【正文】 面間尤其在轉(zhuǎn)彎時(shí)有大的滑轉(zhuǎn)或 滑移，易使汽車(chē)在轉(zhuǎn)向時(shí)失去抗側(cè)滑能力而使穩(wěn)定性變壞。在多橋驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)上還常裝有軸間差速器，以提高通過(guò)性，同時(shí)2 避免在驅(qū)動(dòng)橋間產(chǎn)生功率循環(huán)及由此引起的附加載荷、傳動(dòng)系零件損壞、輪胎磨損和燃料消耗等。這是因?yàn)槠?chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，前輪較之后輪，走過(guò)的距離是不相同的。 課題研究的意義 差速器就是一種將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩一分為二的裝置，允許轉(zhuǎn)向時(shí)輸出兩種不同的轉(zhuǎn)速。 夾具設(shè)計(jì)一般是在零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程制訂之后按照某一工序的具體要求進(jìn)行的，對(duì)不同形狀尺寸的工件采用不同的加工方法。它涉及 知識(shí)面廣，決定著零件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)成本，產(chǎn)品效益及生產(chǎn)單位的經(jīng)濟(jì)效果。 1 第 1 章 概 述 選題背景 機(jī)械制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家最基礎(chǔ)的行業(yè)，也決定了一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的整體水平，是各國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱。首先對(duì)零件的作用與原理加以了解，然后根據(jù)零件圖，進(jìn)行工藝分析，按照供需設(shè)計(jì)的各項(xiàng)規(guī)定，選擇毛坯，制定一個(gè)技術(shù)要求和經(jīng)濟(jì)上比較合理的工藝路線。它的作用就是在向兩邊半軸傳遞動(dòng)力的同時(shí)，允許兩邊半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，滿足兩邊車(chē)輪以不同轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)，減少輪胎與地面的摩擦。 摘 要 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)是一門(mén)融理論性、科學(xué)性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性為一體的設(shè)計(jì)，它涉及的知識(shí)面廣，決定著零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)成本、產(chǎn)品效益及單位的經(jīng)濟(jì)效果。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)離合器、變速器、傳動(dòng)軸，最 后傳送到驅(qū)動(dòng)橋再左右分配給半軸驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，在這條動(dòng)力傳送途徑上，驅(qū)動(dòng)橋是最后一個(gè)總成，它的主要部件是減速器和差速器。再查表確定加工余量，選擇刀具及制定出一套完整的工序卡。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)也在不斷融入新科技，與計(jì)算機(jī)交叉結(jié)合，用計(jì)算機(jī)指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)。因而，正確分析零件功用，恰當(dāng)合理的編寫(xiě)加工工藝規(guī)程。設(shè)計(jì)出滿足需要的夾具也是工藝設(shè)計(jì)中重要的一環(huán)。在現(xiàn)代轎車(chē)或貨車(chē)，包括許多四輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)上，都能找到差速器。 汽車(chē)在行駛過(guò)程中，左、右車(chē)輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的路程往往是不相等的，如轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)側(cè)車(chē)輪行程比外側(cè)車(chē)輪短；左右兩輪胎內(nèi)的氣壓不等、 胎面磨損不均勻、兩車(chē)輪上的負(fù)荷不均勻而引起車(chē)輪滾動(dòng)半徑不相等；左右兩輪接觸的路面條件不同，行駛阻力不等等。 另外，即使汽車(chē)作直線行駛，也會(huì)由于 左右車(chē)輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的路面垂向波形的不同，或由于左右車(chē)輪輪胎氣壓、輪胎負(fù)荷、胎面磨損程度的不同以及制造誤差等因素引起左右車(chē)輪外徑不同或滾動(dòng)半徑不相等而要求車(chē)輪行程不等。