1、1第一章 滚动轴承座组件工艺2.1 零件分析2.1.1 功用及工作状况滚动轴承盖和滚动轴承座是与轴承相配，构成一个结合体，然后装于滚动筒上，与道夫配合工件，成为梳棉机上的一个重要组成部分，滚动结合件是滚动中的一个关键零件。滚动结合件安装在滚动筒上与滚动筒一同旋转，滚动轴承盖是安装在轴承座上的滚动轴承座是重达约 1 吨，转速为 260rpm410rpm 的滚动的支承件。由于滚动轴承件伴随滚动旋转工作，又是滚动筒的支承件，因此它对于滚动与滚动墙板的同轴度、轴向压力、机件的磨损 、及滚动周围机件安装的准确性和滚动的回转平稳度都有不可忽视的影响。2.1.2 零件的结构特点滚动轴承座、滚动轴承盖及其结合
2、件，外观尺寸不大，但形状较复杂，由于安装的是轴承，因此其结构刚性要求较高，并且加工精度要求较高。如滚动轴承盖与滚动轴承座的零件图，A 面为滚动轴承盖与滚动轴承座的结合面，要求较高，需通过研磨来保证其平面度。轴承盖上的两个 13 孔与轴承座上的 M12 螺纹孔是用来度装螺栓，以便将轴承盖和轴承座联接起来，进行进一步的加工，构成滚动轴承结合件。孔 是与轴0.30.40.26_1476,1,承相配，环形槽是起密封，挡油作用的（与密封圈相配） 。孔 是作为精镗孔.2的退刀槽，因而必须对这些同心孔特别是 的孔径加以0.2614 0.30.350.2614,9,控制。螺纹孔 4-M10 均匀分布，是用来安
3、装螺钉联接轴承盖的。端面 T3、T4 就是与轴承端面盖相配的。滚动轴承座的底面 T2 要求对 孔孔心平行，因为它与该孔孔心的平行0.2614度，对轴承工作性能有重要的影响作用。滚动轴承结合件的最大高度尺寸为 344mm，最大宽度尺寸为 90mm，最大长度尺寸为300mm，最大限度孔径为 142mm，最小孔径为 M8，最小壁厚为筋板厚度为 10mm，总之，滚动轴承结合件是个结构比较复杂的零件。2.1.3 零件的材料分析由于铸铁具有良好的铸造性、吸振性、切削加工性及一定的力学性能，并且价格低廉 生产设备简单，所以在机器零件材料中占有很大的比重，广泛地用来制作各种机架、底座、箱体、缸套等形状复杂的零
4、件。又由于灰铸铁具有良好的铸造性、 、耐磨性、抗振性和切削加工性，所以该材料选为灰铸铁。见表 2-12表 2-1 常用灰铸铁的牌号、力学性能及应用类别 牌号 铸铁壁厚/mm抗拉强度/mpa硬度/hbs 用途举例铁素体灰铸铁HT100 2.5101020203030501301009080110166931408713182122低载荷和不重要的零件，如盖、外套、手轮、支架、底板、手柄等铁素体珠光体灰铸铁HT150 2.510102020303050175145130120137205119179110166105157承受中等应力的铸件，如普通机床的支柱、底座、齿轮箱、刀架、床身、轴承座、工作
5、台、带轮、法兰、管路及一般工作条件的零件。珠光体灰铸铁HT200 2.510102020303050220195170160157237148222134200129192轴承较大应力和要求一定气密性或耐蚀性的较重要零件，如汽缸、齿轮、机座、机床床身、立拄、气缸体、气缸盖、活塞化工容器等。珠光体灰铸铁HT250 4.010102020303050270240220200175262164247157236150225孕育铸铁HT300 102020303050209250230182272168251161241承受高的应力、要求耐磨、高气密的重要铸件，如剪床、压力机、自动机床和重型机床床身、
