐根奧拉赫（Herzogenaurach）創(chuàng)立INA公司。并在1949年就證明了突破思維框架的意義。彼時，他對滾針和保持架組件的研發(fā)，導致滾針軸承在工業(yè)領域應用的一大突破，填補了該領域的空白。喬治?舍弗勒的創(chuàng)新精神和對成功的渴望成為INA公司在全球35家工廠永恒的企業(yè)文化的一部分。</p><p>　　INA在全世界范圍開發(fā)并生產(chǎn)滾動軸承、滑動軸承、直線運動產(chǎn)品

39、和汽車發(fā)動機部件。作為一個研制與開發(fā)方面的合作伙伴，從系統(tǒng)發(fā)展的初始階段開始，INA就與客戶緊密合作。每天都會有針對用戶的新解決方案誕生，這也意味著每年有1,000種以上新產(chǎn)品投放市場。INA大力投資研發(fā)部門，最近特別注重在德國、亞洲和北美的新研發(fā)中心的建設。</p><p>　　INA品牌廣泛用于汽車工業(yè)包括發(fā)動機、變速箱和底盤，以及工業(yè)部門。INA在精密產(chǎn)品成型方面有著同行不可比擬的技術優(yōu)勢并依此為客戶提供極

40、佳性價比的解決方案。在工業(yè)領域，四個行業(yè)管理部門分別在生產(chǎn)機械、動力傳輸與鐵路、重工業(yè)和消費產(chǎn)品領域引導著INA和FAG兩個品牌的市場推廣。</p><p>　　IKO是日本湯姆遜公司的注冊商標，是一個以科技和技術開發(fā)為導向的工業(yè)配件制造廠商，產(chǎn)品以針狀軸承和導軌軸承為主。</p><p>　　IKO東晟軸承日本東晟株式會社IKO是一家有五十多年歷史，以生產(chǎn)滾針軸承和直線導軌軸承見長的專業(yè)

41、軸承制造商，在世界各地均享有崇高的聲譽，是日本生產(chǎn)滾針軸承歷史最悠久、品種最齊全、專業(yè)化水平最高的生產(chǎn)廠家；IKO卡法創(chuàng)造的四列圓柱滾子重載導軌享譽世界。其產(chǎn)品廣泛用于機床以及其他各行業(yè)領域。</p><p>　　IKO軸承出品的產(chǎn)品已成為優(yōu)質名牌產(chǎn)品的代表，通過全球的營銷網(wǎng)絡實現(xiàn)為用戶方便、快捷的服務承諾。IKO針狀軸承以其特殊的內(nèi)部構造實現(xiàn)機械設計的小型、輕量化。導軌軸承以滾針軸承所賦予的高品質為基礎，以獨特

42、的機械設備做精密加工，以最新機器來作品質評價，產(chǎn)品永遠維持著高性能及高品質的水準。</p><p>　　1.2.2 國內(nèi)滾動軸承工業(yè)發(fā)展</p><p>　　中國是世界上較早發(fā)明滾動軸承的國家之一，在中國古籍中，關于車軸軸承的構造早有記載。從考古文物與資料中看，中國最古老的具有現(xiàn)代滾動軸承結構雛形的軸承，出現(xiàn)于公元前221～207年 (秦朝)的今山西省永濟縣薛家崖村。新中國成立后，特別是上

43、世紀七十年代以來，在改革開放的強大推動下，軸承工業(yè)進入了一個嶄新的高質快速發(fā)展時期。</p><p>　　中國軸承工業(yè)的發(fā)展歷程，大致可以分為五個階段：</p><p>　　第一章　萌芽階段（1949年以前）</p><p>　　新中國成立前，我國軸承工業(yè)發(fā)展十分緩慢。</p><p>　　第二章　奠基階段（1949～1957年）</p

