轴承隔圈车削加工工艺设计与分析(附件)【字数：6683】
随着社会的不断发展进步，产业的不断升级，各种机械产品发展尤为迅速，轴承作为机械结构中的重要零件，发挥着不可替代的作用。隔圈是轴承重要的组成部分，用以保持两个轴承套圈或轴承垫圈之间规定的轴向距离。本文主要探讨轴承隔圈车削加工工艺，零件为TRB轴承中间隔圈，材料为20钢。相对于轴承钢等其他材料，20钢含碳量和硬度较低，加之零件壁厚较薄（6-10mm），因此切削过程中容易变形，较难满足零件的尺寸和形位公差要求。为此，本文采用如下工艺（1）原始坯料为双件料（一件毛坯可以加工两件成品）；（2）设计一套六点浮动工装，保证工装跳动≤0.2mm，加工另一端的外径及内径留单边余量0.5mm，粗车已加工内孔及端面，工装跳动保证≤0.1mm，加工另一端的外径内径时中间预留10-15mm宽的工艺台，以减少工件变形量。（3）后续工艺为割断、钻孔、倒角、去除毛刺和尖角等。利用上述加工工艺，实际加工零件圆度可以控制在0.1mm以内，经检验满足工艺要求的同时，提高了TRB轴承中间隔圈的生产效率和产品质量。
目录
一、引言 5
（一）轴承零件车削加工概述 5
（二）轴承隔圈车削加工 6
（三）轴承隔圈车削加工一般工艺设计 7
（四）本文主要研究内容 8
二、轴承隔圈车削工艺编制 9
（一）零件三维建模 9
（二）毛坯选择 10
（三）夹具设计 10
（四）工艺参数 11
（五）机床选择 11
（六）刀具选择 12
（七）工艺过程 13
（八）车削程序 14
（九）加工结果 23
总结 25
参考文献 26
致谢 27
一、引言
轴承是机械结构中广泛使用的一种零件，用于拖拉机、汽车、轮船、飞机、航空航天等各种机械制造业，发挥着不可替代的作用。随着社会不断发展进步，产业不断升级，对于轴承精度、使用寿命、可靠性等提出了更高的要求[1]。
隔圈是轴承重要的组成部分，是一种环形零件，用以保持两个轴承套圈或轴承垫圈之间规定的轴向距离，并通过调节隔圈宽度尺寸，调整轴承游隙。如有需要，隔圈可以加油槽油孔[2]。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
隔圈作为一种环形零件，一般采用车削加工，工艺主要考虑隔圈零件形位公差要求、产品质量、生产效率等。
（一）轴承零件车削加工概述
机械零件在生产过程中，可以通过金属切削加工来获得基础的形状、尺寸和精度。轴承零件，如套圈、隔圈、特大型滚子、实体保持架等，可以由金属切削方法来加工[35]。轴承零件切削加工的常见工艺有：车削、钻削、铰削、镗削、磨削、超精研磨等。轴承制造过程中，大部分零件都要经过车削加工工艺，轴承车削工作量占整个加工过程的比重约为25%~30%，是轴承零件整个生产过程中必不可少的工序，为其他工序（如精整、磨削）提供了条件，是保证轴承零件几何精度、减少磨削加工量、提高生产效率的重要因素。
在整个轴承零件制造过程中，车削加工受到毛坯锻件加工质量的影响，同时为后续工序的加工质量和加工效率提供可靠保障。轴承零件车削毛坯的尺寸精度、形状规则度、氧化变质层深度等，会影响材料利用率、车削效率和生产成本等。车削加工质量同时影响后续的热处理质量，可能造成淬火变形大、原始缺陷显现等，从而导致零件报废。此外，车削加工还会造成磨削加工调整困难，加工质量不稳定，甚至产生磨削废品，降低磨削效率。
因此，轴承零件车削工序关系到材料利用率、生产效率、加工成本，影响轴承产品的质量和使用寿命。车削加工是轴承零件整个制造过程中不容忽视的工序。不断探索和改进轴承零件车削加工工艺，实现车削工艺的高效、高速、高精、复合等对与轴承制造至关重要[6]。
近年来，轴承零件近净制坯（如精密锻造等），能够减少切削加工工作量，但目前看，轴承零件的近净制坯还存在很多问题，车削加工依然具有不可替代的作用[7]。
（二）轴承隔圈车削加工
车削在轴承套圈类零件的加工制造过程中，起着承上启下的作用，既要对锻件毛坯进行加工，又要为后续的热处理、磨削等做好准备。车削加工具体内容包括：
（1）去除锻造毛坯表面的氧化层（俗称黑皮）；
（2）低成本、高效率的加工出倒角、沟槽、非引导表面等形状特征，保证精度和成品质量；
（3）为后续的磨削加工预留余量。
