【正文】 程不等的情況下，如果采用一根整體的驅(qū)動車輪軸將動力傳給左右車輪，則會由于左右驅(qū)動車輪的轉(zhuǎn)速雖相等而行程卻又不同的這一運動學上的矛盾，引起某一驅(qū)動車輪產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)或滑移。這不僅會使輪胎過早磨損、無益地消耗功率和燃料及使驅(qū)動車輪軸超載等，還會因為不能按所要求的瞬時中心轉(zhuǎn)向而使操縱性變壞。此外，由于車輪與路面間尤其在轉(zhuǎn)彎時有大的滑轉(zhuǎn)或 滑移，易使汽車在轉(zhuǎn)向時失去抗側(cè)滑能力而使穩(wěn)定性變壞。為了消除由于左右車輪在運動學上的不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的這些弊病，汽車左右驅(qū)動輪間都裝有差速器，后者保證了汽車驅(qū)動橋兩側(cè)車輪在行程不等時具有以不同速度旋轉(zhuǎn)的特性，從而滿足了汽車行駛運動學要求。 同樣情況也發(fā)生在多橋驅(qū)動中，前、后驅(qū)動橋之間，中、后驅(qū)動橋之間等會因車輪滾動半徑不同而導致驅(qū)動橋間的功率循環(huán)，從而使傳動系的載荷增大，損傷其零件，增加輪胎的磨損和燃料的消耗等，因此一些多橋驅(qū)動的汽車上也裝了軸間差速器 。而差速器殼體是差速器的重要組成部分，所以差速器殼體的加工也 就顯得比較重要。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 上海汽車股份有限公司汽車齒輪廠生產(chǎn)的 F15差殼的材料采用 QS 11 MS 55 珠光體可鍛鑄鐵，該差殼鑄件一直由韓國公司提供。珠光體可鍛鑄鐵熱處理設備投資大、工藝控制困難，目前在中國難以運用。所以國內(nèi)差速器殼體的材料通常采用灰鑄鐵，因為灰鑄鐵具有較好的耐磨性、減震性以及良好的鑄造性能和切削性能，此外，灰鑄鐵的價格也比較低廉。 差速器殼體加工工藝分析現(xiàn)狀： 。 （ 1） 安排加工工藝順序時先面后孔，這是因為平面面積較大，定位穩(wěn)定可靠，有利于簡化夾具結(jié)構(gòu)，減少安 裝變形。從加工難度來看，平面比孔加工容易。（ 2） 粗、精加工階段分開。把粗精加工分開進行，有利于把已加工后由于各種原因引起的工件變形充分暴露出來，然后在精加工中將其消除。 。（ 1）粗基準的選擇，主要是為了決定加工平面與加工面的位置關系，以及保證加工面的余量均勻。（ 2）精基準的選擇，一般為 “一面兩銷”，即以基準面和定位銷孔定位，有利于保證各軸承孔的尺寸和位置精度，并且工件裝卸方便，減少輔助時間，有利于提高生產(chǎn)率。 。 差速器殼體內(nèi)球面加工的現(xiàn)狀及分析： 3 差速器殼 體零件由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，內(nèi)部球面和端面的加工有較高的難度。 以天津齒輪廠生產(chǎn)的為夏利轎車配套的差速器殼體零件為例。國內(nèi)常用的加工差速器殼體的內(nèi)球面方法如下：首先由機械手將成形的雙面锪刀從殼體中間空洞出送至球心，然后左右同時向前穿過差速器殼 Ф15M7 孔與在球心中的雙面 锪 刀連接。此時機械手退回，再由左、右動力頭單軸驅(qū)動兩滑臺同時向左、右同步運動，從而分別將兩側(cè)球面 成品。 锪 完球面，兩動力頭需將 锪 刀再送至球心，而后由機械手將 锪 刀從工件內(nèi)取出。如圖 、 所示。該工藝的缺點是機床結(jié)構(gòu)復雜，動作繁多。由于成形刀固定需刀桿穿過殼體 Ф15 孔，再與 锪 刀相連，因此殼體零件限制了刀桿的直徑尺寸，即刀桿直徑必須小于 Ф15，造成刀桿強度差。同時因球面加工余量不均勻造成刀具無法抵抗來自任意方向的切削力而產(chǎn)生變形，其結(jié)果是球心位置無法保證，刀桿外圓磨損嚴重，乃至破壞工件內(nèi)孔。 