44、><p>　　1949年，瓦房店軸承廠恢復生產(chǎn)，成為中國第一家獨立生產(chǎn)軸承的企業(yè)。隨后哈爾濱軸承廠于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、上工軸承廠、榮泰新機器廠和金興鐵工廠4個中心廠及10多個衛(wèi)星廠。在原蘇聯(lián)的援助下，全國156項重點工程之一的洛陽軸承廠1954年3月底破土動工，1957年開始試制普通軸承13.6萬套。至此，我國軸承工業(yè)瓦房店、哈爾濱、洛陽、上海四個生產(chǎn)基地初步形成

45、，為軸承制造業(yè)的發(fā)展奠定了基礎。</p><p>　　第三章　體系形成階段（1958～1977年）</p><p>　　以四個生產(chǎn)基地為核心，輻射全中國的生產(chǎn)熱潮，主機配套的新產(chǎn)品的發(fā)展迅速。軸承的配套產(chǎn)業(yè)也開始蓬勃發(fā)展。</p><p>　　第四章　快速發(fā)展階段（1978～2000年）</p><p>　　這一階段軸承工業(yè)通過技術改造和引進

46、，改善了生產(chǎn)布局，增強了生產(chǎn)能力，提高了經(jīng)濟效益。與國外先進的生產(chǎn)廠家進行交流，軸承設計水平已逐步接近，或部分達到了國外同類產(chǎn)品的先進水平。</p><p>　　第五章　向世界軸承工業(yè)強國邁進（2001后）</p><p>　　2000年以后中國經(jīng)濟迅速騰飛，軸承行業(yè)也不例外，中國的軸承出口量大幅增加，以2013年4月份的德國漢諾威工業(yè)博覽會來講。來自中國的參展商有734家，展覽面積1.2

47、萬平方米。據(jù)不完全統(tǒng)計，其中軸承企業(yè)有上百家。中國正在有制造大國向著軸承工業(yè)強國邁進。</p><p>　　1.3 本課題應達到的要求</p><p>　　1、通過螺栓型滾針軸承CF10BUURM的設計探索尺寸對滾針軸承使用壽命的影響。</p><p>　　2、熟練掌握CNC數(shù)控儀表車的編程 。</p><p>　　3、熟練掌握切削尺寸，磨削

48、尺寸的精度。</p><p>　　4、掌握保持器沖壓模具的設計。</p><p>　　5、熟練掌握各個零件的加工工序、和工藝。</p><p><b>　　2整體設計計算</b></p><p>　　2.1 CF 10BUURM外形尺寸</p><p>　　平擋圈型滾輪滾針軸承的基本尺寸d、D、B

49、、C、r，應符合GB6445-1996的規(guī)定：D=22，d2=10，B =36，B2=23，C=12，=0.3，d1=17，G：M10×1，=12</p><p>　　2.2 滾動體的相關計算</p><p>　　2.2.1滾針直徑DW的計算</p><p>　　的取值精度為0.1，允差統(tǒng)一取為-0.01</p><p><b

50、>　?。?-1）</b></p><p>　　為：0.2 為：0.3</p><p><b>　　1≤≤1.5</b></p><p>　　按靠近原則,至GB309中的優(yōu)選尺寸,取1.5</p><p>　　2.2.2 滾針長度Lw的計算</p><p>　　Lw的取值精度為0

51、.1，允許公差按表1選取</p><p>　　當有保持架時 </p><p>　　KL1是軸承擋邊厚度與軸承外圈高度的關系值</p><p>　　KL2是保持架的窗梁厚度系數(shù)</p><p>　　KL1、KL2的值查表2-2和表2-3</p><p>　　Lw=C-2·KL1-2·KL

52、2</p><p>　　=12-2x2-2x1</p><p><b>　　=6</b></p><p>　　表2-1： 允差 (mm)</p><p>　　表2-2 KL1系數(shù)</p><p>　　表2-3 KL2系數(shù)</p><p>　　2.2.3 滾針中心

