轴承套圈的加工工艺分析
【】随着我国加工技术和计算机技术的飞速发展，各种机械产品也在我们生活中起越来越重要的作用，轴承又是机械产品中一个重要的零件，而轴承套圈又是轴承上一个非常重要的部件，因此轴承套圈的好坏决定了轴承的发展，所以本篇论文主要对轴承套圈的加工工艺进行分析，从车削加工、磨削加工和线切割加工三个方面对轴承套圈的加工进行了分析，并利用CAD和UG软件进行辅助，优化了轴承套圈的加工工艺，提高了轴承套圈的加工效率。
目录
引言 1
一、轴承套圈的起源和介绍 2
（一）轴承的起源 2
（二）轴承套圈的介绍和种类 2
（三）轴承套圈的制作材料 2
二、轴承套圈车削工艺的编制 3
（一）CAD建模 3
（二）毛坯材料选择 4
（三）机床选择 5
（四）刀具选择 5
（五）轴承套圈的加工工艺编制 7
三、轴承套圈磨削加工工艺编制 8
（一）加工机床选择 8
（二） 砂轮选择 9
（三） 平面磨的加工工艺编制 10
四、轴承套圈线切割加工工艺分析 10
（一）加工机床选择 10
（二）夹具的选择、对边及程序 11
总结 14
参考文献 15
致谢 16
附录一 17
引言
自1800年英国率先生产轴承至今，世界轴承工业已经发展了139年的历史。随着科技的发展，轴承的需求量大大增加，轴承的整体技术水平，也取得了极大的进步。本轴承套圈生产于苏州轴承股份有限公司，使用数控车床对轴承套圈的内外加工，使用平面磨床对该轴承套圈的两端面进行磨削，保证其端面的表面粗糙度以及平面度，使用线切割对轴承套圈的扁体进行加工。本论文主要研究该套圈的加工工艺、材料选择、刀具、夹具的工艺参数。
一、轴承套圈的起源和介绍
（一）轴承的起源
轴承是当代机械设备中一种重要部件。轴承广泛应用于矿山机械、精密机床、冶金设备、重型装备与高档轿车等重大装备领域和风力发电、高铁动车及航空航天等新兴产业领域。[1]它的主要作用是支撑机械部件的回转运动，降低其运 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
动过程中的摩擦系数，并保证其回转时的回转精度。[24]早期的轴承运动形式就是在木板下放一排圆滚木，这是现代工业轴承运动的工作原理的来源。
（二）轴承套圈的介绍和种类
轴承套圈是轴承上一个最重要的零件之一，是具有一个或者几个滚道的向心滚动轴承的环形零件，它的发展对轴承的发展起到至关重要的作用。其主要作用是：1.方便装拆2.轴向定位3.轴向位置调整。轴承套圈订制的目的是为了降低生产中零件库存,减少生产批量。[5]这样同时可以大大增加轴承的使用寿命和节省轴承的使用成本。轴承套圈分为内圈、外圈、圆锥内圈、圆锥外圈、双滚道内圈、双滚道外圈、宽内圈、锁口内圈、锁口外圈、冲压外圈、凸缘外圈、调心外圈、调心外圈座、外球面、圆锥外圈前面挡边、中档圈等16中套圈类型。
（三）轴承套圈的制作材料
轴承套圈的制作的主要材料是轴承钢，对轴承生产企业来说，选择合适、优质的轴承材料是提高轴承寿命和质量的关键因素之一
轴承钢具有高而均匀的硬度和耐磨性，以及搞得弹性极限，是所有钢铁生产中要求最高的钢种之一。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17个钢号。[6]
Gcr15是世界上生产量最大的轴承钢，含碳量约为1%左右，含铬量约为1.5%。为了提高轴承钢的硬度、耐磨性和淬透性，适当加一些硅、锰等。
二、轴承套圈车削工艺的编制
（一）CAD建模
该套圈使用AUTOCAD进行平面图的绘制并使用UG NX10.0进行建模，辅助加工以及参数设置。为了方便分析，将零件二维平面图（见图21），毛坯建模（见图22 ）并且将零件按照图纸进行建模（见图23）。
