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分 類 號
密 級
寧XXXX學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(論文)
汽車差速器殼加工工藝及夾具設(shè)計
所在學(xué)院
機械與電氣工程學(xué)院
專 業(yè)
機械設(shè)計制造及其自動化
班 級
姓 名
學(xué) 號
指導(dǎo)老師
年 月 日
誠 信 承 諾
我謹在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文《汽車差速器殼加工工藝及夾具設(shè)計》均系本人獨立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點和材料，均作了注釋，若有不實，后果由本人承擔(dān)。
承諾人（簽名）：
年 月 日
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摘 要
隨著社會的發(fā)展，汽車在生產(chǎn)和生活中的越來越廣泛，差速器是汽車中的重要部件，其殼體的結(jié)構(gòu)及加工精度直接影響差速器的正常工作，因此研究差速器的加工方法和工藝的編制是十分必要和有意義的。本次設(shè)計主要內(nèi)容有：差速器的工作原理結(jié)構(gòu)分析，差速器殼體的工藝編制，夾具的設(shè)計及加工中對定位基準的選擇，工序和工裝設(shè)計中切削用量，夾緊力的計算等。機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標準化，并且有專業(yè)的工廠進行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計制造。本設(shè)計的主要內(nèi)容是設(shè)計鉆床夾具和銑床夾具，需要對零件上Φ22的孔進行銑削加工端面的銑削加工。
關(guān)鍵詞：差速器，殼體，工藝規(guī)程，夾具設(shè)計
IX
Abstract
Along with social development motor vehicle production and life in anincreasingly wide differential device is an important vehicle componentsand its interior structure and processing precision differential devicedirectly affect the normal work study differential device case processingmethods and techniques of preparation is necessary and meaningful. Thecurrent design of the main elements: differential device structuresoperating principles of analysis differential device case preparationprocesses design and smooth-bore jig for positioning baseline processingoptions smooth-bore design processes suits cutting consumption increasedcomputing power.Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, designed for a certain workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. The main contents of this design is the design of drilling jig and milling fixture, the need for parts than22hole milling face milling.
Key Words: differential device，case， technological process，jig design
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目 錄
摘 要 1
Abstract II
目 錄 III
第1章 緒論 1
1.1 課題的背景及意義 1
1.2 差速器的主要分類 1
1.2.1 開式差速器 1
1.2.2 限滑差速器 2
1.3 差速器結(jié)構(gòu) 2
1.3論文主要內(nèi)容 3
第2章 零件的分析 4
2.1 零件的作用 4
2.2 零件的工藝分析 4
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 7
3.1 基準面的選擇 7
3.1.1 粗基準的選擇 7
3.1.2 精基準的選擇 7
3.2 毛坯的制造形式 7
3.3 制訂工藝路線 7
3.3.1. 工藝線路方案一 8
3.3.2 工藝路線方案二 8
3.3.3. 工藝方案的比較與分析 9
3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9
3.4.1 外圓表面 9
3.5 內(nèi)圓表面 11
3.4.3 端面 13
3.4.4 凸臺 13
3.4.5 孔類 13
第4章 確定差速器切削用量及基本工時 15
4.1 工序1 銑φ200外圓右端面（大頭）。 15
4.2 工序2 銑φ50外圓左端面（小頭） 16
4.3 工序3 粗、半精車φ200、φ154、φ150、φ50外圓 17
4.4工序4鉆孔φ40底孔φ39.5,精車φ200、φ154、φ150、φ50外圓,精車最大輪廓φ200前端面 23
4.5 工序5 粗鏜φ50、φ122、φ130孔 28
4.6 工序6 精鏜φ40、φ50、φ122、φ130孔，以端面和φ154外圓定位，選用T740K精鏜床 33
4.7工序7 銑兩凸臺上平面 37
4.8 工序8 鉆φ4孔，選用Z525立式鉆床及專用夾具。 38
4.9 工序9 鉆、鉸兩組φ8、φ22孔，φ8孔倒角。 39
4.10 工序10 鉆孔12×Φ12.5 42
則本工序總切削工時 43
第5章 鉆孔夾具設(shè)計 44
5.1問題的提出 44