53、園直徑DPW的計算</p><p>　　（取值精度0.001，允差統(tǒng)一取為±0.025） </p><p>　　當已知滾針組內(nèi)徑和滾針組外徑時，</p><p><b>　　(2-3)</b></p><p>　　=(12+15)/2</p><p><b>　　=13.5&l

54、t;/b></p><p>　　2.2.4滾針數(shù)Z的計算</p><p><b>　?。ㄈ≈稻?）</b></p><p>　　有保持架時 (2-4)</p><p>　　=3.14×13.5/2.5</p><p><

55、b>　　=16.956</b></p><p>　　根據(jù)元整的原則，查GB309，取Z=17</p><p><b>　　2.3 額定載荷</b></p><p>　　2.3.1徑向額定動載荷</p><p><b>　　(2-5)</b></p><p>

56、　　（圖紙上標注Cr值以KN為單位，四舍五入至小數(shù)點后1位）式中，</p><p>　　----考慮到軸承設計、軸承材料和制造技術的進步，提高了計算額定動載荷Cr的系數(shù)，使它增大了倍,值查表2-4。</p><p>　　---與和有關，值見附表1，中間值用線性插值法求取。</p><p>　　=/=1.5/13.5=0.11</p><p>

57、<b>　　查附表1得：=88</b></p><p>　　=5－2×0.3=4.4 （2-6）</p><p>　　i：軸承中滾動體的列數(shù)</p><p><b>　　=5.43KN</b></p><p>　　表2-4

58、 ISO281 規(guī)定的bm值和壽命相對增加量</p><p>　　2.3.2 徑向額定靜載荷</p><p>　　(2-7) </p><p>　　把查表和計算的數(shù)值帶入公式得：</p><p><b>　　3 外圈的設計</b></p><p>　　3.1 尺寸的參數(shù)符

59、號</p><p>　　----外圈滾道直徑，mm</p><p>　　E------外圈滾道寬度，mm</p><p>　　D1----外圈密封槽直徑，mm</p><p>　　b1-----外圈密封槽寬度，mm</p><p>　　b2-----外圈臺階寬度，mm</p><p>　　D2-

60、----外圈臺階直徑，mm</p><p>　　C-------外圈公稱寬度，mm</p><p>　　D-------軸承公稱外徑，外圈公稱外徑，mm</p><p>　　3.2 外圈的尺寸設計</p><p>　　3.2.1 外圈滾道直徑的計算</p><p><b>　　=12</b><

61、;/p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　=12+3</b></p><p><b>　　=15</b></p><p>　　在滾針軸承的外圈滾道設計中應滿足外圈壁厚，（D－De）≥軸承的總壁厚（D-d）</p><p>　

62、　的45%。 </p><p>　　即：22-De≥（22-10）×45%=5.4</p><p><b>　　7≥5.4</b></p><p>　　所以滾道直徑De取15。</p><p>　　3.2.2 外圈滾道寬度的設計計算</p

63、><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　=12－2×2</b></p><p><b>　　=8</b></p><p>　　3.2.3 外圈臺階高度和直徑的設計</p><p>　　因為兩邊臺階對稱，所以臺階的高度為

64、外圈公稱寬度和外圈滾道寬度差的一半。 </p><p>　　即：b2=1/2（C－E)=1/2×（12-8）=2</p><p>　　外圈臺階直徑D2設計，因為擋圈外徑d1=17。裝配時平擋圈與內(nèi)螺栓軸承采取過盈配合，而且平擋圈的內(nèi)徑為12,小于滾道直徑De，所以外圈臺階直徑D2只需要滿足D2＞d1.且D2小于D，因此我們?nèi)2=18</p><p>　　

65、3.2.4 外圈密封槽寬度b1和外圈密封槽直徑D1的取值</p><p>　　b1=0.6b2=1.2</p><p>　　D1一般取值大于D2且小于0.85D所以我們?nèi)1的值為18.7</p><p>　　3.3 加工時的注意事項</p><p>　　3.3.1 外表面傾斜度對軸承質量的影響</p><p>　　我

66、們定義外圈外表面素線對基準端面的傾斜度變動量SD,雖然有關標準暫未作規(guī)定，但是如果在生產(chǎn)制造過程中若不嚴格控制，將會對軸承的安裝使用性能造成較大的影響。</p><p>　?。ň唧w如圖1） （3-3） </p><p>　　圖3.