6、床座、机架 、齿轮、衬套、大型发动机曲轴、气缸体、等。孕育铸铁HT350 102020303050340290260199298182272171257图纸规定选用普通牌号灰口铸铁 HT150。该灰铸铁的最小抗拉强度 ，布氏硬度为 119179HBS，具有优良的铸造性150bMPa3能，生产时工艺简便，生产率高；切削时切屑易脆断，硬度适中，便于切削加工，能减轻刀具的磨损，因而其切削加工性能好。HT150 还具有良好的耐磨损性和减振性，再者灰铁铸造中，其收缩时，由于碳是以石墨的形式析出，体积的膨胀弥补了凝固收缩，因而它的收缩率小，对于铸件尺寸的保持性好。常用作机床床身，发动机机体，机座等。2.1
7、.4 零件主要表面要求（1）主要表面的尺寸精度孔 76 的精度为 IT10，孔 140 的精度为 IT6，孔 13 的精度为 IT9，螺纹孔 M12 的精度为 IT8，四个螺纹孔 M10 的精度为 IT8。（2）主要表面的形状及位置精度端面 T4 对 140 孔心的垂直度为 0.05；底2 对 140 孔心的平行度为 0.025；四个螺纹孔 M10 对 140 孔心的位置为 0.05mm。（3）主要表面的表面粗糙度孔 76 的表面粗糙度为 Ra6.3，140 孔的表面粗糙度值为 Ra1.6，平面 A 为配合面，其表面粗糙度值为 Ra1.6；螺纹孔 M12 的表面粗糙度值为 Ra3.2；右端面
8、T4 的粗糙度值为Ra3.2；左端面3 的表面粗糙度为 Ra6.3；底面 T2 的表面粗糙度值为 Ra3.2；四个螺纹孔M10 的表面粗糙度值为 Ra3.2。2.1.5 工艺分析热处理要求:由于铸件存在铸造缺陷，因此必须对其进行削除内应力的退火处理时效处理。又因铸件的表层及一些薄壁处，由于冷却较快，使切削加工难度增大。因此为了降低材料的硬度，改善切削加工性能必须进行改善切削加工性的退火处理。通过这些热处理，可提高零件材料的物理机械性能,改善工作的切削性,削除铸造内应力，提高产品质量，延长使用寿命。零件的表面处理:为了提高零件表面的抗蚀性，增加耐磨性，使表面美观，在零件机加工完毕后，应对零件的非
9、加工表面进行表面处理，即涂漆。检验:由于滚动轴承结合件是 A186D 型梳棉机上联接滚动的重要零件，因此应检验铸件毛坯有无铸造缺陷，抽检其物理机械性能。零件在加工过程中，应对照零件图的要求，进行中检。机加工完毕后，应进行终检，检验其尺寸和外观，并检验是否能满足使用要求。零件的生产类型分析: 生产类型是由生产量的大小决定的，给定的生产量的大小又是工艺过程的制定的根据，直接影响工艺水平规程制定中的工艺方法、设备和工具等一系列问题。根据规定，滚动轴承结合件为批量生产中的中批量生产，这类型生产批量，按产品分配进行生产，交替地重复的进行，所以要制定详细的工艺规程，并广泛采用通用设备加专用夹具和工具。42
10、.2 零件工艺路线制定2.2.1 毛坯种类的选择滚动轴承结合件的形状不规则，结构比较复杂，生产批量属于中批生产，且要求零件有较好的刚度和减振性等。结合该零件的结构特点和使用要求，通常选择毛坯为铸件。铸造的适应性广，可以制出形状复杂的毛坯，节约材料，减小切削加工的工作量。在铸造时，适当选择分型面，注意浇铸位置的安排，就可大大避免内部的缩孔、缩松、气孔、砂眼等腰三角形缺陷。毛坯选用砂型机器造型（级精度） 。毛坯铸造可分为：整体铸造； 盖座分开铸造；因滚动轴承端盖的上部分主要与轴承配合工作，其工作面主要集中在上部分（盖座配合加工孔） ，为了提高工件的使用寿命，避免在这部分出现铸造缺陷，故采用整体铸造
11、，其好处在于能减少铸造工序，节约材料，提高成品率，同时，采用“横做立浇”的方法进行铸造。若采用盖座分开铸造，会使铸造工序增加，浪费材料，增加成本等情况。以上进行比较，从经济效益和成品率上讲，采用整体铸造好。该铸件的分型面选在最大面处，铸件分两箱造型，采用“横做立浇” ，底注式浇注系统，使铸件的性能良好，充型时不易冲坏型腔和引起溅炸，并能保证铸件整体的对称性，确保重要面的质量。采用横做立浇方法，排渣效果好，气体易排出，铁水上升平稳，铸件不易产生砂眼、气孔、夹渣，组织致密，均匀，耐磨性好。尺寸公差等级为 CT810，选 CT9。确定铸铁件机械加工余量等级 68，选择 7 级砂型机器造型。铸造件主要