车削时的运动分为主运动和辅助运动。主运动是把切屑切割下来的基本运动，只有一个，即工件的旋转运动。主运动速度通常较高，是电机动力的主要消耗者，数值上为切削速度V。辅助运动是将工件多余部分的金属连续切削下来的直线运动。切削时，辅助运动为刀具连续移动的进给运动。数值上为走刀量f，有横向和径向两种进给运动。
刀具主切削刃上的某一点，相对于加工表面在主运动方向上的瞬时速度，称为切削速度V：
其中D为工件待加工表面的直径，单位mm；n为工件转速，单位转/分。
工件旋转一周，刀具沿进给方向移动的距离（毫米/转）称为进给量f。一次走刀，刀具切入工件的深度，即已加工表面与待加工表面之间的垂直距离，称为切削深度（背吃刀）αp：
其中dw为待加工表面直径；dm为已加工表面直径。
粗车时，切削深度αp和进给量f可适当放大，以提高切削效率。切削速度V适当放小，以减小主轴负荷。
精车时，切削深度αp和进给量f较小、切削速度V较大，以提高加工精度和表面质量。
除上述工艺参数以外，车削加工中工件的回转运动是唯一的，但刀具的进给运动并不唯一，可以是一个，也可以是几个。因此，不同的刀具运动形式，构成了车削加工的各种工艺类型。图11给出了车削加工的不同工艺类型。
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图11车削加工工艺类型
工件形状、尺寸精度和表面质量受到刀具与工件的相对运动影响。合理设计轴承隔圈车削加工工艺，对于提高材料利用率和生产效率，降低生产成本，保证加工精度和产品质量具有重要作用[810]。
（三）轴承隔圈车削加工一般工艺设计
轴承零件车削加工工艺设计内容较多，关系到材料利用率、生产效率、劳动强度、设备损耗、加工成本等。工艺过程的设计受到轴承零件的尺寸、生产批量的大小、锻造锻造毛坯状况、加工设备、刀具类型、加工精度的要求、基准面和加工方法的影响。
轴承隔圈车削毛坯一般选用锻件，锻造毛坯组织致密，形状和尺寸接近车削成品。锻造毛坯对车削加工的影响主要包括，毛坯表层硬度、余量厚度均匀性、形状和位置误差、粗车定位误差、车削效率、残余热应力等。锻造毛坯适用性好，可在多种车床加工，无论是大批量生产，还是单件、小批量生产，应用都十分广泛。
车削加工时，一次装夹不只加工一个表面，而是加工零件上的一部分或全部表面。因此需要选择合适的工件装夹方法，选用合适的刀具、夹具、切削用量，以及工件表面的车削顺序。在选择车削步骤时，应考虑到工件结构形状、几何尺寸、位置精度要求、加工设备等工艺和工装条件。车削步骤的选择关系到加工质量、生产成本、生产效率，是工艺设计的重要因素之一。同一零件的加工步骤不同，加工精度也不同。如果加工步骤不当，次序倒置，不但得不到精确的外形和尺寸，而且还会使后来工序无法加工，甚至导致废品的产生。因此，合理选择车削步骤是工艺设计首先考虑的问题。
目录
一、引言 5
（一）轴承零件车削加工概述 5
（二）轴承隔圈车削加工 6
（三）轴承隔圈车削加工一般工艺设计 7
（四）本文主要研究内容 8
二、轴承隔圈车削工艺编制 9
（一）零件三维建模 9
（二）毛坯选择 10
（三）夹具设计 10
（四）工艺参数 11
（五）机床选择 11
（六）刀具选择 12
（七）工艺过程 13
（八）车削程序 14
（九）加工结果 23
总结 25
参考文献 26
致谢 27
一、引言
轴承是机械结构中广泛使用的一种零件，用于拖拉机、汽车、轮船、飞机、航空航天等各种机械制造业，发挥着不可替代的作用。随着社会不断发展进步，产业不断升级，对于轴承精度、使用寿命、可靠性等提出了更高的要求[1]。
隔圈是轴承重要的组成部分，是一种环形零件，用以保持两个轴承套圈或轴承垫圈之间规定的轴向距离，并通过调节隔圈宽度尺寸，调整轴承游隙。如有需要，隔圈可以加油槽油孔[2]。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
隔圈作为一种环形零件，一般采用车削加工，工艺主要考虑隔圈零件形位公差要求、产品质量、生产效率等。
（一）轴承零件车削加工概述
机械零件在生产过程中，可以通过金属切削加工来获得基础的形状、尺寸和精度。轴承零件，如套圈、隔圈、特大型滚子、实体保持架等，可以由金属切削方法来加工[35]。轴承零件切削加工的常见工艺有：车削、钻削、铰削、镗削、磨削、超精研磨等。轴承制造过程中，大部分零件都要经过车削加工工艺，轴承车削工作量占整个加工过程的比重约为25%~30%，是轴承零件整个生产过程中必不可少的工序，为其他工序（如精整、磨削）提供了条件，是保证轴承零件几何精度、减少磨削加工量、提高生产效率的重要因素。
