1、i太原理工大学阳泉学院毕 业 设 计 说 明 书毕业生姓名 ：专业 ：机械设计制造及其制动化学号 ：指导教师所属系（部） ： 机械电子工程系二一四年五月ii太原理工大学阳泉学院毕业设计评阅书题目：BJ2020 差速器壳体的机械加工工艺及工装设计 机电系 机械设计制造及其自动化 专业 姓名 设计时间：2014 年 3 月 31 日2014 年 6 月 1 日评阅意见：成绩：指导教师： （签字） 职 务： 2014 年 月 日iii太原理工大学阳泉学院毕业设计答辩记录卡机电 系 机械设计制造及其制动化 专业 姓名 答 辩 内 容问 题 摘 要 评 议 情 况记录员： （签名）成 绩 评 定指导教师
2、评定成绩 答辩组评定成绩 综合成绩注：评定成绩为 100 分制，指导教师为 30%，答辩组为 70%。 专业答辩组组长： （签名）2014 年 月 日i摘 要 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。本文主要是介绍了差速器外壳的加工工艺及加工中所需要的专用钻床夹具的设计。首先对零件进行了工艺性分析
3、了解各加工面所需要打到的加工精度，确定各个加工面的加工余量。制定合理的能够满足加工需要的工艺方案。为了保证零件的加工精度需要进行基准面的选择和对零件的定位，并遵循一定基本原则，并进行定位误差的分析。加工中还涉及到各种加床夹具的设计。本文主要介绍的是镗床专用工艺方案的设计，主要有夹具的定位，零件与零件的连接、夹具体与机床的连接和误差分析。关键词：加工工艺；工艺方案；夹具。全套图纸加 153893706iiiiiAbstractThe main differential is the driving car parts. Differential role is to transmit power
4、 to the axle on both sides at the same time, allowing both sides of the axle rotating at different speeds to meet the both sides of the wheel as far as possible in the form of pure rolling road of no offset, reducing the friction between tire and ground. By the ordinary differential gear, differenti
5、al case (planetary gear frame), side gears and other parts. The power of the engine drive shaft into the differential, direct-drive planetary drive axle differential case, then the planetary wheel drive left, right, two axle, respectively, drive left and right wheels. This article is to introduce a
6、differential case processing technology and processing needs of drilling machine in the fixture design. First of all parts of the process of analysis needed to understand the processing of surface machining accuracy to hit, to determine the allowance of each machined surface. To develop a reasonable
