机械5

1.1零件的作用 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）、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： ф50公差等级IT6，粗糙度Ra 1.6。 ф154公差等级IT7，粗糙度Ra 1.6。 ф200粗糙度Ra 12.5。 ф150粗糙度Ra 6.3。 2.内圆孔表面： ф40公差等级IT11，粗糙度Ra 6.3。 ф50公差等级IT8，粗糙度Ra 1.6。 ф122公差等级IT10 ，粗糙度Ra 6.3。 ф130公差等级IT7。 3.端面： ф50端面，粗糙度Ra 12.5 ф50台阶面，粗糙度Ra 3.2 ф200前端面，粗糙度Ra6.3 ф200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 2×ф22H8公差等级IT8，粗糙度Ra 3.2。 2×ф8H8公差等级IT8，粗糙度Ra 3.2。 ф4H13公差等级IT8 12×ф12.5 他们之间的要求： 1.基准A2为孔ф50H8，基准A3为孔ф130H7。 2.ф50外圆对A2-A3基准的跳动为0.03，位置度为ф0.03，精度等级：6级。 3.ф154、ф122内孔对A2-A3基准跳动为0.05，精度等级：8级。 4.两ф20孔之间的同轴度要求为0.025，精度等级： 6级。 5.ф200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ф20孔对A2-A3基准位置度为ф0.06，精度等级：8级。 7.ф8H孔对两ф20孔的位置度为0.1，精度等级：8级。 8.12个ф12.5的孔对A3的位置度为0.2，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.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。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。 2.2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，先加工好端面和要求不高的ф200外圆。 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。 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。 2.3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Ⅰ铸造。 工序Ⅱ热处理：正火。 工序Ⅲ铣两端面。 工序Ⅳ粗、半精车ф50、ф150、ф154外圆，车ф200外圆， 工序Ⅴ粗镗ф40、ф50、ф122、ф130孔。 工序Ⅵ精镗ф50及端面、ф40、ф122、ф130孔，倒角。 工序Ⅶ精车ф50，ф154外圆及端面，倒角。 工序Ⅷ铣两凸台上平面。 工序Ⅸ钻ф4孔。 工序Ⅹ钻、绞两组ф22、ф8孔，ф8孔倒角。 工序Ⅺ钻大端法兰上12个ф12.5孔。 工序Ⅻ去毛刺，检查。 2.3.2工艺路线方案二 工序Ⅰ铸造。 工序Ⅱ热处理：退火。 工序Ⅲ粗车、精车ф200及端面，倒角，钻ф40孔，粗镗ф40、ф50孔及端面、ф122、ф130孔。 工序Ⅳ粗、半精车ф50、ф154外圆及端面，车凸台上ф150外圆。 工序Ⅴ精镗ф50及端面、ф122、ф130孔，倒角。 工序Ⅵ精车ф50，ф154外圆及端面，倒角。 工序Ⅶ铣两凸台上平面。 工序Ⅷ钻ф4孔。 工序Ⅸ钻、绞两组ф22、ф8孔，ф8孔倒角。 工序Ⅹ钻大端法兰上12个ф12.5孔。 工序Ⅺ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Ⅲ中在车床上钻ф40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次加工即可。工序Ⅳ中粗、半精车ф50、ф154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Ⅰ铸造。 工序Ⅱ热处理：退火。 工序Ⅲ车ф200及端面，倒角，粗镗ф50及端面、ф122、ф130孔。以两凸台侧面为粗基准，粗。半、精车ф50孔端面。选用CA6140卧式车床及专用夹具。 工序Ⅳ钻ф40孔，粗、半精车ф50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Ⅴ车ф150外圆，粗、半精车ф150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Ⅵ精镗ф50、ф122、ф130孔，以端面和ф154外圆定位，选用T740K金刚镗床及专用夹具。 工序Ⅶ精车ф50、ф154外圆及端面，倒角。以加工好的ф50、ф130孔定位，选用CA6140卧式车床及专用夹具。 工序Ⅷ铣两凸台上平面。以加工好的ф50、ф130孔定位，选用X53K立式铣床及专用夹具。 工序Ⅸ钻ф4孔。以ф50孔和端面定位，选用Z525立式钻床及专用夹具。 工序Ⅹ钻、绞两组ф22、ф8孔，ф8孔倒角。以ф50、ф130孔和端面定位，选用Z525立式钻床及专用夹具。 工序Ⅺ钻大端法兰上12个ф12.5孔。以ф130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”。 2.4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 ⑴.ф50mm 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ф55 1mm。参照《机械制造工艺设计简明手册》2.32至2.35，确定ф50外圆的加工余量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＝55 mm 毛坯最大直径： 55＋2/2=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ф50 mm 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 ф50 半精车外圆1.2 50 0.3=50.3 ф50.3 粗车外圆3.5 50.3 1.2=51.5 ф51.5 毛坯50 5=55 ф55 1 ⑵.ф200 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ф208 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：ф208 1.4mm 车：ф200mm 2Z=8mm ⑶.ф154 查《机械制造工艺设计简明手册》表2.21至2.24，加工余量为3mm，尺寸公差为2.5，所以其外圆毛坯名义直径为ф160 1.25mm。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：ф160 1.25mm 粗车：ф155.6 mm 2Z=4.4mm 半精车：ф154.3 mm 2Z=1.3mm 精车：ф154 mm 2Z=0.3mm ⑷.ф150 查《机械制造工艺设计简明手册》表2.21至2.24，加工余量为3mm，尺寸公差为2.5，所以其外圆毛坯名义直径为ф156 1.25mm。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：ф156 1.25mm 车：ф150mm 2Z=6mm 2.4.2内圆表面