在整个轴承零件制造过程中，车削加工受到毛坯锻件加工质量的影响，同时为后续工序的加工质量和加工效率提供可靠保障。轴承零件车削毛坯的尺寸精度、形状规则度、氧化变质层深度等，会影响材料利用率、车削效率和生产成本等。车削加工质量同时影响后续的热处理质量，可能造成淬火变形大、原始缺陷显现等，从而导致零件报废。此外，车削加工还会造成磨削加工调整困难，加工质量不稳定，甚至产生磨削废品，降低磨削效率。
因此，轴承零件车削工序关系到材料利用率、生产效率、加工成本，影响轴承产品的质量和使用寿命。车削加工是轴承零件整个制造过程中不容忽视的工序。不断探索和改进轴承零件车削加工工艺，实现车削工艺的高效、高速、高精、复合等对与轴承制造至关重要[6]。
近年来，轴承零件近净制坯（如精密锻造等），能够减少切削加工工作量，但目前看，轴承零件的近净制坯还存在很多问题，车削加工依然具有不可替代的作用[7]。
（二）轴承隔圈车削加工
车削在轴承套圈类零件的加工制造过程中，起着承上启下的作用，既要对锻件毛坯进行加工，又要为后续的热处理、磨削等做好准备。车削加工具体内容包括：
（1）去除锻造毛坯表面的氧化层（俗称黑皮）；
（2）低成本、高效率的加工出倒角、沟槽、非引导表面等形状特征，保证精度和成品质量；
（3）为后续的磨削加工预留余量。
车削时的运动分为主运动和辅助运动。主运动是把切屑切割下来的基本运动，只有一个，即工件的旋转运动。主运动速度通常较高，是电机动力的主要消耗者，数值上为切削速度V。辅助运动是将工件多余部分的金属连续切削下来的直线运动。切削时，辅助运动为刀具连续移动的进给运动。数值上为走刀量f，有横向和径向两种进给运动。
刀具主切削刃上的某一点，相对于加工表面在主运动方向上的瞬时速度，称为切削速度V：
其中D为工件待加工表面的直径，单位mm；n为工件转速，单位转/分。
工件旋转一周，刀具沿进给方向移动的距离（毫米/转）称为进给量f。一次走刀，刀具切入工件的深度，即已加工表面与待加工表面之间的垂直距离，称为切削深度（背吃刀）αp：
其中dw为待加工表面直径；dm为已加工表面直径。
粗车时，切削深度αp和进给量f可适当放大，以提高切削效率。切削速度V适当放小，以减小主轴负荷。
精车时，切削深度αp和进给量f较小、切削速度V较大，以提高加工精度和表面质量。
除上述工艺参数以外，车削加工中工件的回转运动是唯一的，但刀具的进给运动并不唯一，可以是一个，也可以是几个。因此，不同的刀具运动形式，构成了车削加工的各种工艺类型。图11给出了车削加工的不同工艺类型。
/
图11车削加工工艺类型
工件形状、尺寸精度和表面质量受到刀具与工件的相对运动影响。合理设计轴承隔圈车削加工工艺，对于提高材料利用率和生产效率，降低生产成本，保证加工精度和产品质量具有重要作用[810]。
（三）轴承隔圈车削加工一般工艺设计
轴承零件车削加工工艺设计内容较多，关系到材料利用率、生产效率、劳动强度、设备损耗、加工成本等。工艺过程的设计受到轴承零件的尺寸、生产批量的大小、锻造锻造毛坯状况、加工设备、刀具类型、加工精度的要求、基准面和加工方法的影响。
轴承隔圈车削毛坯一般选用锻件，锻造毛坯组织致密，形状和尺寸接近车削成品。锻造毛坯对车削加工的影响主要包括，毛坯表层硬度、余量厚度均匀性、形状和位置误差、粗车定位误差、车削效率、残余热应力等。锻造毛坯适用性好，可在多种车床加工，无论是大批量生产，还是单件、小批量生产，应用都十分广泛。
车削加工时，一次装夹不只加工一个表面，而是加工零件上的一部分或全部表面。因此需要选择合适的工件装夹方法，选用合适的刀具、夹具、切削用量，以及工件表面的车削顺序。在选择车削步骤时，应考虑到工件结构形状、几何尺寸、位置精度要求、加工设备等工艺和工装条件。车削步骤的选择关系到加工质量、生产成本、生产效率，是工艺设计的重要因素之一。同一零件的加工步骤不同，加工精度也不同。如果加工步骤不当，次序倒置，不但得不到精确的外形和尺寸，而且还会使后来工序无法加工，甚至导致废品的产生。因此，合理选择车削步骤是工艺设计首先考虑的问题。
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