7、 process to meet the processing needs of the program. To ensure the machining accuracy is required datum selection and positioning of parts, and follow certain basic principles, and the positioning error analysis. Processing also involves a variety of extra fixture design. This paper describes the d
8、esign of special fixture boring, there are fixture positioning, parts and components of the connection, the connection with the machine specific folder and error analysis. Keywords:differential case processing；the processing of the program；fixture.iv目 录摘 要 iAbstractii1. 绪论 11.1 课题的背景及意义 11.2 差速器的主要分
9、类 11.3 差速器结构 21.4 论文主要内容 .22. 零件的工艺分析及生产类型 42.1 零件的作用 42.2 零件的工艺分析 42.3 零件的生产类型 .53. 毛坯工艺过程设计 63.1 毛坯材料的选择 .63.2 铸造方法的选择 .63.3 毛坯铸造工艺分析 .73.4 确定毛坯分型方案 .83.5 确定毛坯尺寸 .83.6 确定毛坯的热处理方式 .103.7 设计毛坯图 .104. 选择加工方法，制定加工工艺路线 114.1 基准面的选择 .114.2 零件表面加工方法的选择 .114.3 制定加工工艺路线 .125. 工序设计 165.1 选择加工设备与工艺装备 .165.2
10、确定工序尺寸 .236. 确定切削用量及基本工时 276.1 工序切削用量及基本时间的确定 .276.2 工序切削用量及基本时间的确定 .376.3 工序切削用量及基本时间的确定 .416.4 工序切削用量及基本时间的确定 .446.5 工序切削用量及基本时间的确定 .476.6 工序切削用量及基本时间的确定 .516.7 工序切削用量及基本时间的确定 .526.8 工序切削用量及基本时间的确定 .526.9 工序切削用量及基本时间的确定 .557. 钻法兰孔夹具设计 607.1 问题的提出 607.2 夹具设计 608. 钻凸台孔夹具设计 628.1 问题的提出 628.2 定位基准的选择
11、628.3 切削力与夹紧力的计算 62v8.4 钻套、衬套、钻模板及夹具体设计 628.5 夹具精度分析 65结束语 .66外文文献 .67High-speed machining and demand for the development .67Machining fixture locating and clamping position optimization using genetic algorithms 72中文翻译 .78高速切削加工的发展及需求 .78采用遗传算法优化加工夹具定位和加紧位置 .82参考文献 .87致 谢 .88太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书11. 绪论
12、1.1 课题的背景及意义差速器的作用就是使两侧车轮转速不同。当汽车转弯时，例如左转弯，弯心在左侧，在相同的时间内右侧车轮要比左侧车轮走过的轨迹要长，所以右侧车轮转的要更快一些。要达到这个效果，就得通过差速器来调节。差速器由差速器壳、行星齿轮、行星齿轮轴和半轴齿轮等机械零件组成。发动机的动力经变速器从动轴进入差速器后，直接驱动差速器壳，再传递到行星齿轮，带动左、右半轴齿轮，进而驱动车轮，左右半轴的转速之和等于差速器壳转速的两倍。当汽车直线行驶时，行星齿轮，左、右半轴齿轮和驱动车轮三者转速相同。当转弯时，由于汽车受力情况发生变化，反馈在左右半轴上，进而破坏差速器原有的平衡，这时转速重新分配，导致内
