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1、毕业设计（论文） 差速器壳工艺规程及工装夹具 摘 要 通过对“差速器壳”的结构以及工艺性分析，介绍一种壳类零件的钻 削端面（法兰盘）孔加工及夹具的设计，其结构合理操作方便，大大提高 了效率，使企业在大中批生产降低成本，提高产品的竞争力。 关键词：工艺； 速器壳器； 夹具 Abstract By analysing the structure and craft of “differential device“, and using the basic principle of group technology (CAPP) , to introduce the design of the dr
2、ill and paring end surface hole (flange plate) processing and jig of a kind of shell accessory. With its reasonable structure and ease of operation, greatly enhanced the efficiency, that the enterprises reduce the cost in the mass production, and enhance the competition ability of the products. Key
3、word: Craft differential device jig 目录目录 1.零件的分析零件的分析 -1 - 1.1 零件的作用 .-1 - 1.2 零件的工艺分析.- 2 - 2.工艺规程设计工艺规程设计 .- 2 - 2.1 毛坯的制造形式.- 2 - 2.2 基准面的选择 .-2 - 2.2.1粗基准的选择.- 3 - 2.2.2精基准的选择.- 3 - 2.3 制订工艺路线.- 3 - 2.3.1.工艺线路方案一.- 3 - 2.3.2工艺路线方案二-4 - 2.3.3.工艺方案的比较与分析.- 4 - 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .-5 - 2.4.1外圆
4、表面.- 5 - 2.4.2内圆表面.- 7 - 2.4.3端面-8 - 2.4.4凸台孔系.- 8 - 2.5 确定切削用量及基本工时.- 9 - 3.夹具设计夹具设计 .- 32 - 3.1 问题的提出.- 32 - 3.2 夹具设计- 32 - 1.1. 零件的分析零件的分析 1.11.1 零件的作用零件的作用 题目所给定的零件是解放牌汽车的后桥差速器壳（见附图 1） 。汽车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） 、
5、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。 1.21.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 差速器壳的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： 50 公差等级 IT6，粗糙度 Ra 1.6。 018 . 0 002 . 0 154 公差等级 IT7，粗糙度 Ra 1.6。 0 04 . 0 200 粗糙度 Ra 12.5。 150 粗糙度 Ra 6.3。 2.内圆孔表面： 40 公差等级 IT11，粗糙度 Ra 6.3。 33 . 0 17 . 0 50 公差
6、等级 IT8，粗糙度 Ra 1.6。 039 . 0 0 122 公差等级 IT10 ，粗糙度 Ra 6.3。 016 . 0 0 130 公差等级 IT7。 04 . 0 0 3.端面： 50 端面，粗糙度 Ra 12.5 50台阶面，粗糙度 Ra 3.2 039 . 0 0 200 前端面，粗糙度 Ra6.3 200 后端面，粗糙度 Ra3.2 4.凸台孔系 凸台上距中心线 74.5的平面，粗糙度 Ra 6.3 0 5 . 0 222H8 公差等级 IT8，粗糙度 Ra 3.2。 28H8 公差等级 IT8，粗糙度 Ra 3.2。 4H13 公差等级 IT8 1212.5 他们之间的要求：
7、 1.基准 A2 为孔 50H8，基准 A3 为孔 130H7。 2.50 外圆对 A2-A3 基准的跳动为 0.03，位置度为 0.03，精度等级：6 级。 3.154、122 内孔对 A2-A3 基准跳动为 0.05，精度等级：8 级。 4.两 20 孔之间的同轴度要求为 0.025，精度等级： 6 级。 5.200 端面及后端面对基准 A2-A3 的跳动为 0.05、0.06，精度等级：8 级。 6.两 20 孔对 A2-A3 基准位置度为 0.06，精度等级：8 级。 7.8H 孔对两 20 孔的位置度为 0.1，精度等级：8 级。 8.12 个 12.5 的孔对 A3 的位置度为 0
