差速器壳的加工工艺设计及夹具设计（全套含CAD图纸）
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差速器
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购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 学 毕业设计论文 差速器壳的加工工艺设计 及夹具设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 要 差速器壳零件加工工艺及钻床夹具设计 是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量； 然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词： 工艺 ， 工序 ， 切削用量 ， 夹紧 ， 定位 ， 误差 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 of In of on to of to of of of of is to of of as of of to in 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 V 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 录 摘 要 . . 录 . 1 章 绪论 . 1 课题的研究内容和意义 . 1 内外的发展概况 . 2 课题 应达到的要求 . 3 第 2 章 零件的分析 . 4 件的形状 . 4 件的工艺分析 . 4 第 3 章 工艺规程设计 . 5 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 定毛坯的制造形式 . 5 面的选择 . 6 定工艺路线 . 6 艺路线方案一 . 6 艺路线方案二 . 7 艺方案的比较与分析 . 7 择加工设备和工艺装备 . 8 床选用 . 8 择刀具 . 8 择量具 . 8 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 9 定切削用量及基本工时 . 10 第 4 章 钻 . 16 床夹具的概述 . 16 具的夹紧装置和定位装置 . 16 具的导向 . 18 削力及夹紧力的计算 . 18 孔与工件之间的切屑间隙 . 21 模板 . 21 位误差的分析 . 22 套、衬套、钻模板设计与选用 . 23 定夹具体结构和总体结构 . 24 具设计及操作的简要说明 . 25 结 论 . 26 参考文献 . 27 致 谢 . 28 1 第 1 章 绪论 课题的研究内容 和 意义 工装工艺及夹具毕业设计是对所学专业课知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。 机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原材料和毛坯的供应，进行机床调整，专用工艺装备的设计与制造，编制生产 作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。 机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定生产产品的进度计划和相应的调度计划，并能做到各工序科学地衔接，使生产均衡、顺利，实现优质、高产和低消耗。 机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。机械加工工艺过程卡片，是说明零件加工工艺过程的工艺文件。在单件、小批量生产中，以机械加工工艺过程卡片指导生产，过程卡的各个项目编制较为详细。机械加工工序卡片是为每个工序详细制定的，用于直接指导工人进行生产，多用于大批量生产的零件和 成批生产中的重要零件。 在机械行业中，如何去保证工件的高精度、加工的成本等实质性问题，一直是从事于机械行业人员研究的问题，其中在设计夹具的时候就要考虑以上问题，高效的夹具是工件高精度的保证，如何让夹具更高效、更经济，这是行业人急需要解决的。 随着社会的发展，科技的不断提高，各种高科技技术逐渐渗透到各个行业，如何利用这些高科技为人类服务，如何充分利用这些高科技在机械行业中，这还需要机械行业人员不断的努力，开拓创新。 随着科学技术的发展，和社会市场需要，夹具的设计在逐步的超向柔性制造系统方向发展。迄今为止 ,夹具 仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具之一 ,刀具本身已高度标准化 ,用户只需要按品种、规格选用采购。而模具和夹具则和产品息息相关 ,产品一有变化就需重新制作 ,通常是属于专用性质的工具 ,模具已发展成为独立的行业 ;夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。 组合夹具不仅具有标准化、 2 模块化、组合化等当代先进设计思想 ,又符合节约资源的原则 ,更适合绿色制造的环境保护原理。所以是今后夹具技术的一个重要发展方向单位 。 机床夹具通常是指装夹工件用的装置 :至于装夹各种刀具用的装置 ,则一般称为“辅助工具”。辅助工具 有时也广义地包括在机床夹具的范围内。按照机床夹具的应用范围 ,一般可分为通用夹具 ,专用夹具和可调整式夹具等。 通过这次毕业设计，对自己所学的理论知识进行一次综合运用，也是对四年的学习深度的一个检验。