67、1 表面傾斜度SD</p><p>　　1、外表面傾斜度對軸承徑向游隙的影響</p><p>　　當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，徑向游隙過小或負值, 將對軸承產(chǎn)生預緊載荷, 不僅影響旋轉靈活性, 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。</p><p>　　2、 外表面傾斜度對軸承徑向跳動的影響</p&

68、gt;<p>　　當這個軸承的螺栓固定時，軸承頂端的徑向跳動最大，但由于測量時測的是軸承中部的徑向跳動，實際的徑向跳動量大于中部的測量值。所以即使中部達標，端面的跳動也比中部大，徑向跳動量過大，會降低運動精度，產(chǎn)生振動及噪聲，磨損加劇，降低軸承的使用壽命。</p><p>　　3、 如何解決表面傾斜度的影響</p><p>　?。?）在儀表車上完成割斷時，粗車端面的刀具和切割

69、的刀具要盡量保持垂直。</p><p>　?。?）在M7475B平面磨床上以粗車的端面為基準面，軟磨非基準端面嚴格控制平行度。</p><p>　?。?）在M1083A無芯磨床上軟磨外徑。</p><p>　?。?）熱處理過后，在M7475B平面磨床上精磨平面，保證尺寸。</p><p>　　（5）在M1420外圓磨床上，磨外圓，保證垂直差和

70、同心度。</p><p>　?。?）粗磨滾道、滾道超精、終磨外圓。 </p><p>　　3.3.2 材料的選擇</p><p>　　滾針軸承在工作時承受著高而集中的交應變力同時，在滾動體和套圈之間還產(chǎn)生強烈的摩擦，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

71、學性能。所以我們外圈選擇硬度和可塑性都比較高的SUJ2。 </p><p>　　SUJ2的化學成分：</p><p>　　碳(C)0.95-1.10, </p><p>　　硅(Si)0.15-0.35,</p><p>　　錳(Mn)≤0.50,</p><p>　　硫(S)≤0.025,</p>

72、<p>　　鉻(Cr)1.30-1.60,</p><p>　　鉬(Mo)≤0.08,</p><p>　　鎳(Ni)≤0.25,</p><p>　　銅(Cu)≤0.25</p><p><b>　　3.4 加工工序</b></p><p>　　工序一 割斷、下料（保證管

73、料高度12.6）</p><p>　　工序二 在M7475B上軟磨平面（高度12.3）</p><p>　　工序三 在M1083A無芯磨床上軟磨外圓（保證尺寸22.25）</p><p>　　工序四 在CNC數(shù)控儀表車CJK0660上車加工成型</p><p>　　工序五 淬火（硬度60-64H

74、RC）</p><p>　　工序六 在M7475B平面磨床上磨兩端面，平行度0.02</p><p>　　工序七 精磨兩端面，達到尺寸（11.9—12） </p><p>　　工序八 在M1420外圓磨床上，修整垂直差，保證尺寸</p><p>　　工序九 在MZ208B上磨內(nèi)孔，達到尺寸（15

75、.01—15.02）</p><p>　　工序十 在MZ208B上超精內(nèi)孔，保證尺寸在（15.005—15.01）</p><p>　　工序十一 終磨外徑，保證尺寸（21.99—22）</p><p>　　工序十二 修整外圓弧，R=500</p><p>　　工序十三 清洗防銹，備用。 <