13、侧车轮转速减小，外侧车轮转速增加，重新达到平衡状态，同时，汽车完成转弯动作。差速器就是一种将发动机输出扭矩一分为二的装置，允许转向时输出两种不同的转速。差速器有三大功用：把发动机发出的动力传输到车轮上；充当汽车主减速齿轮，在动力传到车轮之前将传动系的转速减下来；将动力传到车轮上，同时，允许两轮以不同的轮速转动。当汽车转向时，车轮以不同的速度旋转。在转弯时，每个车轮驶过的距离不相等，即内侧车轮比外侧车轮驶过的距离要短。因为车速等于汽车行驶的距离除以通过这段距离所花费的时间，所以行驶距离短的车轮转动的速度就慢。1.2 差速器的主要分类1.2.1 开式差速器 开式差速器的结构，是典型的行星齿轮组结构
14、，只不过太阳轮和外齿圈的齿数是一样的。在这套行星齿轮组里，主动轮是行星架，被动轮是两个太阳轮。通过行星齿轮组的传动特性我们知道，如果行星架作为主动轴，两个太阳轮的转速和转动方向是不确定的，甚至两个太阳轮的转动方向是相反的。 车辆直行状态下，这种差速器的特性就是，给两个半轴传递的扭矩相同。在一个驱太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书2动轮悬空情况下，如果传动轴是匀速转动，有附着力的驱动轮是没有驱动力的，如果传动轴是加速转动，有附着力的驱动轮的驱动力等于悬空车轮的角加速度和转动惯量的乘积。 车辆转弯轮胎不打滑的状态下，差速器连接的两个半轴的扭矩方向是相反的，给车辆提供向前驱动力的，只有内侧的车轮，
15、行星架和内侧的太阳轮之间由等速传动变成了减速传动，驾驶感觉就是弯道加速比直道加速更有力。 开式差速器的优点就是在铺装路面上转行行驶的效果最好。缺点就是在一个驱动轮丧失附着力的情况下，另外一个也没有驱动力。 开式差速器的适用范围是所有铺装路面行驶的车辆，前桥驱动和后桥驱动都可以安装。 1.2.2 限滑差速器 限滑差速器用于部分弥补开式差速器在越野路面的传动缺陷，它是在开式差速器的机构上加以改进，在差速器壳的边齿轮之间增加摩擦片，对应于行星齿轮组来讲，就是在行星架和太阳轮之间增加了摩擦片，增加太阳轮与行星架自由转动的阻力力矩。 限滑差速器提供的附加扭矩，与摩擦片传递的动力和两驱动轮的转速差有关。
16、在开式差速器结构上改进产生的 LSD，不能做到 100的限滑，因为限滑系数越高，车辆的转向特性越差。 LSD 具备开式差速器的传动特性和机械结构。优点就是提供一定的限滑力矩，缺点是转向特性变差，摩擦片寿命有限。LSD 的适用范围是铺装路面和轻度越野路面。通常用于后驱车。前驱车一般不装，因为 LSD 会干涉转向，限滑系数越大，转向越困难。 1.3 差速器结构当汽车转弯行驶时，外侧车轮比内侧车轮所走过的路程长；汽车在不平路面上直线行驶时。两侧主轮走过的曲长短也不相等即伸路面非平直，但由于轮胎制造尺寸误差，磨损程度不同，承受的载荷不同或充气压力不等，各个轮胎的滚动半径实际上不可能相等，若两侧车轮都固
17、定在同一刚性转轴上，两轮角速度相等，则车轮必然出现边滚动边滑动的现象。车轮对路面的滑动不仅会加速轮胎磨损，增加汽车的动力消耗，而且可能导致转向和制动性能的恶化。若主减速器从动齿轮通过一根整轴同时带动两侧驱动轮，则两侧车轮只能同样的转速转动。为了保证两侧驱动轮处于纯滚动状态，就必须改用两根半轴分别连接两侧车轮，而由主减速器从动齿轮通过差速器分别驱动两侧半轴和车轮，使它们可用不同角速度旋转。这种装在同一驱动桥两侧驱动轮之间的差速器称为轮间差太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书3速器。1.4 论文主要内容本论文的主要内容有：对差速器及常用差速器功能、作用及结构作一介绍。主要针对差速器壳体安排合理的加
18、工工艺，在这方面要考虑如下几个问题：零件的精度、结构工艺性，零件的毛坯及生产纲领、粗精基准的选择，表面的加工方法，切削用量及工时，设计专用夹具，如确定定位方式、夹紧方式、夹紧元件、夹紧力，夹具的操作及维护等，贯穿起来，这是一篇集原理、生产、加工、使用合一的论文。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书42. 零件的工艺分析及生产类型2.1 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。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