12、表面的机加工余量的确定见表 2-2。另外，在控制凝固次序方面，采用“同时凝固原则”在周围设置冷铁，使金属液体达到同时凝固的目的。表 2-2 铸造件主要表面的机加工余量表面代号 铸件基本尺寸(mm) 加工余量等级(mm) 机械加工余量(mm) 说明D1 76 7 6.0 孔双侧加工D2 130 7 6.5 孔双侧加工D3 140 7 6.5 孔双侧加工T1 344 7 5.0底面，单侧加工T2 300 7 7.0 顶面单侧加工T3 125 7 6.5 侧面，单侧加5工T4 175 7 6.5侧面，单侧加工由于铸铁在铸造过程中存在着同应力，因此，在毛坯制成后需要进行时效处理。 2.2.2 定位基准
13、的选择零件在加工过程中定位基准的选择不仅对保证加工精度和确定加工顺序有很大的影响，而且还决定了工艺装备设计制造的周期与费用，正确的选择各工序的定位基准是制订工艺规程的一个重要问题。（1）粗基准的选择选择粗基准的出发点是为后续的工序提供合理的定位精基准，保证各加工表面的余量足够并分配合理，由于粗基准是对毛坯进行第一次机械加工的定位基准，因此与毛坯的状况关系很大，如图 2-1 确定粗基准时应按：用零件非加工表面为粗基准，可保证零件的加工表面与非加工表面的相互位置关系，且能在一次安装中尽可能加工较多的表面。用零件的重要表面为粗基准，优先保证了重要表面的余量和表面组织性能的一致。应选面积大、形状简单、
14、加工量大的表面为粗基准，使切削总量最少。应选毛坯精度高，余量小的表面为粗基准，易保证各加工表面的余量足够，分配合理。应选定位精度高，夹紧可靠的表面为粗基准。粗基准原则上是在第一道工序中使用一次并尽量避免重复。遵循以上的原则，为了确保加工时工件的稳定性能良好，可选滚动轴承结合件的端面T4 作为加工面 T3 的粗基准；再由 T3 端面加工出 T4 端面；之后再由粗加工后的 T4 端面加工出滚动轴承结合件的上下底面。在对铣断之前，前面加工的各面是作为一个整体零件加工出来的，故保证了后续工序的加工精度和简化了加工的难度。（2）精基准的选择选择精基准的出发点是保证加工精度，特别是加工表面的相互位置精度的
15、实现，以及定位安装的准确方便。选择精基准应遵循以下的原则： 基准重合原则：确定精基准时，应尽量用设计基准作为定位基准，以消除基准不重合误差，提高零件的表面的位置精度和尺寸精度。 统一基准原则：6拟定工艺路线时，各个工序应尽可能用同一个定位基准来精加工各个表面，以保证各表面间的相互位置精度，并且还减少了夹具的数量和工件的装夹次数，降低了成本，提高了生产率。 互为基准原则：可逐步提高两相关表面的位置精度。 自为基准原则：可使加工余量均匀，保证加工面自身形状精度，而位置精度则由前面的工序保证。同时，精基准选择时，一定要保证工件的夹、压稳定可靠，夹具结构简单及操作简便。在遵循上述原则的前提下，如滚动轴
16、承结合件的两端面的最终精加工，就是互为精基准，遵循“互为基准原则” 。如滚动轴承结合件中的孔 的精加工就是以一面双孔定位，0.2614自为基准加工出来的。 （这就是统一基准和自为基准相结合的精加工方法） 。2.2.3 加工方法的选择 主要根据工件的结构形状、技术要求、零件的年产量、机床的加工精度以及工厂实际情况来选择加工方法，零件机械加工方法的选择应遵循如下原则：1)选加工方法的经济精度及表面粗糙度要与加工表面的精度要求和表面粗糙度要求相适应。2)加工方法要能确保加工表面所要求的精度和粗糙度。3)加工方法要与零件材料的可加工性相适应。4)加工方法要与生产类型相适应。5)加工方法要与工件的形状和