该套圈主要结构为圆柱型回转体，内外各有一个台阶，右端面外圆的直径为φ50.7mm，右端面内孔直径为φ35mm，还有一个退刀槽。外圆上有一个宽1.6mm，深1.2mm的油槽。左端面直径为φ33.1mm，左端内部孔的直径为φ25.8mm，，在右端面上有一个1.7*2.5的槽和一个直径为φ44.7mm深为1.9mm的台阶。在圆周面上有一个距离轴心线19.85的扁位。
图21 CAD零件二维图
图22 UG零件毛坯图
图23 UG零件三维图
（二）毛坯材料选择
此轴承套圈的毛坯材料可选用轴承钢来制作。轴承钢具有高而均匀的硬度和耐磨性，以及高的弹性极限，是所有钢铁生产中要求最高的钢种之一。
轴承钢的定义：用于制作在不同环境中工作的各种滚动套圈和滚动体的钢统称为轴承钢。轴承钢主要用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈。
轴承钢的分类：1.高碳铬轴承钢(GCr15、GCr15SiMn)、2.渗碳轴承钢（G20CrNi2Mo）、3.不锈轴承钢(9Cr18)、4.高温轴承钢(GCr14Mo4V)。
此轴承套圈选用的为高碳铬轴承钢，高碳铬轴承钢多用于整体淬硬的轴承零件，经淬火、回火后硬度一般在HRC5865，具有良好的使用性能和良好的工艺性能[7]，是制作轴承套圈的最常用的钢种，主要使用于工作温度低于200度的轴承，毛坯具体见下图24。
24轴承钢毛坯图
（三）机床选择
介于该零件尺寸，可以选用HAAS ST10型卧式数控车床（见图25）进行车削，该机床配备有刀塔，刀塔上有12个刀位。ST10哈斯刀塔允许ID或者OD刀具中的任何组合。ST10尾架具有人工粗调功能和液压顶尖筒夹，是长轴类零件加工必备。哈斯ST10采用最优质的线性导轨和滚珠丝杠，哈斯所用的滚珠丝杠都是经过预紧处理双固定，可以保证丝杠和螺母之间零间隙。主轴箱用于支承主轴，主轴座以及主轴芯所以的外径均在同一道工序中完成，来保证机床主轴的精度。见表21 ST10车床的具体参数。
目录
引言 1
一、轴承套圈的起源和介绍 2
（一）轴承的起源 2
（二）轴承套圈的介绍和种类 2
（三）轴承套圈的制作材料 2
二、轴承套圈车削工艺的编制 3
（一）CAD建模 3
（二）毛坯材料选择 4
（三）机床选择 5
（四）刀具选择 5
（五）轴承套圈的加工工艺编制 7
三、轴承套圈磨削加工工艺编制 8
（一）加工机床选择 8
（二） 砂轮选择 9
（三） 平面磨的加工工艺编制 10
四、轴承套圈线切割加工工艺分析 10
（一）加工机床选择 10
（二）夹具的选择、对边及程序 11
总结 14
参考文献 15
致谢 16
附录一 17
引言
自1800年英国率先生产轴承至今，世界轴承工业已经发展了139年的历史。随着科技的发展，轴承的需求量大大增加，轴承的整体技术水平，也取得了极大的进步。本轴承套圈生产于苏州轴承股份有限公司，使用数控车床对轴承套圈的内外加工，使用平面磨床对该轴承套圈的两端面进行磨削，保证其端面的表面粗糙度以及平面度，使用线切割对轴承套圈的扁体进行加工。本论文主要研究该套圈的加工工艺、材料选择、刀具、夹具的工艺参数。
一、轴承套圈的起源和介绍
（一）轴承的起源
轴承是当代机械设备中一种重要部件。轴承广泛应用于矿山机械、精密机床、冶金设备、重型装备与高档轿车等重大装备领域和风力发电、高铁动车及航空航天等新兴产业领域。[1]它的主要作用是支撑机械部件的回转运动，降低其运 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
动过程中的摩擦系数，并保证其回转时的回转精度。[24]早期的轴承运动形式就是在木板下放一排圆滚木，这是现代工业轴承运动的工作原理的来源。