5.2定位基準的選擇 44
5.3 定位元件與夾緊元件的選擇 44
5.4切削力與夾緊力的計算 45
5.5鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計 45
5.6夾具精度分析 48
5.7本章小結(jié) 49
第6章 銑小頭端面夾具設(shè)計 50
6.1定位基準的選擇 50
6.2 定位方案和元件設(shè)計 50
6.3 夾緊機構(gòu)的設(shè)計 50
6.4 定位誤差的計算 50
6.5本章小結(jié) 51
總 結(jié) 52
參 考 文 獻 53
致謝 54
第1章 緒論
第1章 緒論
1.1 課題的背景及意義
差速器的作用就是使兩側(cè)車輪轉(zhuǎn)速不同。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時，例如左轉(zhuǎn)彎，彎心在左側(cè)，在相同的時間內(nèi)右側(cè)車輪要比左側(cè)車輪走過的軌跡要長，所以右側(cè)車輪轉(zhuǎn)的要更快一些。要達到這個效果，就得通過差速器來調(diào)節(jié)。差速器由差速器殼、行星齒輪、行星齒輪軸和半軸齒輪等機械零件組成。
發(fā)動機的動力經(jīng)變速器從動軸進入差速器后，直接驅(qū)動差速器殼，再傳遞到行星齒輪，帶動左、右半軸齒輪，進而驅(qū)動車輪，左右半軸的轉(zhuǎn)速之和等于差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍。當(dāng)汽車直線行駛時，行星齒輪，左、右半軸齒輪和驅(qū)動車輪三者轉(zhuǎn)速相同。當(dāng)轉(zhuǎn)彎時，由于汽車受力情況發(fā)生變化，反饋在左右半軸上，進而破壞差速器原有的平衡，這時轉(zhuǎn)速重新分配，導(dǎo)致內(nèi)側(cè)車輪轉(zhuǎn)速減小，外側(cè)車輪轉(zhuǎn)速增加，重新達到平衡狀態(tài)，同時，汽車完成轉(zhuǎn)彎動作。
差速器就是一種將發(fā)動機輸出扭矩一分為二的裝置，允許轉(zhuǎn)向時輸出兩種不同的轉(zhuǎn)速。
差速器有三大功用：把發(fā)動機發(fā)出的動力傳輸?shù)杰囕喩?；充?dāng)汽車主減速齒輪，在動力傳到車輪之前將傳動系的轉(zhuǎn)速減下來；將動力傳到車輪上，同時，允許兩輪以不同的輪速轉(zhuǎn)動。
當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時，車輪以不同的速度旋轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)彎時，每個車輪駛過的距離不相等，即內(nèi)側(cè)車輪比外側(cè)車輪駛過的距離要短。因為車速等于汽車行駛的距離除以通過這段距離所花費的時間，所以行駛距離短的車輪轉(zhuǎn)動的速度就慢。
1.2 差速器的主要分類
1.2.1 開式差速器
開式差速器的結(jié)構(gòu)，是典型的行星齒輪組結(jié)構(gòu)，只不過太陽輪和外齒圈的齒數(shù)是一樣的。在這套行星齒輪組里，主動輪是行星架，被動輪是兩個太陽輪。通過行星齒輪組的傳動特性我們知道，如果行星架作為主動軸，兩個太陽輪的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動方向是不確定的，甚至兩個太陽輪的轉(zhuǎn)動方向是相反的。
車輛直行狀態(tài)下，這種差速器的特性就是，給兩個半軸傳遞的扭矩相同。在一個驅(qū)動輪懸空情況下，如果傳動軸是勻速轉(zhuǎn)動，有附著力的驅(qū)動輪是沒有驅(qū)動力的，如果傳動軸是加速轉(zhuǎn)動，有附著力的驅(qū)動輪的驅(qū)動力等于懸空車輪的角加速度和轉(zhuǎn)動慣量的乘積。
車輛轉(zhuǎn)彎輪胎不打滑的狀態(tài)下，差速器連接的兩個半軸的扭矩方向是相反的，給車輛提供向前驅(qū)動力的，只有內(nèi)側(cè)的車輪，行星架和內(nèi)側(cè)的太陽輪之間由等速傳動變成了減速傳動，駕駛感覺就是彎道加速比直道加速更有力。
開式差速器的優(yōu)點就是在鋪裝路面上轉(zhuǎn)行行駛的效果最好。缺點就是在一個驅(qū)動輪喪失附著力的情況下，另外一個也沒有驅(qū)動力。
開式差速器的適用范圍是所有鋪裝路面行駛的車輛，前橋驅(qū)動和后橋驅(qū)動都可以安裝。
1.2.2 限滑差速器
限滑差速器用于部分彌補開式差速器在越野路面的傳動缺陷，它是在開式差速器的機構(gòu)上加以改進，在差速器殼的邊齒輪之間增加摩擦片，對應(yīng)于行星齒輪組來講，就是在行星架和太陽輪之間增加了摩擦片，增加太陽輪與行星架自由轉(zhuǎn)動的阻力力矩。
限滑差速器提供的附加扭矩，與摩擦片傳遞的動力和兩驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速差有關(guān)。 在開式差速器結(jié)構(gòu)上改進產(chǎn)生的LSD，不能做到100％的限滑，因為限滑系數(shù)越高，車輛的轉(zhuǎn)向特性越差。
LSD具備開式差速器的傳動特性和機械結(jié)構(gòu)。優(yōu)點就是提供一定的限滑力矩，缺點是轉(zhuǎn)向特性變差，摩擦片壽命有限。 LSD的適用范圍是鋪裝路面和輕度越野路面。通常用于后驅(qū)車。前驅(qū)車一般不裝，因為LSD會干涉轉(zhuǎn)向，限滑系數(shù)越大，轉(zhuǎn)向越困難。
1.3 差速器結(jié)構(gòu)
當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，外側(cè)車輪比內(nèi)側(cè)車輪所走過的路程長；汽車在不平路面上直線行駛時。兩側(cè)主輪走過的曲長短也不相等．即伸路面非平直，但由于輪胎制造尺寸誤差，磨損程度不同，承受的載荷不同或充氣壓力不等，各個輪胎的滾動半徑實際上不可能相等，若兩側(cè)車輪都固定在同一剛性轉(zhuǎn)軸上，兩輪角速度相等，則車輪必然出現(xiàn)邊滾動邊滑動的現(xiàn)象。車輪對路面的滑動不僅會加速輪胎磨損，增加汽車的動力消耗，而且可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)向和制動性能的惡化。若主減速器從動齒輪通過一根整軸同時帶動兩側(cè)驅(qū)動輪，則兩側(cè)車輪只能同樣的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。為了保證兩側(cè)驅(qū)動輪處于純滾動狀態(tài)，就必須改用兩根半軸分別連接兩側(cè)車輪，而由主減速器從動齒輪通過差速器分別驅(qū)動兩側(cè)半軸和車輪，使它們可用不同角速度旋轉(zhuǎn)。這種裝在同一驅(qū)動橋兩側(cè)驅(qū)動輪之間的差速器稱為輪間差速器。