17、尺寸相适应。6)加工方法要求与工件生产厂的现有生产条件相适应。根据上述原则，选定滚动轴承盖，滚动轴承座及滚动结合件的加工方法为：平面选用铣镗加工，其中结合件的两端面采用镗削加工，在轴承盖与轴承座中，这两端面采用卧铣和立铣在 26mm 以下的孔加工在钻床上进行，大孔则采用镗孔形式，螺纹用丝锥加工。总之，选择加工方法时，应首先确定主要表面的最终加工方法，再依次向前确定各准备准工序的加工方法。对整个零件的加工方法，应综合考虑，先选主要表面的加工方法，再确定次要表面的加工方法，以达到良好的效益，提高生产率，降低劳动强度。2.2.4 加工工序的确定方案（一）加工阶段的划分1)划分加工阶段的目的是逐步减少
18、和消除在加工过程中产生加工误差的因素对加工精度和表面质量的影响，使零件逐渐达到提高加工质量的目的和要求，同时要妥善的解决质量，生产率，经济性三者的矛盾。72)加工性质和加工目的不同，整个工艺过程可分为以下几个阶段：粗加工阶段：高效率地切除毛坯上大部分的加工余量使其尽快地接近需加工零件的形状和尺寸。半精加工阶段：使主要表面的精度和表面粗糙度能为精加工工作出必要的准备完成将要表面的全部加工，使之符合图纸的要求。精加工阶段：使各主要表面达到图纸所规定的要求。考虑到该零件铸造时余量较大，因此加工时还是划分为三个阶段：粗加工，半精加工，精加工，让零件的各个表面依次进行加工。粗加工时的进给量大，粗糙度也大
19、，表面精度低，半精加工阶段，如加工孔（镗孔） （该工序中为0.30.40.260.4_1476,1,）及环形槽 这几个尺寸是在一个工序中加工出，这是半精加工阶段。精0.4123950.3594加工阶段加工余量小，粗糙度小，精度高，如加工尺寸由 至 ，这就是精0.23950.2614加工，精度达 IT7，表面粗糙度值为 Ra1.6。（二）工序的集中与分散工序的集中和分散主要是根据生产类型设备的高效自动化程度，零件的结构特点与技术要求等进行组合的。在确定了表面的加工方法和工艺方案、划分了加工阶段后，零件加工各工步的内容也就被确定了。从而可将同一阶段中的各加工表面的加工组成若干工序，运用工序集中与分
20、散的原则，进行合理的组合与分散，决定工序的数目，工序的内容繁简程度。1工序集中原则：使用较少的机床设备，将零件的加工的各部工步尽可能地集中在较少集的工序内完成，它可使工件的装夹次数少，保证了各个加工表面的相互位置精度，减少了工件的装卸的辅助时间以及夹具的数量，同时减少了机床数量和操作工人数量，缩短了产品的生产周期，提高了产品的质量和生产率，但是机床设备和工艺装备的成本高，调整、维修困难，生产准备时间长。如加工孔 槽 ，孔 这道工序就属于工0.30.476,1,0.3590.410.429,序集中。在一个工序内完成，提高了工件的位置精度，提高了生产率，节约了装卸时间，降低了工人的劳动强度。2工序
21、分散原则：使用较多的机床设备，将大量工步分散为单个工序，使工序数目增多，工艺路线增长，每一个工序所含加工内容少，机床设备与工艺装备简单，维修调整容易，适应产品变换能力强，生产准备工作量小，对工人技术要求高，而且机床设备与工艺装备数量大，工人数量多，生产面积大，生产周数长。滚动轴承座、滚动轴承盖及其结合件的生产属于中批量生产，因8此工序需要适当的集中和分散。（三）工序顺序排列1切削加工工序原则：（1）先粗后精原则：各表面的加工顺序按粗加工半精加工精加工的过程依次排列，逐步提高零件的精度和减少表面粗糙度。（2）先主后次原则：装配表面和工作表面的精度要求高，应当考虑予以加工自由表面，螺纹孔及光孔等表
22、面，精度要求较低，可适当安排后续的工序中加工，主要表面有相互位置要求的表面一般这要半精加工后，配合关系和相互位置关系要求很高的表面还需放在装配工艺中进行配合加工。（3）基面先行原则：只有一个精基准时，先把该基准加工出来。若定位面有若干个，则从最终加工工序所需的精基准开始，依次向前排列为保证这些基准面的转换次序把这些基准面的加工依排列，得到零件加工工序的顺序。（4）先面后孔原则：为了定位安装稳定和减少总的切削量，故应该先加工平面后加工孔，使后续工序有一个稳定可靠的平面作为定位基准面，且在光滑平整的表面上加工孔，可使加工容易，提高孔的精度。在编制工艺规程时，严格遵循上述原则，合理安排加工顺序，提高