在这次设计过程中，充分挖掘自己分析问题，解决问题的潜力。并希望通过毕业设计能养成一种严谨，认真的态度，为以后参加工作打下一个良好的基础。 内外的发展概况 工装的全称是工艺装备，工装是指加工机床外而需保证零件加工质量的工艺装备，是制造过程中所用的各种工具的总称。它是各企业内除生产设备和工具外的为配合生产设备 和人完成工艺制作要求的部分，大多工装都是针对各自产品特点的。机械加工过程中用来固定和定位要加工的零件或毛坯件的装置，即工装的主要作用有：固定，定位，防止变形。 夹具属于工装，工装包含夹具，属于从属关系。不仅仅是焊装用，在机加工方面也有用，许多时候，需要装配几个部件并保证其定位准确的时候就需要。设计工装夹具要紧扣产品，因为工装夹具是专门为某些产品特定的，要保证生产时无干涉现象、定位准确、操作工操作便捷等。简单的说，就是用于工件装夹的工具。 夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的 结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。 由于现代加工的高速发展，对传统的夹具提出了较高要求，如快速、高效、安全等。要想达到这样的生产要求，就必须计算加工工序零件在加工过程中由于切削力、重力、惯性力等所产生的切削 力及切削力矩，按照夹具设计中所确定的夹紧方式进行夹紧力的计算，为了减小夹具的具体尺寸，就需要增大夹具的定位区间，增大由夹紧力而产生的摩擦力矩、正压力及由此而产生的摩擦力，以达到夹具小巧而精用的目的。同时为了减少工人的劳动强度，提高工件装夹效率，还需要对夹具的夹紧机构的行程进行设计，以 3 期以最短的夹紧行程，达到最佳的夹紧效果。 课题应 达到的要求 通过实际调研和采集相应的设计数据、阅读相关资料相结合，对差速器壳的基本结构及作用有个大致的了解，在此基础上，经过对金属切削加工、金属切削机床、机械设计与理论等 相关知识充分掌握后，分析差速器壳的加工工艺，确定差速器壳各加工表面的加工方法，进而形成差速器壳的机械加工工艺路线。并能根据差速器壳的加工工序要求，分析差速器壳的定位方式、金属切削加工过程中的机床工作台驱动、工件夹紧等方面的相关数据，结合机械机构设计的相关理论知识，完成工件的有效定位及夹紧，从而使整个差速器壳的加工工艺路线经济，工件定位方案合理，来达到产品的最优化设计。 针对实际使用过程中存在的金属加工工艺文件编制、工件夹紧及工艺参数确定及计算问题，综合所学的机械理论设计与方法、机械加工工艺文件编制及实施等方 面的知识，设计出一套适合于实际的差速器壳加工工艺路线，从而实现适合于现代加工制造业、夹紧装置的优化设计。 为提高 钻 床夹具在机床上安装的稳固性，减轻其断续切削可能引起的振动，夹具体不仅要有足够的刚度和强度，其高度和宽度比也应恰当，一般有 H/B1降低夹具重心，使工件加工表面尽量靠近工作台面。 4 第 2 章 零件的分析 题目给的零件是 差速器壳 零件，来改变或保持 汽车 行驶或倒退方向的一系列装置称为汽车转向系统 (汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要，因此汽车转向系统的零件都称为保安件。汽车转向系统和 制动系统 都是汽车安全必须要重视的两个系统。主要作用是 起固定转向器各个零部件的作用。 零件 的实际形状如上图所示， 从零件图上看，该 零件是典型的零件，结构比较简单 。具体尺寸，公差如下图所示 。 图 2速器壳工件图 由零件图可知，其材料为 材料为 有较高强度，耐磨性，耐热 5 性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。 差速器壳零件主要加工表面为： 面粗糙度 为 3.2 m 。 面粗糙度 3.2 m 。 面粗糙度 3.2 m 。 差速器壳共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下： 差速器壳壳的工艺有 2组加工面的分别为 1：以端面 ,外圆为基准的加工面，这组加工面包括粗车 50 和 58 外圆，钻 36孔，粗车上端 50和 90外圆端面，钻 36 孔，钻 602：一个是以 20 孔及端为基准的加工面，这组加工面主要是钻 8，精车 50 和 58 外圆，钻 36 孔，粗车上端 50 和 90 外圆端面，钻 36 孔，钻 20 第 3 章 工艺规程设计 本差速器壳假设年产量为 10 万台，每台车床需要该零件 1 个，备品率为 19%，废品率为 每日工作班次为 2班。 该零件材料为 考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铝铸造。依据设计要求 Q=100000 件 /年， n=1件 /台；结合生产实际，备品率和 废品率分别取19%和 入公式得该工件的生产纲领 N=2+ )（ 1+ )=238595 件 /年 定毛坯的制造形式 6 零件材料为 铸件的特点是液态成形，其主要优点是适应性强，即适用于不同重量、不同壁厚的铸件，也适用于不同的金属，还特别适应制造形状复杂的铸件。考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用铸件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用砂型铸造，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。 