1、差速器外壳加工工艺工装设计摘要：差速器是驱动轿的主件。差速器的作用就是在向两边半轴传递动力的同时，允许两边半轴以不同的转速旋转，满足两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶，减少轮胎与地面的摩擦。普通差速器由行星齿轮、差速器壳（行星轮架） 、半轴齿轮等零件组成。发动机的动力经传动轴进入差速器，直接驱动差速器壳带动行星轮轴，再由行星轮带动左、右两条半轴，分别驱动左、右车轮。本文主要是介绍了差速器外壳的加工工艺及加工中所需要的专用镗床夹具的设计。首先对零件进行了工艺性分析了解各加工面所需要打到的加工精度，确定各个加工面的加工余量。制定合理的能够满足加工需要的工艺方案。为了保证零件的加工精度需要进行
2、基准面的选择和对零件的定位，并遵循一定基本原则，并进行定位误差的分析。加工中还涉及到各种加床夹具的设计。本文主要介绍的是镗床专用工艺方案的设计，主要有夹具的定位，零件与零件的连接、夹具体与机床的连接和误差分析。关键词：加工工艺 工艺方案 夹具学士学位论文2序言制造业是国民经济的支柱产业，是国家创造力、竞争力和综合国力的重要体现。它不仅为现代工业社会提供物质基础，为信息与知识社会提供先进装备和技术平台，也是实现具有中国特色军事变革和国防安全的基础。当今世界正在发生的深刻变化，对制造业产生了深刻的影响，制造过程和制造工艺也有了新的内涵。传统制造业不断吸收机械、信息、材料等方面的最新成果，并将其综合
3、应用于产品开发与设计、制造、检测、管理及售后服务的制造全过程。21世纪的制造业呈现出高技术化、信息化、绿色化、极端化、服务增值等特点和趋势。 1.零件的分析1.1 零件的作用题目所给定的零件是 差速器壳（见附图 1） 。差速器是驱动轿的主件。差速器的作用就是在向两边半轴传递动力的同时，允许两边半轴以不同的转速 11旋转，满足两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶，减少轮胎与地面的摩擦。普通差速器由行星齿轮、差速器壳（行星轮架） 、半轴齿轮等零件组成。发动机的动力经传动轴进入差速器，直接驱动差速器壳带动行星轮轴，再由行星轮带动左、右两条半轴，分别驱动左、右车轮。1.2 零件的工艺分析差速器壳的
4、零件可以分四组加工表面，图中规定了一系列技术要求：现分叙如下：1.零件上各段外圆表面：150-0.04 公差等级 IT17，粗糙度 Ra 1.6。2.内圆孔表面：52+0.03 公差等级 IT7，粗糙度 Ra 1.6。32-0.027 公差等级 IT7，粗糙度 Ra 1.6。58+0.0046 公差等级 IT13 ，粗糙度 Ra 1.6。54+0.03 公差等级 IT7，粗糙度 Ra 1.6。学士学位论文33.端面：66 端面， 粗糙度 Ra 12.5。74 端面， 粗糙度 Ra6.3法兰盘底面，粗糙度 Ra3.2他们之间的要求：1.基准 A 为孔 58H8，基准 B 为孔 66H7。2.74
5、 端面对 A 基准的垂直度 0.02，精度等级：6 级3.52 孔对 A 基准的垂直度为 0.05，精度等级：7 级。4.32 孔与 66 孔之间的同轴度要求为 0.02，精度等级： 7 级。5.156 外圆与 58 两孔的同轴度为 0.030，精度等级：7 级。 6.54 孔与 58 孔之间的同轴度 0.025，精度等级：8 级。7.156 端面对 A 基准的垂直度为 0.04，精度等级：6 级。8.6 个 10 的孔对 A 的位置度为 0.15，精度等级：8 级。由上分析可知，对于这几组加工表面，可以先加工好端面，内外圆表面可以用加工好的端面为基准先加工其中一组，然后借助专用夹具加工另一表
6、面，并且保证它们之间的位置精度要求。2. 工艺规程设计2.1 毛坯的制造形式零件材料为 QT420-10，球墨铸铁中的石墨呈球状，具有很高的强度，又有良好的塑性和韧性，起综合性能接近钢，其铸性能好，成本低廉，生产方便，工业中广泛应用。属于大批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用砂型机械造型，这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。2.2 基准面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。2.2.1 粗基准的选择按照有关的粗基准选择
7、原则（保证某重要表面的加工余量均匀时，选该表面为粗基准。若工件每个表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量，学士学位论文4应选择加工余量最小的表面为粗基准，若工件必须保证不加工表面与加工表面之间的尺寸或位置要求，如壁厚均匀，先取不加工表面做粗基准）可以取铸件的大端作粗基准加工小端面，再以小端面为基准加工大端面，也可以取铸件的两个凸台作为粗基准。2.2.2 精基准的选择按照有关的精基准选择原则（互为基准原则；基准统一原则；可靠方便原则） ，对于本零件，外圆和内圆两组加工表面相互之间有一定的精度要求，内圆粗加工时可以先选择加工好的端面作为加工基准，再以粗加工好的内圆表面为基准粗加工外圆表面，然