1.3論文主要內(nèi)容
本論文的主要內(nèi)容有：對差速器及常用差速器功能、作用及結(jié)構(gòu)作一介紹。主要針對差速器殼體安排合理的加工工藝，在這方面要考慮如下幾個問題：零件的精度、結(jié)構(gòu)工藝性，零件的毛坯及生產(chǎn)綱領(lǐng)、粗精基準的選擇，表面的加工方法，切削用量及工時，設(shè)計專用夾具，如確定定位方式、夾緊方式、夾緊元件、夾緊力，夾具的操作及維護等，貫穿起來，這是一篇集原理、生產(chǎn)、加工、使用合一的論文。
49
第2章 零件的分析
第2章 零件的分析
2.1 零件的作用
題目給定零件是汽車后橋差速器殼（見附件）。差速器的作用就是在向兩邊半軸傳遞動力的同時，允許兩邊半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，滿足兩邊車輪盡可能以純滾動的形式作不等距行駛，減少輪胎與地面的摩擦。普通差速器由行星齒輪、差速器殼（行星輪架）、半軸齒輪等零件組成。發(fā)動機的動力經(jīng)傳動軸進入差速器，直接驅(qū)動差速器殼帶動行星輪軸，再由行星輪帶動左、右兩條半軸，分別驅(qū)動左、右車輪。
圖1.1差速器殼零件圖
2.2 零件的工藝分析
差速器殼的零件可以分四組加工表面，圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求：現(xiàn)分敘如下：
1. 零件上各段外圓表面：
φ200 粗糙度Ra 12.5。
φ154 公差等級 IT7，粗糙度Ra 1.6。
φ50 公差等級 IT6，粗糙度Ra 1.6。
2. 端面：
φ200前后端面，粗糙度Ra3.2
φ50端面，粗糙度Ra 12.5
中心內(nèi)孔φ50臺階面，粗糙度Ra 3.2
3. 內(nèi)圓孔表面：
φ130 公差等級IT7。
φ122 公差等級IT10 ，粗糙度Ra 6.3。
φ50 公差等級IT8，粗糙度Ra 1.6。
φ50 公差等級IT8，粗糙度Ra 1.6。
φ40 公差等級IT11，粗糙度Ra 6.3。
4.凸臺孔系
凸臺上距中心線74.5的平面，粗糙度Ra 6.3
2×φ22H8 公差等級IT8，粗糙度Ra 3.2。
2×φ8H8 公差等級IT8，粗糙度Ra 3.2。
φ4H13 公差等級IT8
12×φ12.5
他們之間的要求：
1.φ200端面及后端面對基準A2-A3的跳動為0.05、0.06，精度等級：8級。
2.φ154、φ122內(nèi)孔對A2-A3基準跳動為0.05，精度等級：8級。
3.兩φ20孔對A2-A3基準位置度為φ0.06，精度等級：8級。
4.φ8H孔對兩φ20孔的位置度為0.1，精度等級：8級。
5.12個φ12.5的孔對A3的位置度為0.2，精度等級：8級。
6.兩φ20孔之間的同軸度要求為0.025，精度等級： 6級。
7.基準A2為孔φ50H8，基準A3為孔φ130H7。
8.φ50外圓對A2-A3基準的跳動為0.03，位置度為φ0.03，精度等級：6級。
由上分析可知，對于這幾組加工表面，可以先加工好端面，內(nèi)外圓表面可以用加工好的端面為基準先加工其中一組，然后借助專用夾具加工另一表面，并且保證它們之間的位置精度要求。
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計
3.1 基準面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。
3.1.1 粗基準的選擇
按照有關(guān)的粗基準選擇原則（保證某重要表面的加工余量均勻時，選該表面為粗基準。若工件每個表面都要求加工，為了保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準，若工件必須保證不加工表面與加工表面之間的尺寸或位置要求，如壁厚均勻，先取不加工表面做粗基準）可以取鑄件的大端作粗基準加工小端面，再以小端面為基準加工大端面，也可以取鑄件的兩個凸臺作為粗基準，先加工好端面和要求不高的φ200外圓。
3.1.2 精基準的選擇
按照有關(guān)的精基準選擇原則（互為基準原則；基準統(tǒng)一原則；可靠方便原則），對于本零件，外圓和內(nèi)圓兩組加工表面相互之間有一定的精度要求，內(nèi)圓粗加工時可以先選擇加工好的端面作為加工基準，再以粗加工好的內(nèi)圓表面為基準粗加工外圓表面，然后以粗加工好外圓表面為基準精加工內(nèi)圓，最后再以基準精加工好的內(nèi)圓精加工外圓。
后面加工零件肩上的行星輪軸孔可以用夾具以大端面為基準銑出兩側(cè)平面，再用專用夾具以端面和平面為基準加工孔。
3.2 毛坯的制造形式
零件材料為QT420-10，球墨鑄鐵中的石墨呈球狀，具有很高的強度，又有良好的塑性和韌性，起綜合性能接近鋼，其鑄性能好，成本低廉，生產(chǎn)方便，工業(yè)中廣泛應(yīng)用。生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批量生產(chǎn)，而且零件輪廓尺寸不大，故可以采用砂型機械造型，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。毛坯圖見附件。
3.3 制訂工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批生產(chǎn)的條件下，考慮采用普通機床配以專用夾具，多用通用刀具，萬能量具。部分采用專用刀具和專一量具。并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
3.3.1. 工藝線路方案一
工序1 鑄造。
工序2 熱處理：正火。
工序3 銑φ200外圓右端面（大頭）。
工序4 銑φ50外圓左端面（小頭）。
工序5 粗、半精車φ200、φ154、φ150、φ50外圓
工序6 精車φ200、φ154、φ150、φ50外圓及端面。
工序7 粗鏜φ40、φ50、φ122、φ130孔。
工序8 精鏜內(nèi)孔φ40、φ122、φ130孔φ50及內(nèi)部端面，倒角。
工序9 銑兩凸臺上平面。
工序10 鉆φ4孔。
工序11 鉆大端法蘭上12個φ12.5孔。
工序12 鉆、鉸兩組φ22、φ8孔，φ8孔倒角。