19、） 、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。2.2 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：零件上各段外圆表面：50 公差等级 IT6，粗糙度 Ra 1.6，018.2154 公差等级 IT7，粗糙度 Ra 1.6，4.200 粗糙度 Ra 12.5，150 粗糙度 Ra 6.3。内圆孔表面：40 公差等级 IT11，粗糙度 Ra 6.3，16.050 公差等级 IT8，粗糙度 Ra 1.6，39.122 公差等级 IT10 ，粗糙度 Ra 6.3，016
20、.130 公差等级 IT7。4.端面：50 端面，粗糙度 Ra 12.5，50 台阶面，粗糙度 Ra 6.3，039.200 前端面，粗糙度 Ra6.3，太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书5200 后端面，粗糙度 Ra3.2。凸台孔系凸台上距中心线 74.5 的平面，粗糙度 Ra 6.3。05.222H8 公差等级 IT8，粗糙度 Ra 3.2，28H8 公差等级 IT8，粗糙度 Ra 3.2，4H13 公差等级 IT13，1212.5。他们之间的要求：基准 A1 为 50k6 外圆柱面的基准轴线，基准 A2 为孔 50H8 的基准轴线，基准 A3 为孔 130H7 的基准轴线；基准 B1、
21、B2 分别为 22 上下孔的中心线，基准表B3、B4 分别是上下凸台平面，基准 C 为 200 端面。50 外圆柱面对 A2-A3 基准轴线的径向跳动为 0.03，50 外圆柱面的轴线对A2-A3 基准轴线的位置度为 0.03，精度等级：6 级；154、122 内孔表面对 A2-A3 基准轴线的径向圆跳动为 0.05，精度分别为等级：7、10 级。两 22 孔之间轴线的同轴度要求为 0.025，精度等级： 8 级。200 端面及后端面对基准 A2-A3 的轴向圆跳动为 0.05、0.06，精度等级：8 级；50 外圆后端面对基准 A2-A3 的轴向圆跳动为 0.03。两 20 孔对 A2-A3
22、 基准位置度为 0.06，精度等级：8 级。8H 孔轴线对两 20 孔的位置度为 0.1，精度等级： 8 级。12 个 12.5 孔的轴线对基准面 C 和 A3 的位置度为 0.2，精度等级：8 级。82 凸台表面对 A2 基准轴线的垂直度为 0.04。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。2.3 零件的生产类型由于年产纲领为 5000 件，查机械加工工艺师手册表 1.4-8（各种生产类型的生产纲领及工艺特点） ，可知，生产类型属于中批生产的水平。零件是差速器壳体，质量
23、约为 2.4kg，属轻型零件，生产类型为中批生产。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书63. 毛坯工艺过程设计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。3.1 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、生产纲领及工作环境，零件材料应具备主要的机械性能指标，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。差速器起着支撑、联结、传递扭矩的作用，因而对强度、塑性、韧性要求较高。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球墨铸铁。球墨铸铁中的
24、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，减磨性、切削性和低的缺口敏感型，其生产工艺简单，成本低廉，QT420-10 具有较高的韧性、塑性，在低温下具有较低的韧-脆性转化，其主要性能如下：最低抗拉强度：b=412Mpa.最低屈服强度：s=265Mpa.最低延伸率：=10%.冲击韧度：a k=294KJ/m2技术条件;GB1348-783.2 铸造方法的选择合理的选择铸造方法主要考虑如下因素：零件生产纲领的大小：零件生产批量较大时，应采用精度与生产率都比较高的毛坯制造方法，以便减少材料消耗和机械加工费用，当零件产量较小时，应选用精度和生产率较低的毛坯制造方法