國外刀具、機床制造商紛紛推出一些解決方案，這些方案主要有以下幾類。 ，內(nèi)端面進行車削加工。 ，在刀具通過半軸孔或行星齒軸孔后在差速器殼體內(nèi)打開切刃進行切削，完成后合起切 刃退刀。這類工藝方案可在加工中心實施，但可能需要多道工序，效率較低。而這種解決方案的致命問題是可能會產(chǎn)生切刃機構(gòu)被鐵屑卡住而無法正常退刀現(xiàn)象。 。該方案刀桿和刀具分體制作。加工時，通過機械手將刀具從差速器殼體窗口送至差速器殼內(nèi)，然后刀具桿再插入刀具孔進行加工，完成后由機械手夾住刀具后刀桿先行拔出，最后將刀具取走。 ： 根據(jù)夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性，機床夾具大致可分為通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和拼裝夾具五大類。 目前，以上各類 夾具都有應用，各企業(yè)根據(jù)自身產(chǎn)品特點和需求采用不同類型的夾具系統(tǒng)。 其中組合夾具根據(jù)標準化、模塊化的原理，在夾具元件和組件完全標準化的基礎上，由一整套預先制好的標準元件和合件，針對不同工件組合和裝配成各種專用夾具。一旦使用完畢后，可將夾具再拆散成元件和合件，如此不斷重復使用?？捎糜谠囍茊渭∨a(chǎn)也可用于成批生產(chǎn)。由此可見，組合夾具不僅具有標準化、模塊化、組合化等當代先進設計思想，又符合節(jié)約資源的原則，更適合綠色制造的環(huán)境保護原理。所以是今后夾具技術的一個重要發(fā)展方向。 在汽車行業(yè)中專用夾具被廣泛應用，它只 能用于一種產(chǎn)品的一種工件，用于大批量生產(chǎn)中。 4 圖 雙球面锪刀加工差速器殼體內(nèi)球面 圖 設計的基本內(nèi)容及解決的問題 基本內(nèi)容 : 。 。 （ 1） 制定機械加工工藝規(guī)程的步驟和內(nèi)容； （ 2） 加工余量和工序尺寸的確定； （ 3） 切削用量和時間定額的確定。 。 （ 1） 定位方案設計； （ 2） 對刀和導向裝置設計； （ 3） 夾緊裝置設計； （ 4） 夾具體的設計； 5 （ 5） 專用機床夾具總裝配圖繪制。 ： （ 1） 對于殼體零件的定位基準不好選擇。 定位基準的選擇應先考慮如何選擇精基準來加工各個表面，然后考慮如何選擇粗基準把作為精基準的表面先加工出來。 （ 2） 繪制工序簡圖時應滿足下列要求：第一、工序簡圖以適當?shù)谋壤?，最少的視圖，表示出工件在加工時所處的位置狀態(tài)，與本工序無關的部位可不必表示。一般以工件在加工時正對著加工者的實際位置為主視圖。第二、工序圖上應標明定位、夾緊符號，以表示出該工序的定位基準（面）、定位點、夾緊力的作用點及作用方向。第三、本工序的各個加工表面，用粗實現(xiàn)或粗紅實線表示， 其他部位用細實線表示。第四、 加工表面上應該標出相應的尺寸、形狀、位置精度要求和表面粗糙要求。 （ 3） 在選擇工序間加工余量時應考慮零件尺寸大小和余量的大小、精度和表面粗糙度是否符合圖樣的要求。 （ 4） 從工藝設計方法、結(jié)構(gòu)原理、材料及應用等方面分析差速器殼體工藝和夾具設計和加工技術。 6 第 2 章 零件的分析 零件的用途 設計工藝規(guī)程時，首先應分析零件圖及該零件所在的部件或總成的裝配圖，掌握該零件在部件或總成中的位置、功用以及部件或總成對該零件提出的技術要求，明確零件的主要工作表面，以便在擬定工藝規(guī)程時采取 措施予以保證。 本設計所給定的零件是差速器殼體，它與半軸套管配套使用，為微型車的左右轉(zhuǎn)向提供不同速度的可靠性。 Ф130孔和 Ф 30 孔用于安裝與微型車兩驅(qū)動輪相聯(lián)的齒輪和半軸，兩 Ф 15 用于安裝兩行星錐齒輪。