工序13 去毛刺，檢查。
3.3.2 工藝路線方案二
工序1 鑄造。
工序2 熱處理：退火。
工序3 鉆大端法蘭上12個φ12.5孔。
工序4鉆、鉸兩組φ22、φ8孔，φ8孔倒角。
工序5 鉆φ4孔
工序6 銑兩凸臺上平面。
工序7 粗車、精車φ200及端面，倒角，鉆φ40孔，
工序8 粗鏜φ40、φ50孔及端面、φ122、φ130孔。
工序9 粗、半精車φ50、φ154外圓及端面，車凸臺上φ150外圓。
工序10 精鏜φ50及端面、φ122、φ130孔，倒角。
工序11 精車φ50，φ154外圓及端面，倒角。
工序12 去毛刺，檢查。
3.3.3. 工藝方案的比較與分析
上述兩個方案的特點在于：方案一在銑床上先加工小端面，再以小端面定位加工大端面，方案二是先鉆孔，車端面，然后以孔和大端面定位，加工其它部分。兩相比較起來可以看出，工序一比較分散，適合大批量生產(chǎn)。方案二的加工不是很合理，鉆孔缺少必要的定位，精度誤差都比較大。在大批生產(chǎn)中，綜合考慮，我們選擇工藝路線一。
工序1 鑄造。
工序2 熱處理：正火。
工序3 銑φ200外圓右端面（大頭）。
工序4 銑φ50外圓左端面（小頭）。
工序5 粗、半精車φ200、φ154、φ150、φ50外圓
工序6 精車φ200、φ154、φ150、φ50外圓及端面。
工序7 粗鏜φ40、φ50、φ122、φ130孔。
工序8 精鏜內(nèi)孔φ40、φ122、φ130孔φ50及內(nèi)部端面，倒角。
工序9 銑兩凸臺上平面。
工序10 鉆φ4孔。
工序11 鉆大端法蘭上12個φ12.5孔。
工序12 鉆、鉸兩組φ22、φ8孔，φ8孔倒角。
工序13 去毛刺，檢查。
3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
差速器殼零件材料為QT420-10，硬度為156～197HBS，毛坯質(zhì)量約為2.4kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用砂型機械造型鑄造。查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-5，毛坯鑄造精度等級取9G。
根據(jù)上述材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
3.4.1 外圓表面
(1).φ200
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2—1至2.2—4，加工余量為4mm，尺寸公差為2.8，所以其外圓毛坯名義直徑為φ2081.4mm。
參照《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》2.3—2至2.3—5，確定各工序尺寸及余量為：
毛坯：φ2081.4mm
車：φ200mm 2Z=8mm
(2).φ154
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2—1至2.2—4，加工余量為3mm，尺寸公差為2.5，所以其外圓毛坯名義直徑為φ1601.25mm。參照《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》2.3—2至2.3—5，確定各工序尺寸及余量為：
毛坯：φ1601.25mm
粗車：φ155.6mm 2Z=4.4mm
半精車：φ154.3mm 2Z=1.3mm
精車：φ154mm ? 2Z=0.3mm
(3).φ150
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2—1至2.2—4，加工余量為3mm，尺寸公差為2.5，所以其外圓毛坯名義直徑為φ1561.25mm。參照《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》2.3—2至2.3—5，確定各工序尺寸及余量為：
毛坯：φ1561.25mm
車：φ150mm 2Z=6mm
(4). φ50mm
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2—1至2.2—4，加工余量2.5mm，尺寸公差為2，所以其外圓毛坯名義直徑為φ551mm。參照《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》2.3—2至2.3—5，確定φ50外圓的加工余量
和工序間余量分布見下圖：
圖3.1毛坯余量分布圖
由圖可知：
毛坯名義直徑：50＋2.5×2＝55 mm
毛坯最大直徑：55＋2/2=55 mm
毛坯最小直徑：55-2/2=53 mm
粗車后最大直徑：55-3.5=51.5 mm
粗車后最小直徑：51.5-0.39=51.11 mm
半精車后最大直徑：51.5-1.2=50.3 mm
半精車后最小直徑：50.3-0.062=50.238 mm
精車后尺寸為零件尺寸，即φ50 mm
將上敘計算的工序間尺寸及公差整理成表3.1。
表3.1 加工余量計算表
工序名稱
工序余量（mm）
工序基本尺寸
(mm)
工序尺寸及公差(mm)
精車外圓
0.3
50
φ50
半精車外圓
1.2
50+0.3=50.3
φ50.3
粗車外圓
3.5
50.3+1.2=51.5
φ51.5
毛坯
50+5=55
φ551
3.5 內(nèi)圓表面
(1).φ122mm
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2—1至2.2—4，加工余量3mm，尺寸公差為2.5mm，所以其孔毛坯名義直徑為φ1161.25mm。參照《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》2.3—8至2.3—12，確定各工序尺寸及余量為：
毛坯：φ451mm
粗鏜：φ121.6mm 2Z=5.5mm
半精鏜：φ122mm 2Z=0.4mm
(2).φ130mm
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2—1至2.2—4，加工余量3mm，尺寸公差為2.5，所以其孔毛坯名義直徑為φ1241.25mm。參照《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》2.3—8至2.3—12，確定各工序尺寸及余量為：
毛坯：φ1241.2mm
粗鏜：φ129.5mm 2Z=5.5mm
半精鏜：φ129.9mm 2Z=0.4mm
精鏜：φ130mm 2Z=0.1mm