為了消除由于左右車(chē)輪在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的這些弊病，汽車(chē)左右驅(qū)動(dòng)輪間都裝有差速器，后者保證了汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車(chē)輪在行程不等時(shí)具有以不同速度旋轉(zhuǎn)的特性，從而滿足了汽車(chē)行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)要求。珠光體可鍛鑄鐵熱處理設(shè)備投資大、工藝控制困難，目前在中國(guó)難以運(yùn)用。從加工難度來(lái)看，平面比孔加工容易。（ 1）粗基準(zhǔn)的選擇，主要是為了決定加工平面與加工面的位置關(guān)系，以及保證加工面的余量均勻。 以天津齒輪廠生產(chǎn)的為夏利轎車(chē)配套的差速器殼體零件為例。如圖 、 所示。 國(guó)外刀具、機(jī)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。而這種解決方案的致命問(wèn)題是可能會(huì)產(chǎn)生切刃機(jī)構(gòu)被鐵屑卡住而無(wú)法正常退刀現(xiàn)象。 ： 根據(jù)夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性，機(jī)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?？捎糜谠囍茊渭∨a(chǎn)也可用于成批生產(chǎn)。 4 圖 雙球面锪刀加工差速器殼體內(nèi)球面 圖 設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容及解決的問(wèn)題 基本內(nèi)容 : 。 （ 1） 定位方案設(shè)計(jì)； （ 2） 對(duì)刀和導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)； （ 3） 夾緊裝置設(shè)計(jì)； （ 4） 夾具體的設(shè)計(jì)； 5 （ 5） 專用機(jī)床夾具總裝配圖繪制。一般以工件在加工時(shí)正對(duì)著加工者的實(shí)際位置為主視圖。 （ 3） 在選擇工序間加工余量時(shí)應(yīng)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。 Ф130孔和 Ф 30 孔用于安裝與微型車(chē)兩驅(qū)動(dòng)輪相聯(lián)的齒輪和半軸，兩 Ф 15 用于安裝兩行星錐齒輪。它的力學(xué)特性是將扭矩平均分配給左右兩根半軸。 150 外圓連接中央傳動(dòng)大圓錐齒輪，使運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳到差速器，而后傳到兩個(gè)后輪，得到不同的轉(zhuǎn)速。 ，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(shù)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(shí)重點(diǎn)考慮；對(duì)全部技術(shù)要求應(yīng)進(jìn)行歸納處理。3039。 （ 5） Ф48端面必須位于距離為公差值 ，且垂直于基準(zhǔn)軸線的兩平行平面之間。 ，是否有利于機(jī)械加工、裝配、熱處理及毛坯制造等方面。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)綱領(lǐng) N 可按下式計(jì)算 : N=Qm（ 1+a%）（ 1+b%） （ ） 式中 N—— 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件 /年）； Q—— 產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺(tái)、輛 /年） 。 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)。 差速器殼起著支承、聯(lián)接，傳遞扭矩的作用，因而對(duì)強(qiáng)度、塑性、任性要求較高。 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(qiáng)度： σb=412Mpa. 最低屈服強(qiáng)度： σs=265Mpa. 最低延伸率： δ=10%. 布氏硬度 ： αk=294KJ/m2 技術(shù)條件 ： GB1348— 78 由于差速器殼承受扭轉(zhuǎn)力矩，為提高強(qiáng)度和耐磨性，鑄件成型后，還需進(jìn)行正火處理。 本零件材料選用 QT42— 10， QT42— 10 具有良好的鑄造性能。 1%。為使所選的定位基準(zhǔn)保證整個(gè)機(jī)械加工工藝過(guò)程順利及進(jìn)行，通常應(yīng)先考慮如何選擇精基準(zhǔn)來(lái)加工各個(gè)表面，然后考慮如何選擇粗基準(zhǔn)把 作為精基準(zhǔn)的表面先加工出來(lái)。 （ 2） 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 若工件以某一組表面作為精基準(zhǔn)定位，可以比較方便地加工大多數(shù)其它表面，則應(yīng)盡早地把這一組基準(zhǔn)表面加工出來(lái)，并達(dá)到一定的精度，在后繼工序均以其作為精基準(zhǔn)加工其它表面 。 （ 4） 自為基準(zhǔn)原則 有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，在加工時(shí)就應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，這就是自為基準(zhǔn)原則。粗基準(zhǔn)的選擇原則對(duì)保證加工余量的均勻分配和加工面與非加工表面（作為粗13 基準(zhǔn)的非加工表面）的位置關(guān)系具有重要影響。 （ 3）便于工件裝夾原則 ： 選擇粗基準(zhǔn)應(yīng)使定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。 表面加工方法的選擇 工件上的加工表面往往需要經(jīng)過(guò)粗加工、半精加工、精加工等才能逐步達(dá)到質(zhì)量要求，加工方法的選擇一般應(yīng)根據(jù)每個(gè)表面的精度要求，先選擇能夠保證該要求的最終加工方法，然后再選擇前面一系列預(yù)備工序的加工方法和順序。有色金屬的精加工因材料過(guò)軟容易堵塞砂輪而不易采用磨削，需要用高速精細(xì)車(chē)和精細(xì)鏜等高速切削的方法。 （ 4） 本廠現(xiàn)有設(shè)備狀況和技術(shù)條件 技術(shù)人員必須熟悉本車(chē)間（或者本廠）現(xiàn)有加工設(shè)備的種類、數(shù)量、加工范圍和精度水平以及工人的技術(shù)水平， 以充分利用現(xiàn)有資源，并不斷對(duì)原有設(shè)備和工藝裝備進(jìn)行技術(shù)改造，挖掘企業(yè)潛力，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)精度要求的不同，加工階段可以劃分如下： ： 此階段的主要任 務(wù)是 高效的切除各加工表面上的大部分余量，并加工出精基準(zhǔn)。 ： 對(duì)于加工質(zhì)量要求很高的表面，再工藝過(guò)程中需要安排一些高經(jīng)典的加工方法（如粳米磨削、珩磨、研磨、金剛石切削等），以進(jìn)一步提高表面尺寸、形狀精度，減小表面粗糙度，最后達(dá)到圖樣的精度要求。精度要求低的小孔，為避免過(guò)多的尺寸換算，通常放在半精加工或精加工階段鉆削。這個(gè)階段的主要任務(wù)是提高加工表面的各項(xiàng)精度和降低表面粗糙度，達(dá)到圖紙上的要求。 工序集中的特點(diǎn)是：有利于采用高生產(chǎn)率機(jī)床；減少工件裝夾次數(shù)，節(jié)省裝夾工作時(shí)間；有利于保證各加工面的 相互位置度；減少工序數(shù)目，縮短了工藝路線，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)計(jì)劃和組織工作；專用設(shè)備和工藝裝備復(fù)雜，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長(zhǎng)，更換產(chǎn)品較困難。大批大量生產(chǎn)中，若使用多刀多軸的自動(dòng)機(jī)床加工中心可按工序集中組織生產(chǎn)；若使用由專用機(jī)床和專用工藝裝備組成的生產(chǎn)線，則應(yīng)按工序分散的原則組織生產(chǎn)，這有利于專用設(shè)備和專用工裝的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化和按節(jié)拍組織流水線生產(chǎn)。 （ 3） 零件的技術(shù)要求及現(xiàn)場(chǎng)條件 零件上有技術(shù)要求高的表面，需采用高精度的設(shè)備來(lái)保證質(zhì)量時(shí)，可采用工序分散的原則。 在安排機(jī)械加工工序時(shí)，應(yīng)根據(jù)加工階段的劃分、基準(zhǔn)的選擇和被加 工表面的主次來(lái)決定，一般應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則： （ 1） 先基準(zhǔn)后其它 即首先應(yīng)加工用作精基準(zhǔn)的表面，再以加工出的精基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)加工其它表面。 （ 4）先 面后孔 先加工平面，后加工孔。熱處理的方法、次數(shù)和在工藝過(guò)程中的位置，應(yīng)根據(jù)材料和熱處理的目的而定。對(duì)于一些剛性差的精密零件（如精密絲杠），在粗加工、半精加工和精加工過(guò)程中要多次安排人工時(shí)效。所以淬硬處理后需 要安排精加工工序，以修正淬硬處理產(chǎn)生的變17 形。 輔助工序是指不直接加工，也不改變公件的尺寸和性 能的工序，它對(duì)保證加工質(zhì)量起著重要的作用，在工藝路線中也占有相當(dāng)?shù)谋壤? （ 2） 去 毛刺及清洗 零件表層或內(nèi)腔的毛刺對(duì)機(jī)械裝配質(zhì)量影響甚大，切削加工之后，應(yīng)安排去毛刺工序。平衡、剩漏等工序應(yīng)安排在精加工之后進(jìn)行。一般以工件在加工時(shí)正對(duì)著加工者的實(shí)際位置為主視圖。與本工序無(wú)關(guān)的技術(shù)要求一律。