25、，如自由锻造件和手工造型铸件。零件材料及对材料组织和性能的要求：铸铁、青铜、铝等材料具有较好的可铸造性，可用于铸件，但可塑性较差，不宜作锻件。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书7零件的结构形状及外形尺寸：铸件毛坯的形状可以相当复杂，尺寸可以相当大，且吸振性能较好，但铸件的机械性能较低，一般壳体零件的毛坯多用铸件。现有生产条件：选择毛坯时，还要考虑毛坯制造的实际水平、生产能力、设备情况及外协的可能性和经济性。由于年产纲领为 5000 件，生产类型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。3.3 毛坯铸造工艺分析砂型铸造是传
26、统的铸造方法，它适用于各种形状、大小、批量及各种合金铸件的生产。机器造型可大大提高劳动生产率，改善劳动条件，铸件尺寸精度、表面光洁，加工余量小。尽管机器造型需要的设备、模板、专用沙箱以及厂房等投资大，但在大批量生产中铸件的成本任能显著降低。应当看到，随着模板的结构不断改进和制造成本降低：现在上百件批量的铸件已经开始采用机器来造型，因此机器造型的使用范围日益扩大。机器造型是将紧砂和起模等重要工序实现了机械化。为了适应不同形状、尺寸和不同批量铸件生产的需要，造型机的种类繁多，紧砂和起模方法也有所不同。其中，选择最普通的以压缩空气驱动的振压式造型机造型。由于机器造型不能紧实中箱，故不能进行三箱造型。
27、同时机器造型也应尽力避免活块，因为取出活块费时，使造型机的生产率大为降低。为此，工艺方案选择两箱造型。3.3.1.浇注位置的选择浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的空间位置。铸件的浇注位置正确与否对铸件质量影响很大，是制定铸造方案时必须优先考虑的。铸件圆周表面要求较高，应进行立铸，以便于补缩；为了避免浇不到或冷隔，应将面积较大的部分置于铸件的下部或使其垂直位置；而且铸件 154 的台阶面的精度比200 端面要求高，应将 200 端面朝上，作为浇注面。3.3.2 铸型分型面的选择铸型分型面是指铸型组元件的接合面。铸型分型面的选择正确与否是铸造工艺合理性的关键之一。如果选择不当，不仅影响铸件质量，而
28、且还会是制模、造型、造芯、合型或清理工作等工序复杂化，甚至还可增加机械加工工作量。因此，分型面的选择应能再保证铸件质量的前提下，尽量简化工艺，节省人力物力。分型面的选择原则如下：应尽量使用分型面平直、数量少；应避免不必要的型芯和活块，以简化造型工艺；应尽量使铸件全部或大部分分置于下箱。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书8上述诸原则，对于具体铸件来说多难以全面满足，有时甚至相互矛盾。因此，必须抓住主要矛盾、全面考虑，至于次要矛盾，则应从工艺措施上设法解决。质量要求很高的铸件如（机床床身、立柱、钳工平板、造纸烘缸等） ，应在满足浇注位置要求的前提下考虑造型工艺的简化。对于没有特殊质量要求的一般铸
29、件，则以简化工艺、提高经济效益为主要依据，不必过多的考虑铸件的浇注位置。对于机床立柱、曲轴等圆周面质量要求很高又需沿轴线分型的铸件，在批量生产中有时采用“平作立浇”法，此时，采用专用砂箱，先按轴线分型来造型、下芯，合型之后，将铸型翻转 90，竖立后进行浇注。综上所述，选择 200 大端面或壳体的回转中心线作为分型面。3.3.3 确定型芯的制作方法在成批、大量生产中多用机器来造芯，此时，除可采用振击、压实等紧砂方法外，最常用的是射芯机。射砂紧实是将填砂和紧砂两个工序一并完成，故生产率很高，它不仅用于造芯，也开始用于造型。射芯机芯有如下三种：普通造芯：用普通的芯盒（木质或金属） ，射入普通砂芯（多