8、后以粗加工好外圆表面为基准精加工内圆，最后再以基准精加工好的内圆精加工外圆。可以用夹具以大端面为基准铣出两侧平面，再用专用夹具以端面和平面为基准加工孔。2.3 制订工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批生产的条件下，考虑采用普通机床配以专用夹具，多用通用刀具，万能量具。部分采用专用刀具和专一量具。并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。2.3.1. 工艺线路方案一工序 5 铸造。工序 10 热处理：正火。工序 15 粗、半精车 74 端面。工序 20 粗、精车 5
9、8、52 内孔工序 25 粗、半精车 66 端面、倒角。工序 30 车 56 螺纹孔。工序 35 粗、半精镗 52、47、32、18 孔，精镗 52、32 内孔工序 40 车法兰盘底面、156 端面及 148 内孔。工序 45 铣两凸台上平面工序 50 钻 10、攻 M141.5 螺纹孔及 M8 螺纹孔。工序 55 攻法兰盘上 6 个 M10 螺纹孔。学士学位论文5工序 60 去毛刺，检查。2.3.2 工艺路线方案二工序 5 铸造。工序 10 热处理：退火。工序 15 粗车 74、66 端面，倒角工序 20 钻 10 孔工序 25 粗镗 18、32、47、52 孔工序 30 粗车法兰盘底面工序
10、 35 加工法兰盘底面 6 个 M10 的螺纹通孔 工序 40 车 56 螺纹孔工序 45 粗镗 54、58、66、148 孔工序 50 半精车 74、66 端面，工序 55 半精镗 18、32、47、52 孔工序 60 半精车法兰盘底面工序 65 半精镗 54、58、66、148 孔工序 70 精镗 32、47、52 孔工序 75 铣凸台平面工序 80 钻孔，丝锥加工 M141.5 内螺纹孔工序 85 精镗 54、58、66工序 90 钻 23 孔深 0.5、钻 15 孔深 2,钻 12 孔，攻 14 深 15 内螺纹丝。工序 95 钻 10 孔深 3、攻 M8 深 15 内螺纹丝工序 10
11、0 去毛刺、检查2.3.3. 工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一在车床上先加工小端面，再以小端面定位加工大端面，方案二是在车床上车出大端面，直接粗镗内孔，然后以孔和大端面定位，加工其它部分。两相比较起来可以看出，方案二的装夹次数要少于前者，精度更高，对工人的技术水平要求低一些。在大批生产中，综合考虑，我们选择工艺路线二。 因此，最后的加工工艺路线确定如下：工序 5 铸造。工序 10 热处理：退火。学士学位论文6工序 15 粗车 74、66 端面，倒角工序 20 钻 10 孔工序 25 粗镗 18、32、47、52 孔工序 30 粗车法兰盘底面工序 35 加工法兰盘底面 6 个
12、M10 的螺纹通孔 工序 40 车 56 螺纹孔工序 45 粗镗 54、58、66、148 孔工序 50 半精车 74、66 端面，工序 55 半精镗 18、32、47、52 孔工序 60 半精车法兰盘底面工序 65 半精镗 54、58、66、148 孔工序 70 精镗 32、47、52 孔工序 75 铣凸台平面工序 80 钻孔，丝锥加工 M141.5 内螺纹孔工序 85 精镗 54、58、66工序 90 钻 23 孔深 0.5、钻 15 孔深 2,钻 12 孔，攻 14 深 15 内螺纹丝。工序 95 钻 10 孔深 3、攻 M8 深 15 内螺纹丝工序 100 去毛刺、检查2.4 机械加工
13、余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定差速器壳零件材料为 QT420-10，硬度为 156197HBS，毛坯质量约为2.4kg，生产类型为中批生产，采用砂型机械造型铸造。查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-5，毛坯铸造精度等级取 9G。根据上述材料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：2.4.1 外圆表面(1) 50mm查机械制造工艺设计简明手册表 2.21 至 2.24，加工余量 2.5mm，尺寸公差为 2，所以其外圆毛坯名义直径为 55 1mm。参照机械制造工艺设计简明手册2.32 至 2.35，确定 50 外圆的加工余量学士学位论文7和工序间余量分布见下图：图