23、工件效率。2.热处理工序的安排：热处理工序的安排在零件加工的工艺过程中有重要地位，通过热处理可以提高零件材料的物理机械性能和改善工件的切削加工性能，消除毛坯制造和切削加工过程中产生的内应力，所以，为稳定组织以及稳定零件的形状及尺寸，防止变形和开裂，零件在机加工前必须进行消除内应力的时效处理。3.表面处理工序的安排：为了提高零件的表面抗蚀能力，增加耐磨性，也为了使表面美观，在零件全部加工完后应对零件表面涂漆（未加工表面） 。4.检验工序与辅助工序：检验工序是保证产品质量的有效措施之一,也是工艺过程中不可缺少的内容。检验的内容有：外观检验，看零件的表面是否有毛刺。检验表面粗糙度，进行尺寸检验，看是
24、否符合图纸要求。在工艺规程中，还安排有装配轴承盖与轴承座的工序，划线工序，打毛刺工序，涂漆工9序等，这些都属于为保证零件的质量，零件的美观而必不可少的辅助工序。1）零件的清洗：是为了表面夹砂的清除，它安排在工序 0 铸造车间进行。2）工序 12 和 21 中检：是因为此时零件的加工已完毕（轴承盖和轴承座） ，它们将进入装配阶段，装配后再进行加工。3）工序 11、20、和 27：去毛刺，是为了消除已加工表面的毛刺，使零件达到图纸的要求。4）工序 28：零件全部加工完毕后，应进行表面处理，即对零件进行涂漆。2.2.5 工艺路线方案比较工艺路线方案一：0 毛坯1 粗铣结合件端面 X521 粗铣结合件
25、端面 X522 粗铣结合件上下底面 X62W3 铣断 X62W以上工艺路线是加工结合件的各端面，其目的是为后续工序做好基准的选择。4 粗铣轴承盖下底面和止口面 X62W5 粗镗轴承盖孔 T686 钻孔、扩孔、锪孔 Z30257 钻孔、攻丝 Z30258 精铣轴承盖顶面 X529 精铣底面 X5210 研磨11 去毛刺12 检验以上工艺路线是加工滚动轴承盖的工艺路线方案。13 粗铣轴承座顶面及对口面 X5214 粗镗轴承座孔及内端面 T6815 钻孔及攻丝 Z302516 精铣底面 X521017 加工工艺孔 Z302518 精铣轴承座对口面及顶面 X5219 研磨20 去毛刺21 检验以上工艺
26、路线是加工滚动轴承座的工艺路线方案。22 装配23 镗孔和内环槽 T6824 精镗内孔及端面 T6825 钻孔及攻丝 Z304026 铣座上二孔 X5227 去毛刺28 终检 平台29 涂漆以上工艺路线是加工滚动轴承结合件的工艺方案。方案二：在方案一的基础上去除工序 1、1、2，把工序 16 和 17 顺序颠倒，把工序 6 和 7 合并为同一工序，把工序 25 提至工序 22 之前分为两个工序。方案比较：若去除工序 1、1（粗铣结合面端面、）和工序 2（粗铣结合件上下底面） ，这就失去了整体铸造的意义，并且将增大后续工序的基准误差，从而就要增加毛坯的加工余量。若把工序 16（精铣底面）和工序
27、17（加工工艺孔）的顺序颠倒，就不能保证孔轴线和底面有良好的垂直关系，故而会影响在精加工孔 28 定位基准（一面两孔） ，从而难以保证工件底面与孔 140 的平行度。若把工序 6（钻孔、扩孔、锪孔）和工序 7（钻孔、攻丝）合并为同一工序，这样会增加工艺成本，因在工序 6 中，两孔13 间的孔心距为 1600.04 需夹具来保证，而在工序 7中加工的三个螺纹孔的孔心距要求不高，从零件图上看，是要求的自由公差，所以把工序 6和工序 7 合为同一工序，将会增加夹具制造难度和费用，从经济效益上讲是划不来的。若把工序 25（钻孔及攻丝）提到装配工序 22 前，很难保证 4 个螺纹孔对基准孔轴线的位置度 即使能保证，也会增加制作成本。从以上分析中可以看到，方案一明显比方案二方便可靠。故最终采用方案一进行工艺规程的设计。