30、为油砂或合脂砂） ，射芯后从芯盒内取出型芯，随之将其放入炉内烘干硬化。随着树脂砂的发展，这种制芯方法逐步被取代。热芯盒造芯：使芯盒在 200300保温，由于射入的芯砂为呋喃树脂砂，属于热固材料，故型芯在芯盒内经 60s 左右即可硬化。与传统的造芯方法相比，热芯盒造芯省去了放置型芯骨和烘干工序，生产率高，型芯尺寸精确、表面光洁、强度大，适合于制造汽车、拖拉机铸件上的各种复杂型芯。冷芯盒造芯：采用常温的芯盒，射芯后通以气雾硬化剂，使特制的树脂砂通过化学反应迅速硬化。这种造芯方法采用专门的射芯机，所制出的型芯尺寸精确，生产率高，是一种很有发展前途的造芯方法。综上取热芯盒造芯即可。3.4 确定毛坯分型
31、方案方案 沿壳体的回转中心线分型，即采用分开模造型。热心盒造芯型方法，缺点是降低圆周表面和内孔的表面质量，铸件若产生错型将影响将影响铸件的精度，但在单件，小批量生产条件下，铸件的尺寸偏差在一定范围内用划线来矫正。方案 沿 200 端面分型，铸件全部位于下箱，热心盒造芯型方法，克服了方案的缺点，能够保证圆周表面的质量，其 200 端面为加工基准面，因采用整模造型使加工面于基准面在同一砂箱内，铸件精度高，是大批量、中批量生产时的合理方案。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书9可以看出，方案的优点多于方案，而且符合中批量生产的要求。3.5 确定毛坯尺寸差速器壳零件材料为 QT420-10，硬度为 1
32、56197HBS，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。铸件的尺寸公差(GB6414-86) 代号“CT”分为 16 级，铸件机械加工余量（GB/T11351-89） ，铸件加工余量等级代号“MA” AJ9 级。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 CT 取 9,MA 取 G。3.5.1 确定铸件机械加工余量、毛坯尺寸及公差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、尺寸公差及毛坯尺寸如下：外圆表面查机械制造工艺设计简明手册表 2.21 至 2.24，确定各外圆表面的机械加工余量和尺寸公差50mm 机械加工余量 2.5mm，尺
33、寸公差为 2，外圆毛坯名义直径为55 1mm。200mm 机械加工余量为 4mm，尺寸公差为 2.8，外圆毛坯名义直径为208 1.4mm。154mm 机械加工余量为 3mm，尺寸公差为 2.5，外圆毛坯名义直径为160 1.25mm。150mm 机械加工余量为 3mm，尺寸公差为 2.5，外圆毛坯名义直径为156 1.25mm。内圆表面、孔查机械制造工艺设计简明手册表 2.21 至 2.24，确定各内圆表面及孔的机械加工余量和尺寸公差130mm 机械加工余量 3mm，尺寸公差为 2.5，孔毛坯名义直径为124 1.25mm。50mm 机械加工余量 2.5mm，尺寸公差为 2mm，孔毛坯名义直
34、径为45 1mm。122mm 机械加工余量 3mm，尺寸公差为 2.5mm，内圆毛坯名义直径为116 1.25mm。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书1040mm 机械加工余量 2.5mm，尺寸公差为 1.8mm，孔毛坯名义直径为35 0.9mm。端面查机械制造工艺设计简明手册表 2.21 至 2.24，确定各端面的机械加工余量和尺寸公差200 前端面、50 端面机械加工余量单边 3.5mm，那么两端面总余量为 7mm。考虑法兰盘的厚度另一边的单边加工余量为 3mm，为了保持尺寸一致取整。200 前端面机械加工余量为3mm，50 端面机械加工余量单边 4mm,端面毛坯名义尺寸为 160。20
35、0 后端面 机械加工余量为 3mm，法兰厚度毛坯名义尺寸为 14mm。3.5.2 确定铸造孔的最小尺寸在铸造工艺上为制造方便，一般当铸造孔径小于一般铸造孔的最小尺寸时可不铸出，零件上的孔如难以机械加工，最小孔径也可放宽到表中特殊情况数值。查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-6，砂型及壳型铸造的一般最小孔径为30mm，特殊最小孔径为 8mm10mm。由于该壳体没有难以加工的孔，所以22、8、4 的孔均可不铸出。3.5.3 确定铸造壁的最小厚度查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-7，各种铸造方法铸件的最小壁厚，可知，铸件表面积大于 1600cm2 以上,铸造壁的最小厚度为 7mm,而壳体的最小