面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以 使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择，对像差速器壳这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果外圆的端面做基准，则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称，按照有关粗基准的选择原则 (即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准 )。 对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基 准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。 定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度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成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，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。 艺路线方案一 10 铸造 铸造 20 时效 时效 30 车 粗车右端 50 和 56 外圆， 96 端面 40 车 掉头，粗车左端 50 外圆， 166 端面 50 车 精车右端 50 和 56 外圆， 96 端面 7 60 车 精车左端 50 外圆， 166 端面 70 钻 钻扩铰 36 80 钻 钻 60 90 钻 钻 8 100 钻 钻扩铰 20 110 钳 去毛刺 120 检 检验 130 入库 入库 艺路线方案二 10 铸造 铸造 20 时效 时效 30 车 粗车右端 50 和 56 外圆， 96 端面 40 车 掉头，粗车左端 50 外圆， 166 端面 50 钻 钻扩铰 36 60 钻 钻 60 70 钻 钻 8 80 钻 钻扩铰 20 90 车 精车右端 50 和 56 外圆， 96 端面 100 车 精车左端 50 外圆， 166 端面 110 钳 去毛刺 120 检 检验 130 入库 入库 艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一的定位和装夹等都比较方便，但是要更换多台设备，加工过程比较繁琐，而且在加工过程中位置精度不易保证。方案二减少了装夹次数，但是要及时更换刀具，因为有些工序在车床上也可以加工，镗、钻孔等等。因此综合两个工艺方案，取优弃劣，具体工艺过程如下： 10 铸 造 铸造 20 时效 时效 8 30 车 粗车右端 50 和 56 外圆， 96 端面 40 车 掉头，粗车左端 50 外圆， 166 端面 50 车 精车右端 50 和 56 外圆， 96 端面 60 车 精车左端 50 外圆， 166 端面 70 钻 钻扩铰 36 80 钻 钻 60 90 钻 钻 8 100 钻 钻扩铰 20 110 钳 去毛刺 120 检 检验 130 入库 入库 择加工设备和工艺装备 床选用 镗和精车、精镗。各工序的工步数不 多，成批量生产，故选用车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的 考根据机械制造设计工工艺简明手册表 用 择刀具 一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用 硬质合金车刀，它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性 ,可选用可转位车刀 ( 考机械加 工工艺手册（主编 孟少农），第二卷表 择量具 本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。 9 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “差速器壳” 零件材料为 查机械加工工艺手册（以后简称工艺手册），表 种铸铁的性能比较， 硬度 143 269，表 物理性能 ， 度 =3，计算零件毛坯的重量约为 2 表 3械加工车间的生产性质 生产类别 同类零件的年产量 件 重型 （零件重 2000 中型 （零件重1002000 轻型 （零件重 120250 、侧面 底 面 铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 定切削用量及基本工时 切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深度、进给量，再确定切削速 度。现根据切削用量简明手册（第三版，艾兴、肖诗纲编， 1993 年机械工业出版社出版）确定本零件各工序的切削用量所选用的表格均加以 *号，与机械制造设计工工艺简明手册的表区别。 车右端 50和 56外圆， 96 端面 1) 切削深度 单边余量为 Z=2 2) 进给量 根据 机械制造工艺简明手册 取 f=r 3) 计算切削速度 其中： 342, m= 修正系数 见机械制造工艺学 表 即 所以 11 60342 9m/) 确定机床主轴转速 1000 89x 488r/ 488r/00r/选取 500r/ 所以实际切削速度 1000= 5 8 5 0 0 9 3 1 . 