整個差速器的功能是使左右驅(qū)動輪能以不同的速度旋轉(zhuǎn)，以滿足微型車轉(zhuǎn)向的需要。 現(xiàn)廣泛采用對稱圓錐齒輪差速器，左右半軸齒輪的齒數(shù)及模數(shù)相同。它的運動特性是左右半軸的轉(zhuǎn)速之和等于差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍。它的力學特性是將扭矩平均分配給左右兩根半軸。 本零件是閉式差速器的重要組成部分之一，它位于差速器的左部與右殼相聯(lián)，起著支承、連接和保護的作用。其它各部分功用如下： 40 外圓支承在軸承上，使差速器殼體旋轉(zhuǎn)，從而傳遞動力和運動。 108 外圓與右半殼相配合，一起傳遞動力、運動、支承工件、保護內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 150 外圓連接中央傳動大圓錐齒輪，使運動和動力傳到差速器，而后傳到兩個后輪，得到不同的轉(zhuǎn)速。 2Ф 15 是支承在殼體上的軸孔，傳遞動力和運動，中間內(nèi)部是輪系各齒輪運動的空間。 10 用于連接中間大齒輪。 分析零件的技術要求 對零件的技術要求進行分析，應 包括以下內(nèi)容： 、材料、硬度及熱處理情況，了解該零件的主要工藝特點，形成工藝規(guī)程設計的總體構(gòu)思。 ，以及各加工表面的尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度及熱處理等方面的技術要求；明確哪些表面是主要加工表面，以便在選擇主要表面加工方法及擬定工藝路線時重點考慮；對全部技術要求應進行歸納處理。 本零件經(jīng)仔細審查，零件圖視圖完整、正確、所有的標注均符合要求，以及尺寸，公差齊全，從零件圖上可以看出差速器殼加工表面，現(xiàn)將其分述如下： 7 （ 1） 左端加工表面，如表 所示 表 左端加工表面 零件加工表面 表面粗糙度 Ф30軸孔及其倒角 330176。 Ra≤ Ф40外圓端面 Ra≤ Ф40外圓表面 Ra≤ Ф48外圓端面 Ra≤ Ф108外圓表面 Ra≤ Ф150外圓端面 Ra≤ Ф150外圓表面 Ra≤ （ 2） 右端加工表面，如表 所示 表 右端加工表面 零件加工表面 表面粗糙度 Ф30軸孔及其倒角 330176。 Ra≤ Ф40外圓端面 Ra≤ Ф40外圓表面 Ra≤ Ф48外圓端面 Ra≤ Ф48外圓表面 Ra≤ （ 3）零件內(nèi)部加工面，如表 所示 表 零件內(nèi)部加工面 零件加工表面 表面粗糙度 Ф35內(nèi)圓面 Ra≤ Ф35內(nèi)止口 Ra≤ Ф46止口 Ra≤ Ф15十字軸孔內(nèi)止口 Ra≤ 8 （ 4） 孔加工，如表 表 孔加工 零件加工表面 表面粗糙度 8Ф10 Ra≤ Ф18十字軸定位孔 Ra≤ Ф15十字軸孔 Ra≤ ： （ 1） 8Ф10 的軸線必須位于直徑為公差值 ，位置與十字軸定位孔中心線成22176。3039。 （ 2） Ф30的軸線必須位于公差值為 mm，且與基準軸線同軸的圓柱面內(nèi)。 （ 3） Ф150 端面必須位于距離為公差值 ，且垂直于基準軸線的兩平行平面之間。 （ 4） Ф40端面必須位于公差值 ，且垂直于基準軸線的兩平行平面之間。 （ 5） Ф48端面必須位于距離為公差值 ，且垂直于基準軸線的兩平行平面之間。 （ 6） 2Ф15孔相對于基準平面 Ф150端面的位置誤差為 ，此十字軸在差速器殼中是要求各項精度很高的一項。 由以上分析可知，對于這幾組加工表面，我們可以先加工外端面及外圓，后以外端為基準加工內(nèi)部端面及止口，也可以先加工左端，后以左端為基準加工右端，最后鉆孔，并保證它們的位置精度。 審查零件的工藝性 、尺寸公差和技術要求是否正確、統(tǒng)一、完整。 ，是否有利于機械加工、裝配、熱處理及毛坯制造等方面。如發(fā)現(xiàn)有不合理之處應及時提出，并同有關人員商討圖 樣修改方案。 本零件圖經(jīng)審查不需要修改，完全符合要求。 