36、壁厚为 8mm，故能铸出。3.5.4 确定铸造斜度对于砂型及硬型铸件常选用 3，压铸件常选用 1302。待加工表面的斜度数值可以大一些，非加工表面的斜度数值可适当减小。一般参照机械制造工艺设计简明手册表 2.2-8 选取。为便于模具制造及造型，各面斜度数值应尽量一致。故取各面斜度数值为 3。3.5.5 确定圆角半径各种铸造方法的铸造圆角计算公式及所允许的最小半径数值查机械制造工艺设计简明手册2.2-9。算出数值后，应选取与其接近的机械制造业常用的标准尺（GB2822-81） 。为便于制造，应取统一值。对于砂型及金属铸件一般统一用 R3 或 R5，对压铸件用R1 或 R2。太原理工大学阳泉学院-
37、毕业设计说明书113.6 确定毛坯的热处理方式多数球铁件铸后要进行热处理，以保证应有的力学性能。这是由于铸态的球墨铸铁多为珠光体和铁素体的混合基体，有时还有自由渗碳体，形状复杂件还存在残余内应力。常用的处理方法有正火和退火，退火可获得铁素体基体，正火可获得珠光基体。由于车削片状珠光体时容易磨损刀具，所以选择退火。常用去应力退火：主要用于部分铸件、锻件及焊接件，故选择去应力退火进行热处理。3.7 设计毛坯图 (见图纸)4. 选择加工方法，制定加工工艺路线4.1 基准面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要作之一，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
38、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。4.1.1 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 200 外圆。4.1.2 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
39、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。4.2 零件表面加工方法的选择本零件的加工面有外圆、内孔、端面、平面等，材料为 QT420-10。以公差等级和表太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书12面粗糙度要求，查阅工艺手册中零件表面加工方法、加工经济精度与表面粗糙度相关内容，其加工方法选择如下：零件上各段外圆表面：50 公差等级
40、IT6，粗糙度 Ra 1.6，需要进行粗车、半精车和精车。018.2154 公差等级 IT7，粗糙度 Ra 1.6，需要进行粗车、半精车和精车。4.200 粗糙度 Ra 12.5，未注公差尺寸，根据 GB1800-79 规定其公差等级按IT13，粗车即可。150 粗糙度 Ra 6.3，未注公差尺寸，根据 GB1800-79 规定其公差等级按IT13，粗车即可。内圆孔表面：40 公差等级 IT11，粗糙度 Ra 6.3，毛坯孔已铸出，为未淬火铸件，加工3.017方法采取粗镗（扩孔）即可，因为切削中刀具的长度增加会影响刀具的刚度降低加工精度故采用先钻孔后扩孔，而且能够更好的保证精度要求。50 公差
41、等级 IT8，粗糙度 Ra 1.6，毛坯孔已铸出，为未淬火铸件，加工039.方法可采取粗镗、半精镗之后用精镗、拉孔都能满足加工要求。由于拉孔适用于大批量生产，估本壳体宜采用粗镗、半精镗和精镗。122 公差等级 IT10 ，粗糙度 Ra 6.3，毛坯孔已铸出，加工方法可采取粗016.镗、半精镗。130 公差等级 IT7，毛坯孔已铸出，为未淬火铸件，因为粗糙度没有要求，04.加工方法可采取粗镗、半精镗、精镗。端面：50 端面 粗糙度 Ra 12.5，端面为回转面粗车即可。50 孔台阶面 粗糙度 Ra 6.3，由于端面为回转面而且到台阶面没有公差要求，所以选择粗镗即可。50 后端面 粗糙度 Ra1.
