差速器壳体工艺规程及夹具cad设计

差速器壳体工艺规程及夹具cad设计内容摘要：

， N=2080 件 \年 ,在 500~5000 之间，该差速器壳体的生产类型为中批生产。 确定毛坯的种类和制造方法 由于零件机械加工的工序数量、材料消耗、加工劳动量等都在很大程度上与毛坯的选择有关，故正确的选择毛坯具有重大的技术经济意义 [2]。 毛坯材料的选择 毛坯材料的确定一般应考虑零件在整个机器中的作用，零件的形状、大小、生产纲领以及工作环境，零件材料应具备主要机械性能指标。 此外，还有材料的工艺性、经济性，也是该零件选择材料时要考虑的因素。 差速器壳起着支承、联接，传递扭矩的作用，因而对强度、塑性、任性要求较高。 故选择铸铁材料。 考虑到铸铁材料的工艺性和经济性，因而选用目前广泛使用的球墨铸铁 [57]。 球墨铸铁具有较高的强度，其抗拉强度也大大超过灰口铸铁，球墨铸铁具有良好的铸造性、减摩性、切削性和低的缺口敏感性，其生产工艺简便，成 本低廉，可选用 QT42—10。 QT42—10 具有较高的韧性、塑性，在低温下有较低的韧 脆转化，其主要性能如下： 最低抗拉强度：σ b=412Mpa. 最低屈服强度：σ s=265Mpa. 最低延伸率：δ =10%. 布氏硬度 ：α k=294KJ\m2 技术条件 ： GB1348—78 由于差速器壳承受扭转力矩，为提高强度和耐磨性，铸件成型后，还需进行正火处理。 铸造方法的选择 合理的选择铸造方法主要考虑如下因素： ：零件所承受的载荷情况及其所处的工作环境对铸件尺寸精度和表面粗 糙度的要求。 ：零件所采用的合金材料的铸造工艺性能和零件机构的铸造工艺性能。 ：各种铸造方法生产费用的比较和成品零件生产总费用的综合比较。 本零件材料选用 QT42—10， QT42—10 具有良好的铸造性能。 零件生产类型为中批生产，而且起支承、连接、传递扭矩的作用，属壳体类中型零件。 故选用砂型铸造或金属型铸造，再从经济性方面应选择工艺简单、成本低廉的木模砂型机器造型，一次成型，提高生产率。 对加工表面的要求 1. 每个加工表面，总数不得超过 5 个单独孔眼，这些孔 直径不大于3mm，深度不大于 2mm，相距不小于 30mm。 2. 蜂窝状的铸造孔眼所占面积不大于每个加工表面的 1%。 绘制毛坯图 如图 21 所示 [8] 图 21 毛坯图 用 Pro/E 给毛坯造型 如图 22 所示 图 22 毛坯图 Pro/E 截图 拟定工艺路线 工艺路线的拟定包括。 定位基准的选择；各表面加工方法的确定；加工阶段的划分；工序集中程度的 确定；工序顺序的确定。 选择定位基准 拟定工艺路线的第一步是选择定位基准。 为使所选的定位基准保证整个机械加工工艺过程顺利及进行，通常应先考虑如何选择精基准来加工各个表面，然后考虑如何选择粗基准把作为精基准的表面先加工出来。 选择精基准时应重点考虑如何减少工件的定位误差，保证加工精度，并使夹具机构简单，工件装夹方便。 因此，选择精基准一般应遵循下列原则： （ 1） 基准重合原则 应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准，也就是说应尽量使定位基准与设计基准重合。 这样可避免由于基准 不重合而产生的定位误差。 （ 2） 基准统一原则 若工件以某一组表面作为精基准定位，可以比较方便地加工大多数其它表面，则应尽早地把这一组基准表面加工出来，并达到一定的精度，在后继工序均以其作为精基准加工其它表面。 这称之为基准统一原则。 采用基准统一原则可以基准转换所产生的误差；可以减少夹具数量和简化夹具设计；可以减少装夹次数，便于工序集中，简化工艺过程，提高生产率。 （ 3） 互为基准原则 对于某些位置精度要求很高的表面，常采用互为基准反复加工的方法来保证其位置精度，这就是互为基准原则。 （ 4）自为基准原则 有 些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，在加工时就应尽量选择加工表面本身作为精基准，这就是自为基准原则。 （ 5）便于装夹原则 应选定位可靠、装夹方便的表面作基准，所选的精基准应该是精度较高、表面粗糙度较小、支承面积较大的表面。 根据以上原则，在工件加工中，车削加工选择 Ф139 外圆面、 Ф50m6外圆面及 Ф133H8 作为精基准。 2. 粗基准选择原则 选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后继工序提供精基准。 粗基准的选择原则对保证加工余量的均匀分配和加工面与非加工表面（作为粗基准的非加工表面 ）的位置关系具有重要影响。 因此，在选择粗基准时，一般应遵循下列原则。 (1) 保证相互位置关系原则 对于同时具有加工表面与不加工表面的工件，为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选择不加工表面作粗基准。 如果零件上有多个不加工表面，则应以其中与加工表面位置要求较高的表面作粗基准。 (2)保证加工表面加工余量合理分配的原则 如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。 (3) 便于工件装夹原则 选择粗基准应使定位准确、夹紧可靠、夹具结构简单、操作方便。 为此要求选用 的粗基准尽可能平整、光洁，且有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其它缺陷。 (4) 粗基准在同一尺寸方向上只允许使用一次的原则 因为粗基准本身是毛坯面，精度和表面粗糙度均较差，若两次装夹中重复使用同一粗基准，就会造成相当大的定位误差。 根据以上原则，对于差速器左壳，我们可以选择 Ф200、 Ф139 外圆面作为粗基准。 表面加工方法的选择 工件上的加工表面往往需要经过粗加工、半精加工、精加工等才能逐步达到质量要求，加工方法的选择一般应根据每个表面的精度要求，先选择能够保证该要求的 最终加工方法，然后再选择前面一系列预备工序的加工方法和顺序。 可提出几个方案进行比较，再结合其它条件选择其中一个比较合理的方案。 1. 选择表面加工方法时应考虑的因素 （ 1） 所选择的加工方法能否达到加工表面的技术要求。 （ 2） 零件材料的性质和热处理要求 例如，淬火钢的精加工要用磨削，因为一般淬火表面只能采用磨削。 有色金属的精加工因材料过软容易堵塞砂轮而不易采用磨削，需要用高速精细车和精细镗等高速切削的方法。 （ 3） 零件的生产类型 选择加工方法必须考虑生产率和经济性。 大批大量生产选用生产率高和质量稳定 的方法。 例如，加工孔、内键槽、内花键等可以采用拉削的方法；单件小批量生产则采用刨削、铣削平面和钻、扩、铰孔。 （ 4） 本厂现有设备状况和技术条件 技术人员必须熟悉本车间（或者本厂）现有加工设备的种类、数量、加工范围和精度水平以及工人的技术水平，以充分利用现有资源，并不断对原有设备和工艺装备进行技术改造，挖掘企业潜力，创造经济效益。 由以上可知，查表壳得各表面加工方法如下： Ф50m6(  ) Ra≤ m 加工方法： 粗车 半精车 精车 Ф37 内孔面（自由公差） Ra≤ m 加工方法： 粗车 精车 小端面（自由公差） 加工方法：粗车 半精车 Ф200 外圆面（自由公差） Ra≤ m 加工方法： 粗车 半精车 Ф139js6(177。 )外圆面 Ra≤ m 加工方法： 粗车 精车 Ф138 外圆面（自由公差） Ra≤ m 加工方法： 粗车 半精车 Ф133H8(  )内孔面 Ra≤ m 加工方法： 粗车 精车 Ф 133H8 端面 Ra≤ m 加工方法： 粗车 精车 SR54（  ）球面 Ra≤ m 加工方法： 粗车 精车 SR56 球面（自由公差） 加工方法：粗车 半精车 Ф 78 内端面（自由公差） 加工方法： 粗车 精车 Ф48H9(  )内孔面 Ra≤ m 加工方法： 粗车 精车 8—(  ) Ra≤ m 加工方法： 钻孔 攻丝 12—Ф11（  ） Ra≤ 加工方法： 钻 扩 铰 4—Ф22J7(  ) 加工方法： 钻 扩 铰 热处理：正火要求一般放在机械加工之前。 