差速器主外壳机械加工工艺工装设计

目录1.零件的分析.........................................21.1零件的作用.....................................................................................................21.2零件的工艺分析.............................................................................................22.工艺规程设计......................................32.1毛坯的制造形式.............................................................................................32.2基准面的选择.................................................................................................32.2.1粗基准的选择...........................................32.2.2精基准的选择...........................................42.3制订工艺路线...............................................................................................42.3.1.工艺线路方案一........................................42.3.2工艺路线方案二.........................................52.3.3.工艺方案的比较与分析..................................52.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.............................................62.4.1外圆表面..............................................62.4.2内圆表面..............................................82.4.3端面.................................................102.4.4凸台孔系.............................................103.夹具设计.........................................113.1问题的提出...................................................................................................253.2.1定位基准的选择........................................................................................25结论...............................................27参考文献............................................28附录：..............................................30南航航空大学科技学院学士学位论文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：Φ150-0.04公差等级IT17，粗糙度Ra1.6。2.内圆孔表面：Φ52+0.03公差等级IT7，粗糙度Ra1.6。Φ32-0.027公差等级IT7，粗糙度Ra1.6。Φ58+0.0046公差等级IT13，粗糙度Ra1.6。Φ54+0.03公差等级IT7，粗糙度Ra1.6。3.端面：Φ66端面，粗糙度Ra12.5。南航航空大学科技学院学士学位论文3Φ74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Φ58H8，基准B为孔Φ66H7。2.Φ74端面对A基准的垂直度0.02，精度等级：6级3.Φ52孔对A基准的垂直度为0.05，精度等级：7级。4.Φ32孔与Φ66孔之间的同轴度要求为Φ0.02，精度等级：7级。5.Φ156外圆与Φ58两孔的同轴度为Φ0.030，精度等级：7级。6.Φ54孔与Φ58孔之间的同轴度Φ0.025，精度等级：8级。7.Φ156端面对A基准的垂直度为0.04，精度等级：6级。8.6个Φ10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南航航空大学科技学院学士学位论文4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Φ74端面。工序20粗、精车Φ58、Φ52内孔工序25粗、半精车Φ66端面、倒角。工序30车Φ56螺纹孔。工序35粗、半精镗Φ52、Φ47、Φ32、Φ18孔，精镗Φ52、Φ32内孔工序40车法兰盘底面、Φ156端面及Φ148内孔。工序45铣两凸台上平面工序50钻Φ10、攻M14×1.5螺纹孔及M8螺纹孔。工序55攻法兰盘上6个M10螺纹孔。工序60去毛刺，检查。南航航空大学科技学院学士学位论文52.3.2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Φ74、Φ66端面，倒角工序20钻Φ10孔工序25粗镗Φ18、Φ32、Φ47、Φ52孔工序30粗车法兰盘底面工序35加工法兰盘底面6个M10的螺纹通孔工序40车Φ56螺纹孔工序45粗镗Φ54、Φ58、Φ66、Φ148孔工序50半精车Φ74、Φ66端面，工序55半精镗Φ18、Φ32、Φ47、Φ52孔工序60半精车法兰盘底面工序65半精镗Φ54、Φ58、Φ66、Φ148孔工序70精镗Φ32、Φ47、Φ52孔工序75铣凸台平面工序80钻孔，丝锥加工M14×1.5内螺纹孔工序85精镗Φ54、Φ58、Φ66工序90钻Φ23孔深0.5、钻Φ15孔深2,钻Φ12孔，攻Φ14深15内螺纹丝。工序95钻Φ10孔深3、攻M8深15内螺纹丝工序100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。工序15粗车Φ74、Φ66端面，倒角南航航空大学科技学院学士学位论文6工序20钻Φ10孔工序25粗镗Φ18、Φ32、Φ47、Φ52孔工序30粗车法兰盘底面工序35加工法兰盘底面6个M10的螺纹通孔工序40车Φ56螺纹孔工序45粗镗Φ54、Φ58、Φ66、Φ148孔工序50半精车Φ74、Φ66端面，工序55半精镗Φ18、Φ32、Φ47、Φ52孔工序60半精车法兰盘底面工序65半精镗Φ54、Φ58、Φ66、Φ148孔工序70精镗Φ32、Φ47、Φ52孔工序75铣凸台平面工序80钻孔，丝锥加工M14×1.5内螺纹孔工序85精镗Φ54、Φ58、Φ66工序90钻Φ23孔深0.5、钻Φ15孔深2,钻Φ12孔，攻Φ14深15内螺纹丝。工序95钻Φ10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156～197HBS，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)Φ50mm查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2—1至2.2—4，加工余量2.5mm，尺寸公差为2，所以其外圆毛坯名义直径为Φ551mm。参照《机械制造工艺设计简明手册》2.3—2至2.3—5，确定Φ50外圆的加工余量南航航空大学科技学院学士学位论文7和工序间余量分布见下图：图1-1毛坯余量分布图由图可知：毛坯名义直径：50＋2.5×2＝55mm毛坯最大直径：55＋2/2=55mm毛坯最小直径：55-2/2=53