76、;/p><p><b>　　3.5 CNC編程</b></p><p>　　“CNC”是英文Computerized Numerical Control（計算機數(shù)字化控制）的縮寫。</p><p>　　傳統(tǒng)的機械加工都是用手工操作普通機床作業(yè)的，加工時用手搖動機械刀具切削金屬，靠眼睛用卡尺等工具測量產(chǎn)品的精度的?，F(xiàn)代工業(yè)早已使用電腦數(shù)字化控制的機床

77、進行作業(yè)了，數(shù)控機床可以按照技術人員事先編好的程序自動對任何產(chǎn)品和零部件直接進行加工了。這就是我們說的“數(shù)控加工”。數(shù)控加工廣泛應用在所有機械加工的任何領域，更是模具加工的發(fā)展趨勢和重要和必要的技術手段。</p><p>　　數(shù)控機床是按照事先編制好的加工程序，自動地對被加工零件進行加工。我們要考慮的條件有加工工藝路線（根據(jù)定位基準選擇最優(yōu)路線）、工藝參數(shù)、刀具的運動軌跡、位移量、切削參數(shù)如：主軸轉數(shù)、進給量、背

78、吃刀量等。以及輔助功能如：換刀、主軸正轉、反轉、切削液開、關等。</p><p>　　這種從零件圖的分析到制成控制介質的全部過程叫數(shù)控程序的編制。數(shù)控機床與普通機床加工零件的區(qū)別在于數(shù)控機床是按照程序自動加工零件，而普通機床要由人來操作，我們只要改變控制機床動作的程序就可以達到加工不同零件的目的。因此，數(shù)控機床特別適用于加工小批量且形狀復雜要求精度高的零件</p><p>　　由于數(shù)控機床

79、要按照程序來加工零件，編程人員編制好程序以后，輸入到數(shù)控裝置中來指揮機床工作。程序的輸入是通過控制介質來的[1]。</p><p><b>　　1、確定加工蹊徑</b></p><p>　　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)指令對外形狀舉行粗加工，再精加工。</p><p>　　2、裝夾要領和對刀點的選擇</p>

80、;<p>　　采取氣動夾具夾緊，對刀點選在工件的右端面與反轉展轉軸線的交點。</p><p><b>　　3、選擇刀具</b></p><p>　　根據(jù)加工要求，選用三把刀，1號為粗加工平面車刀，2號為鏜孔車刀，3號為切槽刀。采取試切法對刀，對刀的同時把端面加工出來。</p><p><b>　　4、確定切削用量<

81、/b></p><p>　　粗車加工平面倒角，主軸轉速為1200r/min，直線進給速率為150。鏜孔車臺階加工時，主軸轉速1200r/min，直線進給速度為50。切槽時，主軸轉速為1200r/min，直線進給速率為50。</p><p><b>　　5、步驟式樣</b></p><p>　　N0010 M08</p>

82、;<p>　　N0020 M03S1200</p><p>　　N0030T01</p><p>　　N0040G00X24</p><p>　　N0050 G00Z0</p><p>　　N0060G01X14 F150</p><p>　　N0070G00Z0.7&l

83、t;/p><p>　　N0080G00X18.5</p><p>　　N0090G00Z0</p><p>　　N00100G03X22.4 W-2.5 R2.5 F150</p><p>　　N0110G00Z50</p><p>　　N0120T02</p><p>　　N

84、0130G00X15.5</p><p>　　N0140G00Z2</p><p>　　N0150G01Z-2.2 F250</p><p>　　N0160G00X13</p><p>　　N0170G00Z1</p><p>　　N0180G00X17</p><p>

85、　　N0190G01Z-2.2 F250</p><p>　　N0200 G00X13</p><p>　　N0210G00Z1</p><p>　　N0220G00X20.3</p><p>　　N0230G01Z0.1 F300</p><p>　　N0240G01X18W-1.0F15

86、0</p><p>　　N0250G01Z-2.2 F250</p><p>　　N0260G00X16.5</p><p>　　N0270G01X14.8W-0.7 F150</p><p>　　N0280G01Z-13.0 F250</p><p>　　N0290G00X13</p>