加工阶段的划分 零件的加工质量要求较高或结构较为复杂时，一般工艺路线较长，工序较多，通常在安排工艺路线时，将其分为几个阶段。 根据精度要求的不同，加工阶段可以划分如下： 此阶段的主要任务是高效的切除各加工表面上的大部分余量，并加工出精基准。 使主要表面消除粗加工后留下的误差，使其达到一定的精度；为精加工做好准备，并完成一些精度要求不高的表面加工（如钻孔、攻螺纹、铣键槽等）。 主要是 保证零件的尺寸、形状、位置精度及表面粗糙度达到或基本达到土洋商所规定的要求。 精加工切除的余量很小。 对于加工质量要求很高的表面，再工艺过程中需要安排一些高经典的加工方法（如粳米磨削、珩磨、研磨、金刚石切削等），以进一步提高表面尺寸、形状精度，减小表面粗糙度，最后达到图样的精度要求。 应当指出：加工阶段的划分不是绝对的，在应用时要灵活掌握。 例如，大批大量生产要划分得细些，单件、小批生产就不一定严格划分。 在自动化生产中，要求工件在一次安装下尽可能加工多个表面，阶段就难免交叉；有些刚性好的 重型工件，由于装夹和运输很费时，也常在一次装夹下完成全部粗精加工；定位基准表面即使在粗加工阶段加工，也应达到较高精度。 精度要求低的小孔，为避免过多的尺寸换算，通常放在半精加工或精加工阶段钻削。 而本工件可分为如下几个加工阶段： （ 1） 粗加工阶段：主要是粗车小端 Ф 50 外圆、 Ф 37 内孔、大端 Ф200 外圆及端面， Ф 139 外圆及端面，以及 Ф 48 内孔， SR54 球面等大部分加工余量，为半精加工提供定位基准，提高生产率。 （ 2） 半精加工阶段：这阶段的作用是为零件主要表面的精加工作好准备（达到一定的精度和表面粗糙度，保证 一定的精加工余量），并完成一些次要表面的加工（如钻孔、攻丝、铣键槽等）一般在热处理前进行。 （ 3） 精加工阶段：对于零件上精度和表面粗糙度要求高（精度在IT7 级以上，表面粗糙度在 Ra= 以下）的表面，还要安排精加工阶段。 这个阶段的主要任务是提高加工表面的各项精度和降低表面粗糙度，达到图纸上的要求。 工序集中与分散 1. 工序集中与工序分散的概念 工序集中与工序分散是拟定工艺路线时，确定工序数目（或工序内容的多少）的两种不同的原则。 工序数少恶而各工序的加工内容多，成为工序集中。 工序数多而 各工序的加工内容少，称之为工序分散。 工序集中的特点是：有利于采用高生产率机床；减少工件装夹次数，节省装夹工作时间；有利于保证各加工面的相互位置度；减少工序数目，缩短了工艺路线，也简化了生产计划和组织工作；专用设备和工艺装备复杂，生产准备周期长，更换产品较困难。 工序分散的特点：可使每个工序使用的设备和夹具比较简单，调整比较容易；工艺路线长，设备和工人数量多，生产占地面积较大；有利于选择合理的切削用量。 工序集中和工序工序分散各有特点，究竟按何种原 则确定工序数目，要根据生产类型、机场设备、零件结构和技术要求等进行综合分析后选用。 （ 1）生产类型 单件小批生产中，为简化生产流程，缩短在制品生产周期，减少工艺装备，应采用工序集中原则。 大批大量生产中，若使用多刀多轴的自动机床加工中心可按工序集中组织生产；若使用由专用机床和专用工艺装备组成的生产线，则应按工序分散的原则组织生产，这有利于专用设备和专用工装的结构简化和按节拍组织流水线生产。 成批生产时，两种原则均可采用，具体采用何种为佳，则需视其它条件（零件的技术要求、工厂的生产条件等 ） 而定。 （ 2）零件的结 构、大小和质量 对于尺寸和质量较大、形状又很复杂的零件，应采用工序集中的原则，以减少安装与运送次数。 对于刚性差且精度高的精密工件，为减少夹紧和加工中的变形，则工序应适当分散。 （ 3）零件的技术要求及现场条件 零件上有技术要求高的表面，需采用高精度的设备来保证质量时，可采用工序分散的原则。 对采用数控加工的零件，应考虑如何减少装夹次数，尽量在一。