(3).φ40mm
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2—1至2.2—4，加工余量2.5mm，尺寸公差為2mm，所以其孔毛坯名義直徑為φ351mm。參照《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》2.3—8至2.3—12，確定各工序尺寸及余量為：
毛坯：φ351mm
鉆孔：φ39.5mm 2Z=4.5mm
鏜： φ40mm 2Z=0.5mm
(4).φ50mm
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2—1至2.2—4，加工余量2.5mm，尺寸公差為2mm，所以其孔毛坯名義直徑為φ451mm。參照《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》2.3—8至2.3—12，確定各工序尺寸及余量為：
毛坯：φ451mm
粗鏜：φ49.6mm 2Z=4.5mm
半精鏜：φ49.9mm 2Z=0.4mm
精鏜：φ50mm 2Z=0.1mm
3.4.3 端面
(1). φ50小頭端面
銑前：157mm
粗銑：153mm Z=4mm
(2).內(nèi)臺階孔φ50
車前： 135.5mm
粗鏜：134.5mm Z=1mm
半精鏜：133.5mm Z=1mm
(3).φ200前端面
毛坯： 160mm
粗銑：157mm Z=3mm
(4).φ200后端面
車前：11mm
粗銑：9mm Z=2mm
半精銑：8 mm Z=1mm
3.4.4 凸臺
凸臺上平面：
銑前：距中心線75
銑后：距中心線74.5， Z=0.5mm
3.4.5 孔類
(1).φ4H13、12×φ12.5 孔
一次鉆好即可。
(2).2×φ8H8孔
鉆：φ7.8孔 2Z=7.8mm
鉸：φ8 2Z=0.2mm
(3).2×φ22H8孔
鉆：φ20 2Z=20mm
擴鉆：φ21.8 2Z=1.8mm
鉸：φ22 2Z=0.2mm
第4章 確定差速器切削用量及基本工時
第4章 確定差速器切削用量及基本工時
4.1 工序1 銑φ200外圓右端面（大頭）。
1、加工條件
工件材料：QT420-10，鑄造
加工要求：銑φ200外圓右端面（大頭）。
2、 計算切削用量
⑴銑φ200外圓右端面（大頭）。
機床：X62W型臥式銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-74
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-81,
切削工時
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.23min
4.2 工序2 銑φ50外圓左端面（小頭）
(1).加工條件
工件材料：QT420-10，鑄造。
加工要求：銑φ50外圓左端面（小頭），粗糙度要求。
機床：X62W臥式萬能銑床
選擇刀具：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.2，選擇YG6的硬質(zhì)合金端銑刀。
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.1，，
銑刀直徑選取。
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.16，選擇，。
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.2，由于灰鑄鐵硬度，故銑刀的幾何形狀取、、、、、、
(2)計算切削用量
1）決定銑削深度
由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)完成，則。
2）決定每齒進給量
采用不對稱銑削以提高進給量。
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5，當(dāng)使用YG6時，銑床功率為（《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-38），，但因采用不對稱銑削，故可以取。
3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損限度為，由于銑刀直徑，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.8查得刀具壽命。
4）決定切削速度和每分鐘進給量
切削速度可以根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.27中的公式計算，也可以根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.16查得：、、
各修正系數(shù)為
所以：
根據(jù)X62W型銑刀說明書，《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-39與4.2-40，選擇、。
因此，實際切削速度與每齒進給量為：
5）校驗機床功率
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.24，當(dāng)，，
，，，，近似為。
根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-38，機床主軸允許功率為
故,因此所選擇的切削用量可以采用。即，，，，。
4.3 工序3 粗、半精車φ200、φ154、φ150、φ50外圓
(1).車φ200外圓
1）切削深度：余量Z=4mm，分兩次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—13
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.9～1.3(mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=1.02mm/r
3）計算切削速度
查《工藝師手冊》表27-12：
V=k
==33.4(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===51.4r/min
按照機床說明書，取n=50r/min
所以實際切削速度：
V= n= =32.67m/min
5）檢驗機床功率：
主切削力 查《工藝師手冊》 表2-14