87、<p>　　N0300G00Z30</p><p>　　N0310T03</p><p>　　N0320G00X14.5</p><p>　　N0330G00Z-2.2</p><p>　　N0340G01X18.7 F50</p><p>　　N0350G00X17.9</

88、p><p>　　N0360G01Z0F200</p><p>　　N0370G00X15</p><p>　　N0380G00Z70M05</p><p>　　N0390M09</p><p>　　N0400M11</p><p>　　N0410M00</p>

89、<p>　　N0420M10</p><p>　　N0430M00</p><p>　　N0440M08</p><p>　　N0450M03S1200</p><p>　　N0460T02</p><p>　　N0470G00X15.5</p><p>　　N

90、0480G00Z1</p><p>　　N0490G01Z-2.3 F200</p><p>　　N0500G00X13</p><p>　　N0510G00Z1</p><p>　　N0520G00X17</p><p>　　N0530G01Z-2.3 F200</p><

91、p>　　N0540G00X13</p><p>　　N0550G00Z1</p><p>　　N0560G00X20.5</p><p>　　N0570G01Z0.05F350</p><p>　　N0580G01X18.0W-1.1 F150</p><p>　　N0590G01Z-2.

92、3 F200</p><p>　　N0600G00X16.5</p><p>　　N0610G01X14.5W-0.8 F150</p><p>　　N0620G00X13</p><p>　　N0630G00Z20</p><p>　　N0640T03</p><p>　　

93、N0650G00X14.5</p><p>　　N0660G00Z-2.3</p><p>　　N0670G01X18.7 F50</p><p>　　N0680G00X17.9</p><p>　　N0690G01Z0 F200</p><p>　　N0700G00Z60</p>

94、<p>　　N0710T01</p><p>　　N0720G00X24</p><p>　　N0730G00Z-0.1</p><p>　　N0740G01X16 F250</p><p>　　N0750G00Z0.6</p><p>　　N0760G00X18.5</p&g

95、t;<p>　　N0770G00Z-0.1F300</p><p>　　N0780G03X22.4W-2.5R2.5F150</p><p>　　N0790G00X24</p><p>　　N0800G00Z70M05</p><p>　　N0810M09</p><p>　　N082

96、0M11</p><p>　　N0830M02</p><p><b>　　4 螺栓軸的設計</b></p><p>　　4.1 尺寸的參數(shù)符號</p><p>　　B1----------螺栓軸的公稱寬度，mm</p><p>　　G------------螺紋大徑，mm</p&g

97、t;<p>　　G1----------螺紋長度，mm</p><p>　　g1----------螺栓軸潤滑油孔直徑，mm</p><p>　　-----------螺栓軸滾道直徑，mm</p><p>　　F-------------螺栓軸的滾道寬度，mm</p><p>　　H------------頂端內(nèi)六角大小，mm&

98、lt;/p><p>　　Db-----------螺栓軸外擋邊直徑，mm</p><p>　　a1------------螺栓軸外擋邊寬度，mm</p><p>　　4.2 螺栓軸的尺寸設計</p><p>　　查表得：G1=12，B1=36.2max，B2=23，g1=4，B=13.2max，H=4</p><p>　

99、　4.2.1 螺栓軸滾道直徑計算</p><p>　　因為螺栓軸滾道直徑和外圈的內(nèi)接圓配合，所以</p><p><b>　　==12</b></p><p>　　4.2.2 螺栓軸的滾道寬度</p><p>　　為了保證加工到位，并且裝配時相鄰零件的端面靠緊。在螺栓軸的底部會車一個退刀槽，退刀槽的寬度一般為1，所以&l

100、t;/p><p><b>　　F=E-1=7</b></p><p>　　4.2.3 螺栓軸外擋邊直徑</p><p>　　平擋圈的外徑d1=17，螺栓軸的外擋圈直徑也需要滿足小于外圈臺階直徑D2=18，所以螺栓軸擋邊直徑Db=d1=17</p><p>　　4.2.4 內(nèi)圈外擋邊寬度a1的計算</p><