在生產(chǎn)中使用的工藝文件種類很多，歸納起來(lái)，常用的工藝文件有三種： 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 19 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片是以工序?yàn)閱挝缓?jiǎn)要說(shuō)明工件的加工工藝路線的一種工藝文件。 機(jī)械加工工序卡片 機(jī)械加工工序卡片是在工藝過(guò)程卡片的基礎(chǔ)上，分別為每道工序所編寫(xiě)的一種工藝文件 ，用來(lái)具體指導(dǎo)工人進(jìn)行生產(chǎn)，其內(nèi)容較為詳細(xì)。 加工余量和工序尺寸的確定 加工余量的概念 為了保證零件質(zhì)量，一般都要從毛坯上切除一層材料。 工序余量是指每道工序切除的金屬層厚度，即相鄰兩道工序尺寸之差。對(duì)于外圓與內(nèi)圓這樣具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的對(duì)稱表面，工序余量是雙邊的，稱雙邊余量，即指相鄰兩工序的直徑尺寸之差 。工序尺寸公差一般按“入體原則”標(biāo)注。確定加工余 量的方法有計(jì)算法、查表法和經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法等三種。 （ 2） 查表法 以工廠生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究積累的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)制成的各種表格為依據(jù)，再結(jié)合實(shí)際加工情況加以修正。 對(duì)本零件，選擇查表法。 ③ .錯(cuò)型（錯(cuò)箱） 由于合型時(shí)錯(cuò)位，鑄件中的一部分與另一部分在分型面處相互錯(cuò)開(kāi)。本零件為批量生產(chǎn)，鑄件材料為球墨鑄鐵，并選用木磨砂型機(jī)械制造，故查表得鑄件的公差等級(jí)為CT8— CT12. 確定工序間的加工余量的原則 21 工序間的加工余量按查表法確定，其選用原則為： ，降低制造成本，應(yīng)采用最小的加工余量。 ，尺寸越大，加工余量越大，因?yàn)榱慵某叽缭龃蠛?，由?削力、內(nèi)應(yīng)力等引起變形的可能性也增加。 查表得，軸的外圓加工余量最大取 6mm。確定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后一道工序開(kāi)始依次向前推算，最后工序的工序尺寸按設(shè)計(jì)尺寸標(biāo)注。各工序的工序尺寸與 公差可按下列步驟進(jìn)行。 從刀具耐用角度出發(fā)，首先應(yīng)選定背吃刀量 pa ，其次選定進(jìn)給量 f，最后選定切削速度 v。 1. pa 的選擇 粗加工時(shí)，背吃刀量應(yīng)根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)剛度來(lái)確定。 2. 進(jìn) 給量 f 的選擇 應(yīng)考慮工件表面粗糙度的要求，一般表面粗糙度數(shù)值越小，進(jìn)給量也相應(yīng)減小。 切削用量選定后，應(yīng)根據(jù)已選定的機(jī)床，將進(jìn)給量 f 和切削速度 v 修定成機(jī)床所具有的進(jìn)給量 f 和轉(zhuǎn)速 n,并計(jì)算出實(shí)際的切削速度 v。 （ 2） 輔助時(shí)間 tf： 為實(shí)現(xiàn)基本工藝工作所作的各種輔 助動(dòng)作所消耗的時(shí)間。 （ 3） 布置工作地時(shí)間 tb： 為使加工正常進(jìn)行，工人照管工地所消耗的時(shí)間。一般按作業(yè)時(shí)間的 2％ 4％計(jì)算。假如每批中產(chǎn)品或零件的數(shù)量為 m，則分?jǐn)偟矫恳粋€(gè)工件上的準(zhǔn)備和終結(jié)時(shí)間為 tz\和大批生產(chǎn)的情況下都不考慮這項(xiàng)時(shí)間，只有在中小批量生產(chǎn)時(shí)才考慮，一般按作業(yè)時(shí)間的 3％ — 5％ 計(jì)算。 使用夾具 的目的是正確確定工件與刀具之間的相對(duì)位置，并將工件牢固地夾緊。常用的定為元件有支承釘、支承銷、 V 型塊等。常用的對(duì)刀、引導(dǎo)裝置有對(duì)刀塊、鉆套等。 加工過(guò)程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。鑄造夾具體上安裝各種元件的表面應(yīng)鑄出凸臺(tái)，以減少加工面積?？梢栽趭A具體上開(kāi)排屑槽或在夾具體下部設(shè)置排屑斜面。 （ 2） 夾緊力要作用在工件剛度較大的部位，且作力點(diǎn)和施力點(diǎn)方向要恰當(dāng)。 設(shè)計(jì)原 則和內(nèi)容 首先要保證夾具設(shè)計(jì)的合理性；第二，要保證差速器殼體的全方位定位，以避免在加工過(guò)程中所產(chǎn)生的誤差影響精度。因此，我們選擇一面兩銷式的定位夾緊方案，即以中殼體的大端面為基 準(zhǔn)面，利用兩個(gè)定位銷來(lái)實(shí)現(xiàn)定位。 加工差速器殼體軸孔的夾具體主體是三個(gè)夾具板，它們必須具有足夠的強(qiáng)度與剛度、足夠的精度，并且底板要有 U 型槽與機(jī)床精確配合。 夾具底板下部開(kāi)出階梯面，便于加工。 （ 2） 孔的位置要按要求加工，與十字軸孔成一定角度關(guān)系。 鉆、擴(kuò)差殼大圓孔夾具裝配圖的設(shè)計(jì) 對(duì)差速器殼體大圓孔的加工夾具設(shè)計(jì)主要由定位裝