F=Cafvk ………………………………4.6
式中C=900 ,x=1.0 , y=0.85 , n=0，
k=0.89 k=1.0， k=0.89
代入公式得
F=
=2729(N)
切削時消耗功率：
P===1.48（KW）
CA6140機床電機功率為7.5KW, 所以機床功率足夠。
6）檢驗機床進給系統(tǒng)強度：已知主切削力為徑向切削力F
參考《工藝師手冊》
F=Cafvk ………………………………4.7
其中C=530, x=0.90, y=0.75, n=0
查表27—16《機械工藝師手冊》
k=0.89,
代入得：
F=530×3.35×1.02×1×0.89
=1416(N)
軸向切削力（走刀力）：查表2-17《機械工藝師手冊》
F=Cafvk ………………………………4.8
其中 C=450, x=1.0, y=0.4 , n=0 , k=0.89
軸向切削力：
F=450×3.35×1.02×1×0.89
=1351(N)
取機床導(dǎo)軌與床鞍摩擦系數(shù)u=0.1,則切削力在縱向進給方向?qū)C床的作用力：
F= F+u（F+ F）
=1765(N)
查機床說明書，機床最大縱向力為3530N,故機床進給系統(tǒng)可以正常工作。
7）切削工時：
刀具行程L==14+2+2+2=45 (mm)
=×2=0.78(min)
(2) 車φ150外圓，粗、半精車φ154外圓及端面
1).加工條件
工件材料：QT420-10，鑄造
加工要求：車大頭φ200外圓及端面，倒角。Ra 6.3。
機床：CA6140臥式車床。
刀具：刀片材料YG6，刀稈尺寸25×25mm，k=90°,a=5°。
2) 計算切削用量
(1).車φ150外圓
1）切削深度：余量Z=3mm，分兩次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—13
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.9～1.3(mm/r),查機床說明書，加工表面不連續(xù)，取f=0.81mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=35.9(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===73.2 (r/min)
按照機床說明書，取n=80 r/min
所以實際切削速度：
V= n=80 =39.1(m/min)
5）切削工時
刀具行程L==78+0+2=80 mm
=2=2.46 (min)
(2).粗車φ154外圓
1）切削深度：余量Z=2.2mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—13
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.9～1.3(mm/r),查機床說明書，取f=1.02mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=33.1(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===65(r/min)
按照機床說明書，取n=63 r/min
所以實際切削速度：
V= n=63 =31.6(m/min)
5）切削工時
刀具行程L==16+0+2=18 mm
==0.28(min)
(3).半精車φ154外圓
1）切削深度：余量Z=0.65mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—14
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.55～0.7(mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=0.61mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=48.9(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===101 (r/min)
按照機床說明書，取n=100 r/min
所以實際切削速度：
V= n=100 =48.3(m/min)
5）切削工時
刀具行程L==16+0+2=18 mm
==0.295(min)
(4).粗車φ200前端面（與φ154部位）
1）切削深度：余量Z=2mm，可一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—13
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.9～1.3(mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=1.02mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=33.6(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===53.5 (r/min)
按照機床說明書，取n=50 r/min
所以實際切削速度：
V= n=50 =31.4(m/min)
5）切削工時
刀具行程L==++2+3=15 (mm)
==0.294 (min)
4.4工序4鉆孔φ40底孔φ39.5,精車φ200、φ154、φ150、φ50外圓,精車最大輪廓φ200前端面
(1) 加工條件
工件材料：QT420-10，鑄造
加工要求：鉆φ40孔，粗、半精車φ50、φ154外圓及端面，車φ150外圓。
機床：C6140臥式車床。
刀具：鉆孔φ39.5錐柄高速鋼麻花鉆加鉆套，車刀刀片材料YG6，刀稈尺寸25×25mm，k=90°,a=5°。
(2) 計算切削用量
1)鉆φ40鑄造孔至φ39.5
a切削深度：考慮拔摸斜度，余量2Z=8mm，鉆削一次。
2）進給量：手動進給。
查《工藝師手冊》表28-32,V=18.7m/min
3）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===148(r/min)
按照機床說明書，取n=160r/min。
所以實際切削速度：
V= n=160=21.7(m/min)
⑶粗車φ50外圓
1）切削深度：余量Z=1.75mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—13