101、;p>　　a1≤（B-b2-B2）=13.2-8-2.5=2.7，因為總體設計時我們B1取值為36，所以這里我們a1的取值為2.5。</p><p>　　4.3 設計時的注意事項</p><p>　　4.3.2 材料選擇</p><p>　　滾針軸承的螺栓軸一般要求，淬透性較高，無回火脆性，焊接性相當好，形成冷裂的傾向很小，可切削性及冷應變塑性良好。所以我們選

102、取20CrMo，20CrMo一般在調質或滲碳淬火狀態(tài)下使用，用于制造在非腐蝕性介質及工作溫度低于 250℃、含有氮氫混合物的介質中工作的高壓管及各種緊固件、較高級的滲碳零件，如齒輪、軸等。</p><p>　　20CrMo的化學成分：</p><p>　　碳 C ：0.17～0.24</p><p>　　硅 Si：0.17～0.37</p><p

103、>　　錳 Mn：0.40～0.70</p><p>　　硫 S ：允許殘余含量≤0.035</p><p>　　磷 P ：允許殘余含量≤0.035</p><p>　　鉻 Cr：0.80～1.10</p><p>　　鎳 Ni：允許殘余含量≤0.030</p><p>　　銅 Cu：允許殘余含量≤0.030<

104、;/p><p>　　鉬 Mo：0.15～0.25 </p><p>　　4.4 螺栓軸的加工工序</p><p>　　4.4.1 工藝路線方案一</p><p>　　工序一下料20x80</p><p>　　工序二車端面，打中心孔，粗車外徑</p><p>　　工序三

105、車另端面，打中心孔，粗車外徑</p><p>　　工序四精車滾道面和擋圈配合面</p><p>　　工序五精車另滾道面和擋圈配合</p><p>　　工序六精車裝配面和螺紋面</p><p>　　工序七車退刀槽和倒角</p><p>　　工序八 切斷，車大擋邊外徑和大端面，打中心孔<

106、/p><p>　　工序九鉆軸向油孔</p><p>　　工序十鉆徑向油孔</p><p>　　工序十一鉆內(nèi)六角頂孔</p><p>　　工序十二車滾道兩擋邊</p><p>　　工序十三車大擋邊側面</p><p>　　工序十四精車小端面并倒角</p>&l

107、t;p>　　工序十五磨螺紋面</p><p><b>　　工序十六滾絲</b></p><p>　　工序十七擠壓內(nèi)六角</p><p>　　工序十八去內(nèi)六角毛刺</p><p><b>　　工序十九回牙</b></p><p>　　工序二十鉆兩端

108、油堵孔</p><p>　　工序二十一去除毛刺和鐵削</p><p>　　工序二十二高頻淬火</p><p>　　工序二十三發(fā)黑處理</p><p>　　工序二十四粗精磨各外徑</p><p><b>　　工序二十五探傷</b></p><p>　　4.

109、4.2 工藝路線方案二</p><p>　　工序一下料20x80</p><p>　　工序二粗車端面和外徑</p><p>　　工序三粗車螺栓軸</p><p>　　工序四精車滾道面和擋圈配合面</p><p>　　工序五車退刀槽和倒角</p><p>　　工序六

110、車另端面，粗車外徑</p><p>　　工序七精車滾道面和擋圈配合面</p><p>　　工序八車退刀槽和倒角</p><p>　　工序九切斷，車大擋邊外徑和大端面，打中心孔</p><p>　　工序十鉆軸向油孔</p><p>　　工序十一鉆徑向油孔</p><p&

111、gt;　　工序十二鉆內(nèi)六角頂孔</p><p>　　工序十三擠壓內(nèi)六角</p><p>　　工序十四去內(nèi)六角毛刺</p><p><b>　　工序十五滾絲</b></p><p><b>　　工序十六回牙</b></p><p>　　工序十七鉆兩端油堵