42、6，由于端面为回转面而且到台阶面有公差要求，所以选择粗车、半精车。200 前端面 粗糙度 Ra6.3，端面为回转面粗车即可。200 后端面 粗糙度 Ra3.2，端面为回转面粗车、半精车。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书13凸台孔系凸台上距中心线 74.5 的平面，粗糙度 Ra 6.3,粗铣后半精铣。05.222H8 小孔 公差等级 IT8，粗糙度 Ra 3.2，钻后扩孔然后铰孔。28H8 小孔 公差等级 IT8，粗糙度 Ra 3.2，钻后铰即可。4H13 小孔 公差等级 IT13，钻削即可。1212.5 小孔 钻削即可。4.3 制定加工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、
43、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。4.3.1 工艺线路方案一工序 铸造。工序 热处理：正火。工序 铣两端面。工序 粗、半精车 50、150、154 外圆，车 200 外圆。工序 粗镗 40、50、122、130 孔。工序 精镗 50 及端面、40、122、130 孔，倒角。工序 精车 50，154 外圆及端面，倒角。工序 铣两凸台上平面。工序 钻 4 孔。工序 钻、绞两组 22、
44、8 孔，8 孔倒角。工序 钻大端法兰上 12 个 12.5 孔。工序 去毛刺，检查。4.3.2 工艺路线方案二工序 铸造。工序 热处理：退火。工序 粗车、精车 200 及端面，倒角，钻 40 孔，粗镗 40、50 孔及端面、122、130 孔。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书14工序 粗、半精车 50、154 外圆及端面，车凸台上 150 外圆。工序 精镗 50 及端面、122、130 孔，倒角。工序 精车 154 外圆及端面、50 外圆及台阶端面，倒角。工序 铣两凸台上平面。工序 钻 4 孔。工序 钻、绞两组 22、8 孔，8 孔倒角。工序 钻大端法兰上 12 个 12.5 孔。工序 去
45、毛刺，检查。 4.3.2 工艺路线方案三工序 铸造。工序 热处理：退火。工序 钻大端法兰上 12 个 12.5 孔。工序 钻、铰两组 22、8 孔，8 孔倒角。工序 钻 4 孔。工序 铣两凸台上平面。工序 粗车、精车 200 及端面，倒角，钻 40 孔。工序 粗镗 40、50 孔及端面、122、130 孔。工序 粗、半精车 50、154 外圆及端面，车凸台上 150 外圆。工序 精镗 50 及端面、122、130 孔，倒角。工序 精车 50，154 外圆及端面，倒角。工序 去毛刺，检查。 4.3.3. 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
46、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。方案三是先钻孔，车端面，然后以孔和大端面定位，加工其它部分。三者相比较起来可以看出，方案一的工序一比较分散，适合大批量生产。方案二的装夹次数要少于两者者，精度更高，对工人的技术水平要求低一些。方案三的加工不是很合理，钻孔缺少必要的定位，精度误差都比较大。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，工序中在车床上钻 40 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。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书15工序中粗、半精车 50
47、、154 外圆及端面，车凸台上 150 外圆一次装夹不便，改为分开两头加工两道工序。工序钻铰两组孔定位后为了方便夹紧可用工序法兰上12.5 的孔通过螺钉连接夹紧，因此将两道工序互换即可。最后的加工工艺路线确定如下：工序 铸造。工序 热处理：退火。工序 车 200 及端面，倒角，粗镗 50 及端面、122、130 孔。以两凸台侧面为粗基准，选用 CA6140 卧式车床及专用夹具。工序 钻（扩）40 孔，粗、半精车 50 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 车 150 外圆，粗、半精车 154 外圆及端面，倒角。以加工好的端面和外圆定位，选用
48、CA6140 卧式车床及专用夹具。工序 半精 40、50、122、130 孔，精镗 50、130 孔，以端面和 154外圆定位，选用 T740K 金刚镗床及专用夹具。工序 精车 50、154 外圆及端面，倒角。以加工好的 50 外圆、130 孔定位，选用 CA6140 卧式车床及专用夹具。工序 铣两凸台上平面。以加工好的 50、130 孔定位，选用 X53K 立式铣床及专用夹具。工序 钻 4 孔。以 50 孔和端面定位，选用 Z525 立式钻床及专用夹具。工序 钻大端法兰上 12 个 12.5 孔。以 130 孔及端面定位，选用 Z3025 摇臂钻床及专用夹具。工序 钻、绞两组 22、8 孔，8 孔倒角。以 50、130 孔和端面定位，选用 Z525 立式钻床及专用夹具。工序 去毛刺，检查。以上工艺过程详见附表“机械加工工艺过程卡片” 。太原理