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.9～1.3(mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=1.02mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=36.5(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===211 (r/min)
按照機床說明書，取n=200 r/min
所以實際切削速度：
V= n=200 =31.4(m/min)
5）切削工時
刀具行程L==20++3=23 (mm)
==0.112 (min)
⑷粗車φ50臺階面
1）切削深度：余量Z=2mm，可一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—13
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.9～1.3(mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=1.02mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=33.4(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===171 (r/min)
按照機床說明書，取n=160 r/min
所以實際切削速度：
V= n=160 =31.1(m/min)
5）切削工時
刀具行程L==++2+3=15 (mm)
==0.073 (min)
⑸半精車φ50外圓
1）切削深度：余量Z=0.65mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—14
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.55～0.7(mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=0.61mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=48.9(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===302 (r/min)
按照機床說明書，取n=320 r/min
所以實際切削速度：
V= n=320 =51.7(m/min)
5）切削工時
刀具行程L==20++3=23 mm
==0.117 (min)
⑴精車φ50外圓
1）切削深度：余量Z=0.15mm，一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—14
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.15～0.25(mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=0.2mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=95.1(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===605 (r/min)
按照機床說明書，取n=560 r/min
所以實際切削速度：
V= n=560 =87.9（m/min）
5）切削工時
刀具行程L==20++3=23 (mm)
==0.205 (min)
⑶精車φ154外圓
1）切削深度：余量Z=0.15mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—14
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.15～0.25(mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=0.2mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=95.1(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===196 (r/min)
按照機床說明書，取n=200 r/min
所以實際切削速度：
V= n=200 =96.7(m/min)
5）切削工時
刀具行程L==16+0+2=18 (mm)
==0.45(min)_
⑷ 精車最大輪廓φ200前端面
1）切削深度：余量Z=1mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—14
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0.25～0.4(mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=0.3mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=65(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===132 (r/min)
按照機床說明書，取n=125 r/min
所以實際切削速度：
V= n=125 =60.5(m/min)
5）切削工時
刀具行程=+0+3=24 (mm)
==0.64 (min)
4.5 工序5 粗鏜φ50、φ122、φ130孔
1.粗鏜φ130孔
1）切削深度：余量Z=2.75mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3-15
f=0.15～0.4(mm/r),查機床說明書，現(xiàn)取f=0.41mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=46.6(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===119(r/min)
按照機床說明書，取n=125r/min
所以實際切削速度：
V= n= 125 =48.7(m/min)
5）檢驗機床功率：
主切削力 查《工藝師手冊》 表2-14
F=Cafvk==1526(N)
切削時消耗功率：
P===1.24（KW）