112、孔</p><p>　　工序十八去除毛刺和鐵削</p><p>　　工序十九高頻淬火</p><p>　　工序二十發(fā)黑處理</p><p>　　工序二十一粗精磨各外徑</p><p><b>　　工序二十二探傷</b></p><p>　　4.4.3工藝

113、路線方案三</p><p>　　工序一下料回火</p><p>　　工序二粗車外形并打頂尖孔</p><p>　　工序三鉆鉸油堵孔</p><p>　　工序四鉆徑向油孔</p><p>　　工序五銑起子槽</p><p>　　工序六調質處理</p>

114、<p>　　工序七精車大端面和外徑</p><p>　　工序八精車小端面保證尺寸</p><p>　　工序九精車各外徑到指定尺寸</p><p>　　工序十車越程槽和倒角</p><p>　　工序十一高頻淬火，回火</p><p>　　工序十二粗精磨個外徑至指定尺寸<

115、/p><p><b>　　工序十三滾絲</b></p><p>　　工序十四清理油孔</p><p>　　工序十五發(fā)黑處理</p><p>　　工序十六超精滾道</p><p><b>　　工序十七探傷</b></p><p>　　4.

116、4.4 工藝方案的比較與分析</p><p>　　上述三個工藝方案的特點在于：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，但是機器不需要加工中心，普通數(shù)控儀表車就可以完成生產(chǎn)，適合小廠，小批量生產(chǎn)。方案三步驟比較簡潔，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

117、合公司實際，我們選取第二種方案。</p><p><b>　　4.5 CNC編程</b></p><p><b>　　1、確定加工蹊徑</b></p><p>　　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)指令對外形狀舉行粗加工，再精加工，然后車退刀槽。</p><p>　　2、裝夾要

118、領和對刀點的選擇</p><p>　　采取氣動夾具夾緊，對刀點選在工件的右端面與反轉展轉軸線的交點。</p><p><b>　　3、選擇刀具</b></p><p>　　根據(jù)加工要求，選用四把刀，1號為粗加工外圓車刀，2號為切槽刀。</p><p><b>　　4、確定切削用量</b></p

119、><p>　　車外圓，粗車主軸轉速為1000r/min，進給速率為120，切槽，主軸轉速為1000r/min，進給速率為50。</p><p><b>　　5、步驟式樣</b></p><p>　　N0010 M08</p><p>　　N0020M03S1000</p><p>　　

120、N0030T01</p><p>　　N0040G00X18</p><p>　　N0050G00Z0</p><p>　　N0060G01X0.1 F120</p><p>　　N0070G00Z0.5</p><p>　　N0080G00X15</p><p&

121、gt;　　N0090G01Z-33.4 F200</p><p>　　N0100G00X18</p><p>　　N0110G00Z1</p><p>　　N0120G00X13</p><p>　　N0130G01Z-33.4 F200</p><p>　　N0140G00X18&

122、lt;/p><p>　　N0150G00Z1</p><p>　　N0160G00X12.2</p><p>　　N0170G01Z-33.4 F200</p><p>　　N0180G00X16</p><p>　　N0190G01X17.3W-0.8 F150</p><

123、;p>　　N0200G00X18</p><p>　　N0210G00Z1</p><p>　　N0220G00X10.2</p><p>　　N0230G01Z-25.4 F200</p><p>　　N0240G00X18</p><p>　　N0250G00Z1</

124、p><p>　　N0260G00X8</p><p>　　N0270G01Z0.1F300</p><p>　　N0280G01X10.3W-1.0 F150</p><p>　　N0290G00X12</p><p>　　N0300G00Z20</p><p>　　N

125、0310T02</p><p>　　N0320G00X12.5</p><p>　　N0330G00Z-25.5</p><p>　　N0340G01X9.2 F50</p><p>　　N0350G00X17.5</p><p>　　N0360G00Z-33.5</p>