（二）轴承套圈的介绍和种类
轴承套圈是轴承上一个最重要的零件之一，是具有一个或者几个滚道的向心滚动轴承的环形零件，它的发展对轴承的发展起到至关重要的作用。其主要作用是：1.方便装拆2.轴向定位3.轴向位置调整。轴承套圈订制的目的是为了降低生产中零件库存,减少生产批量。[5]这样同时可以大大增加轴承的使用寿命和节省轴承的使用成本。轴承套圈分为内圈、外圈、圆锥内圈、圆锥外圈、双滚道内圈、双滚道外圈、宽内圈、锁口内圈、锁口外圈、冲压外圈、凸缘外圈、调心外圈、调心外圈座、外球面、圆锥外圈前面挡边、中档圈等16中套圈类型。
（三）轴承套圈的制作材料
轴承套圈的制作的主要材料是轴承钢，对轴承生产企业来说，选择合适、优质的轴承材料是提高轴承寿命和质量的关键因素之一
轴承钢具有高而均匀的硬度和耐磨性，以及搞得弹性极限，是所有钢铁生产中要求最高的钢种之一。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17个钢号。[6]
Gcr15是世界上生产量最大的轴承钢，含碳量约为1%左右，含铬量约为1.5%。为了提高轴承钢的硬度、耐磨性和淬透性，适当加一些硅、锰等。
二、轴承套圈车削工艺的编制
（一）CAD建模
该套圈使用AUTOCAD进行平面图的绘制并使用UG NX10.0进行建模，辅助加工以及参数设置。为了方便分析，将零件二维平面图（见图21），毛坯建模（见图22 ）并且将零件按照图纸进行建模（见图23）。
该套圈主要结构为圆柱型回转体，内外各有一个台阶，右端面外圆的直径为φ50.7mm，右端面内孔直径为φ35mm，还有一个退刀槽。外圆上有一个宽1.6mm，深1.2mm的油槽。左端面直径为φ33.1mm，左端内部孔的直径为φ25.8mm，，在右端面上有一个1.7*2.5的槽和一个直径为φ44.7mm深为1.9mm的台阶。在圆周面上有一个距离轴心线19.85的扁位。
图21 CAD零件二维图
图22 UG零件毛坯图
图23 UG零件三维图
（二）毛坯材料选择
此轴承套圈的毛坯材料可选用轴承钢来制作。轴承钢具有高而均匀的硬度和耐磨性，以及高的弹性极限，是所有钢铁生产中要求最高的钢种之一。
轴承钢的定义：用于制作在不同环境中工作的各种滚动套圈和滚动体的钢统称为轴承钢。轴承钢主要用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈。
轴承钢的分类：1.高碳铬轴承钢(GCr15、GCr15SiMn)、2.渗碳轴承钢（G20CrNi2Mo）、3.不锈轴承钢(9Cr18)、4.高温轴承钢(GCr14Mo4V)。
此轴承套圈选用的为高碳铬轴承钢，高碳铬轴承钢多用于整体淬硬的轴承零件，经淬火、回火后硬度一般在HRC5865，具有良好的使用性能和良好的工艺性能[7]，是制作轴承套圈的最常用的钢种，主要使用于工作温度低于200度的轴承，毛坯具体见下图24。
24轴承钢毛坯图
（三）机床选择
介于该零件尺寸，可以选用HAAS ST10型卧式数控车床（见图25）进行车削，该机床配备有刀塔，刀塔上有12个刀位。ST10哈斯刀塔允许ID或者OD刀具中的任何组合。ST10尾架具有人工粗调功能和液压顶尖筒夹，是长轴类零件加工必备。哈斯ST10采用最优质的线性导轨和滚珠丝杠，哈斯所用的滚珠丝杠都是经过预紧处理双固定，可以保证丝杠和螺母之间零间隙。主轴箱用于支承主轴，主轴座以及主轴芯所以的外径均在同一道工序中完成，来保证机床主轴的精度。见表21 ST10车床的具体参数。
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