8、.2，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面，并且保证它们之间的位置精度要求。 2.2. 工艺规程设计工艺规程设计 2.12.1 毛坯的制造形式毛坯的制造形式 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。由于年产量为 1000 件， 属于中批生产的水平，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。 2.22.2 基准
9、面的选择基准面的选择 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。 2.2.12.2.1 粗基准的选择粗基准的选择 按照有关的粗基准选择原则（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，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
10、铸件的两个 凸台作为粗基准，先加工好端面和要求不高的 200 外圆。 2.2.22.2.2 精基准的选择精基准的选择 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。 后面加工零件肩上的行星轮轴孔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。 2.32.3 制订工艺路线制订工艺路线 制订工艺路线的出发点，应
11、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。 2.3.1.2.3.1. 工艺线路方案一工艺线路方案一 工序 铸造。 工序 热处理：正火。 工序 铣两端面。 工序 粗、半精车 50、150、154 外圆，车 200 外圆， 工序 粗镗 40、50、122、130 孔。 工序 精镗 50 及端面、40、122、130 孔，倒角。 工序 精车 50，154 外圆及端面
12、，倒角。 工序 铣两凸台上平面。 工序 钻 4 孔。 工序 钻、绞两组 22、8 孔，8 孔倒角。 工序 钻大端法兰上 12 个 12.5 孔。 工序 去毛刺，检查。 2.3.22.3.2 工艺路线方案二工艺路线方案二 工序 铸造。 工序 热处理：退火。 工序 粗车、精车 200 及端面，倒角，钻 40 孔，粗镗 40、50 孔及端面、 122、130 孔。 工序 粗、半精车 50、154 外圆及端面，车凸台上 150 外圆。 工序 精镗 50 及端面、122、130 孔，倒角。 工序 精车 50，154 外圆及端面，倒角。 工序 铣两凸台上平面。 工序 钻 4 孔。 工序 钻、绞两组 22、
13、8 孔，8 孔倒角。 工序 钻大端法兰上 12 个 12.5 孔。 工序 去毛刺，检查。 2.3.3.2.3.3. 工艺方案的比较与分析工艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一在铣床上先加工小端面，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。在中批生产 中，综合考虑，我们选择工艺路线二。但是仔细考虑，在线路二中，工序中在车床上钻 40 孔 再镗孔刀具伸出太长，改为下一道工序中钻，钻后不再在车床上镗孔，精度不高，最后再在金刚镗 床上一
14、次加工即可。工序中粗、半精车 50、154 外圆及端面一次装夹不便，改为分开两头加 工两道工序，因此，最后的加工工艺路线确定如下： 工序 铸造。 工序 热处理：退火。 工序 车 200 及端面，倒角，粗镗 50 及端面、122、130 孔。以两凸台侧面为粗基准， 粗。半、精车 50 孔端面。选用 CA6140 卧式车床及专用夹具。 工序 钻 40 孔，粗、半精车 50 外圆及端面，倒角。以加工好的端面和外圆定位，选用 CA6140 卧式车床及专用夹具。 工序 车 150 外圆，粗、半精车 150 外圆及端面，倒角。以加工好的端面和外圆定位， 选用 CA6140 卧式车床及专用夹具。 工序 精镗
15、 50、122、130 孔，以端面和 154 外圆定位，选用 T740K 金刚镗床及专用 夹具。 工序 精车 50、154 外圆及端面，倒角。以加工好的 50、130 孔定位，选用 CA6140 卧式车床及专用夹具。 工序 铣两凸台上平面。以加工好的 50、130 孔定位，选用 X53K 立式铣床及专用夹具。 工序 钻 4 孔。以 50 孔和端面定位，选用 Z525 立式钻床及专用夹具。 工序 钻、绞两组 22、8 孔，8 孔倒角。以 50、130 孔和端面定位，选用 Z525 立 式钻床及专用夹具。 工序 钻大端法兰上 12 个 12.5 孔。以 130 孔及端面定位，选用 Z3025 摇臂钻床及专用 夹具。 工序 XII 去毛刺，检查。 以上工艺过程详见附表 1“机械加工工艺过程综合卡片” 。 2.42.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、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： 2.4.12.4.1 外圆表面外圆表面 .50mm 查机械制造工艺设计简明手册