確定零件的生產(chǎn)類型 零件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地等）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，它對工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。生產(chǎn)類型一般可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型，不同的生產(chǎn)類型有著完全不同的工藝特征。零件的生產(chǎn)類型是按零件的年生產(chǎn)綱領和產(chǎn)品特征來確定的。生產(chǎn)綱領是指企業(yè)在計劃期內(nèi)應當生9 產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。年生產(chǎn)綱領是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品的年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領 N 可按下式計算 : N=Qm（ 1+a%）（ 1+b%） （ ） 式中 N—— 零件的生產(chǎn)綱領（件 /年）； Q—— 產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺、輛 /年） 。 M—— 每臺（輛）產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件 /臺、輛）； a%—— 備品率，一般取 2%～ 4%； b%—— 廢品率，一般取 %～ %。 根據(jù)上式就可以求得零件的生產(chǎn)綱領，在經(jīng)過查表，就能確定該零件的生常類型。 求本零件的上述參數(shù)為： Q=2021 臺 /年 m=1 件 /臺 由于磨損、修理、損壞等，因而要有悖品率，取 a=4%，廢品率 b=1% 則得： N=2021(1+4%)(1+%)=2080(件 /年 ) 由零件圖可知，該零件加工后的質(zhì)量小于 100kg,查表可知，該差速器殼體為輕型零件。 綜上所述，查表可知， N=2080 件 /年 ,在 500～ 5000 之間，該差速器殼體的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。 確定毛坯的種類和制造方法 由于零件機械加工的工序數(shù)量、材料消耗、加工勞動量等都在很大程度上與毛坯的選擇有關，故正確的選擇毛坯具有重大的技術經(jīng)濟意義。 毛坯材料的選擇 毛坯材料的確定一般應考慮零件在整個機器中的作用，零件的形狀、大小、生產(chǎn)綱領以及工作環(huán)境，零件 材料應具備主要機械性能指標。此外，還有材料的工藝性、經(jīng)濟性，也是該零件選擇材料時要考慮的因素。 差速器殼起著支承、聯(lián)接，傳遞扭矩的作用，因而對強度、塑性、任性要求較高。故選擇鑄鐵材料?？紤]到鑄鐵材料的工藝性和經(jīng)濟性，因而選用目前廣泛使用的球墨鑄鐵。 球墨鑄鐵具有較高的強度，其抗拉強度也大大超過灰口鑄鐵，球墨鑄鐵具有良好的鑄造性、減摩性、切削性和低的缺口敏感性，其生產(chǎn)工藝簡便，成本低廉，可選用QT42— 10。 QT42— 10 具有較高的韌性、塑性，在低溫下具有較低的韌 脆轉(zhuǎn)化，其主要性能如下： 10 最低抗拉強度： σb=412Mpa. 最低屈服強度： σs=265Mpa. 最低延伸率： δ=10%. 布氏硬度 ： αk=294KJ/m2 技術條件 ： GB1348— 78 由于差速器殼承受扭轉(zhuǎn)力矩，為提高強度和耐磨性，鑄件成型后，還需進行正火處理。 鑄造方法的選擇 合理的選擇鑄造方法主要考慮如下因素：