14、1-1 毛坯余量分布图由图可知：毛坯名义直径：502.5255 mm毛坯最大直径：552/2=55 mm毛坯最小直径：55-2/2=53 mm粗车后最大直径：55-3.5=51.5 mm粗车后最小直径：51.5-0.39=51.11 mm半精车后最大直径：51.5-1.2=50.3 mm半精车后最小直径：50.3-0.062=50.238 mm精车后尺寸为零件尺寸，即 50 mm018.2将上刚上叙计算的工序间尺寸及公差整理成表 1.1。表 1.1 加工余量计算表工序名称 工序余量（mm）工序基本尺寸(mm)工序尺寸及公差(mm)精车外圆 0.3 50 50 018.2半精车外圆 1.2 50
15、+0.3=50.3 50.3 06.粗车外圆 3.5 50.3+1.2=51.5 51.5 39.毛坯 50+5=55 55 1(2) 156mm学士学位论文8查机械制造工艺设计简明手册表 2.21 至 2.24，加工余量为 4mm，尺寸公差为 2.8，所以其外圆毛坯名义直径为 164 1.4mm。参照机械制造工艺设计简明手册2.32 至 2.35，确定各工序尺寸及余量为：毛坯：164 1.4mm车：156mm 2Z=8mm2.4.2 内圆表面(1) 52mm查机械制造工艺设计简明手册表 2.21 至 2.24，加工余量 3mm，尺寸公差为 2.5，所以其孔毛坯名义直径为 124 1.25mm
16、。参照机械制造工艺设计简明手册2.38 至 2.312，确定各工序尺寸及余量为：毛坯：47 1mm粗镗：51.5 mm 2Z=4.5mm63.0半精镗：51.9 mm 2Z=0.4mm1.精镗：52+0.03 0mm 2Z=0.1mm(2) 47mm查机械制造工艺设计简明手册表 2.21 至 2.24，加工余量 2.5mm，尺寸公差为 2mm，所以其孔毛坯名义直径为 45 1mm。参照机械制造工艺设计简明手册2.38 至 2.312，确定各工序尺寸及余量为：毛坯：42 1mm粗镗：46.5 mm 2Z=4.5mm63.0半精镗：47 mm 2Z=0.5mm1.(3) 32mm查机械制造工艺设计
17、简明手册表 2.21 至 2.24，加工余量 3mm，尺寸公差为 2.5mm，所以其孔毛坯名义直径为 27 1.mm。参照机械制造工艺设计简明手册2.38 至 2.312，确定各工序尺寸及余量为：毛坯：27 1mm粗镗：31.5 mm 2Z=4.5mm63.0半精镗：31.9 mm 2Z=0.4mm1.精镗：32+0.027 0mm 2Z=0.1mm(4) 18mm学士学位论文9查机械制造工艺设计简明手册表 2.21 至 2.24，加工余量 3mm，尺寸公差为 2.5，所以其孔毛坯名义直径为 18 0.85mm。参照机械制造工艺设计简明手册2.38 至 2.312，确定各工序尺寸及余量为：毛坯
18、：15 1mm粗镗：17.5 mm 2Z=2.5mm63.0半精镗：18+0.02 0mm 2Z=0.5mm(5) 58mm查机械制造工艺设计简明手册表 2.21 至 2.24，加工余量 3mm，尺寸公差为 2.5，所以其孔毛坯名义直径为 53 1mm。参照机械制造工艺设计简明手册2.38 至 2.312，确定各工序尺寸及余量为：毛坯：53 1mm粗镗：57.5 mm 2Z=4.5mm63.0半精镗：57.9 mm 2Z=0.4mm1.精镗：58+0.046 0mm 2Z=0.1mm(6) 54mm查机械制造工艺设计简明手册表 2.21 至 2.24，加工余量 3mm，尺寸公差为 2.5，所以
19、其孔毛坯名义直径为 49 1mm。参照机械制造工艺设计简明手册2.38 至 2.312，确定各工序尺寸及余量为：毛坯：49 1mm粗镗：53.5 mm 2Z=4.5mm63.0半精镗：53.9 mm 2Z=0.4mm1.精镗：54+0.03 0mm 2Z=0.1mm(7) 62mm查机械制造工艺设计简明手册表 2.21 至 2.24，加工余量 3mm，尺寸公差为 2.5，所以其孔毛坯名义直径为 57 1mm。参照机械制造工艺设计简明手册2.38 至 2.312，确定各工序尺寸及余量为：毛坯：57 1mm粗镗：61.5 mm 2Z=4.5mm63.0半精镗：62+0.05 0mm 2Z=0.5m
20、m(8) 148mm查机械制造工艺设计简明手册表 2.21 至 2.24，加工余量 3mm，尺学士学位论文10寸公差为 2.5，所以其孔毛坯名义直径为 142 1.25mm。参照机械制造工艺设计简明手册2.38 至 2.312，确定各工序尺寸及余量为：毛坯：142 1mm粗镗：147.5 mm 2Z=5.5mm63.0半精镗：148 mm 2Z=0.5mm1.2.4.3 端面(1) 74 前端面毛坯： 154.8mm粗车：152.5mm Z=2.3mm半精车 151.2 Z=1.3mm(2) 66 端面车前：117mm粗车：114mm Z=2.3mm半精车 113-0.25 0 Z=1.2mm(3) 148 端面车前：152.5mm粗车：150mm Z=2.5mm半精车 148.3 mm Z=1.7mm2.4.4 凸台孔系(1) 凸台上平面铣前：距中心线 89铣后：距中心线 88 ， Z=1mm05.(2) M8 螺纹孔钻：6 2Z=6mm扩钻：7 2Z=1mm攻丝：M8 (3) M1415 螺纹孔钻：10 孔 2Z=10mm扩钻：12 2Z=2mm攻丝：M14(4) 310 孔