CA6140機床電機功率為7.5KW, 所以機床功率足夠。
6）檢驗機床進給系統(tǒng)強度：已知主切削力為徑向切削力F
參考《工藝師手冊》
F=Cafvk
=530×2.75×0.41×1×0.89
=676(N)
軸向切削力（走刀力）：查表2-17《機械工藝師手冊》
F=Cafvk
=450×2.75×0.41×1×0.89
=763(N)
取機床導(dǎo)軌與床鞍摩擦系數(shù)u=0.1,則切削力在縱向進給方向?qū)C床的作用力：
F= F+u（F+ F）
=904(N)
查機床說明書，機床最大縱向力為3530N,故機床進給系統(tǒng)可以正常工作。
7）切削工時:
刀具行程L==8+2+3=13 (mm)
==0.26(min)
4.粗鏜φ122孔
1）切削深度：余量Z=2.8mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3-15，
f=0.15～.04mm/r,此處為非連續(xù)表面，查機床說明書，現(xiàn)取f=0.3mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k ………………………………4.9
取T=60min,C=158,x=0.15,y=0.40,m=0.2
查《工藝師手冊》表27-17
k=0.85, k=0.6, k=1.2, k=0.89, k=1.0,
k=0.85×0.6×1.2×0.89×1.0=0.54
V==52.1(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===143(r/min)
按照機床說明書，取n=125r/min。
所以實際切削速度：
V= n=125=45.5(m/min)
5）切削工時:
刀具行程L==50+3+3=56 (mm)
==1.49(min)
5.粗鏜φ50孔
1）切削深度：余量Z=2.3mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3-15，
f=0.15～0.4mm/r,查機床說明書，現(xiàn)取f=0.3mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=40.1(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===284(r/min)
按照機床說明書，取n=250r/min。
所以實際切削速度：
V= n=250=35.3(m/min)
5）切削工時:
刀具行程L==19+2+3=22 mm
==0.29(min)
6.粗鏜φ50孔端面
1）切削深度：余量Z=2mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3-15，
f=0.15～0.4mm/r,查機床說明書，現(xiàn)取f=0.3mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=54.8(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===212(r/min)
按照機床說明書，取n=200r/min。
所以實際切削速度：
V= n=200=51.5 (m/min)
5）切削工時:
刀具行程L==++2+3=21 (mm)
==0.35 (min)
6.半精鏜φ50孔端面
1）切削深度：余量Z=1mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3-15，
f=0.15～0.4mm/r,查機床說明書，現(xiàn)取f=0.3mm/r
3）計算切削速度 查《工藝師手冊》表27-12
V=k
=
=60.6(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===245(r/min)
按照機床說明書，取n=250r/min。
所以實際切削速度：
V= n=250=61.4(m/min)
5）切削工時:
刀具行程L==++2+3=21 (mm)
==0.028 (min)
4.6 工序6 精鏜φ40、φ50、φ122、φ130孔，以端面和φ154外圓定位，選用T740K精鏜床
5.5.6.1 加工條件
工件材料：QT420-10
加工要求：精鏜φ50、φ122、φ130孔。
機床：T740K金剛鏜床
刀具：金剛石鏜刀
5.5.6.2 計算切削用量
⑴.半精鏜φ130孔
1）切削深度：余量Z=0.2mm，可以一次切除。
2）進給量：查有關(guān)資料
f=0.01～0.14(mm/r), 進給無級變速，取f=0.08mm/r
3）計算切削速度 查有關(guān)資料,V=150～500 m/min,取V=200m/min
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===489 (r/min)
T740K金剛鏜床為無級變速，取n=489 (r/min)
5）切削工時
刀具行程L=其中：=8+2+3=13 mm
==0.332 (min)
⑵.半精鏜φ122孔
1）切削深度：余量Z=0.25mm，可以一次切除。
2）進給量：查有關(guān)資料
f=0.01～0.14(mm/r), 進給無級變速，現(xiàn)取f=0.08mm/r
3）計算切削速度 ，查有關(guān)資料：
V=150～500 m/min
取V=200m/min
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===521 (r/min)
T740K金剛鏜床為無級變速，取n=521 r/min
5）切削工時
刀具行程L==51+2+3=56 mm
==1.34(min)
⑶.半精鏜φ50孔
1）切削深度：余量Z=0.2mm，可以一次切除。
2）進給量：查有關(guān)資料
f=0.01～0.14(mm/r), 進給無級變速，取f=0.08mm/r
3）計算切削速度,取V=200m/min。
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
n===1170 (r/min)
T740K金剛鏜床為無級變速，取n=1170 r/min
5）切削工時
刀具行程L==19+2+3=22 mm
==0.235 (min)
⑵精鏜內(nèi)臺階孔φ50
1）切削深度：余量Z=1mm，可以一次切除。
2）進給量：查《機械制造工藝設(shè)計手冊》表3—14
車刀 刀桿尺寸：25×25mm
f=0