0 6 / m i x m 5) 切削工时计算， i ;其中 l=151l =4 2l =0 i= 19500 车左端 50外圆， 166 端面 1) 切削深度 单边余量为 Z=2 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=r 3) 计算切削速度 其中： 342, m=正系数 切削手册表 所以 60342 9m/) 确定机床主轴转速 x 753r/ 753r/50r/选取 750r/ 12 所以实际切削速度 1000= m 41000 75050 5) 切削工时， i ;其中 l=251l =4 2l =0 i=车右端 50和 56外圆， 96 端面 1) 切削深度 单边余量 Z=2 2) 进给量 根据 机械制造工艺简明手册 取 f=r 3) 计算切削速度 其中： 342, m=正系数 见机械制造工艺学 表 即 所以 60342 9m/) 确定机床主轴转速 1000 89 393r/ 393r/为 400r/ 选取 400r/ 所以 实际切削速度 1000= 7 2 4 0 0 9 0 . 4 3 2 / m i m 5) 切削工时计算， i ;其中 l=151l =4 2l =0 13 i= 19400 车左端 50外圆， 166端面 1) 切削深度 单边余量为 Z= 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=r 3) 计算切削速度 其中： 342, m= 所以 60342 6m/) 确定机床主轴转速 50 961000 585r/ 585r/00r/选取 600r/ 所以实际切削速度 1000= m 410 00 60 050 m 5)切削工时，按工艺手册表 i ;其中 l=251l =4 2l =0 i=0 机床： 刀具：根据机械加工工艺手册表 10 7 1)进给量 取 f=r 2)切削速度 V=2434m/取 V=30m/)确定机床主轴转速 14 10 301000 955r/ 955r/000r/选取 1000r/ 所以实际切削速度 1000= 00010 m 5) 切削工时，按工艺手册表 i ;其中 l=101l =4 2l =32x（ ） =2x（410 ） = 机床： 刀具：根据机械加工工艺手册表 10 )进给量 取 f=r 2)切削速度 V=2434m/取 V=30m/)确定机床主轴转速 01000 936r/以实际切削速度 1000= 00010 m 5) 切削工时，按工艺手册表 i ;其中 l=101l =4 2l =32x（ ） =2x（410 ） =0 机床： 15 刀具：根据机械加工工艺手册表 10 20 1)进给量 取 f=r 2)切削速度 V=2434m/取 V=30m/)确定机床主轴转速 20 301000 477r/ 477r/00r/选取 500r/ 所以实际切削速度 1000= m i n/ 0 0 5 0 020 m 5) 切削工时，按工艺手册表 i ;其中 l=101l =4 2l =32x（ ） =2x（410 ） = 16 第 4 章 钻 8夹具设计 床夹具的概述 机床夹具设计在深孔钻床设计中占有重要的地位。它 的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度。本夹具主要是用来钻沿 70 圆周方向性四等分平均分四个 个需要加工的孔的位置尺寸用夹具和机床就能直接保证。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何保证垂直度要求的前题下，降低劳动强度，提高劳动生产率。为了很好利用工厂实际设备和提高生产率，设计专用夹具进行加工。 具的夹紧装置和定位装置 夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。 夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中 所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。 一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。 考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。 螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种 夹紧机构。 螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。 典型的螺旋夹紧机构的特点： （ 1）结构简单； （ 2）扩力比大； （ 3）自琐性能好； （ 4）行程不受限制； （ 5）夹紧动作慢。 夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置 ， 在此套夹具中 ， 中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧 ， 通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心 17 作用。 工件通过定位销的 定位限制了绕 通过螺栓夹紧移动压板 ， 实现对工件的夹紧 。 并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板 ， 通过精确的圆弧定位 ， 实现定心 。 此套移动压板制作简单 ， 便于手动调整 。 通过松紧螺栓实现压板的前后移动 ， 以达到压紧的目的 。 压紧的同时 ， 实现工件的定心 ， 使其定位基准的对称中心在规定位置上 。 定位方案有 2种： （ 1）必须明确其加工时应如图所示，这样水平放置，便于加工。那么要使其完全定位，可以采用 :一面加固定定位块和滑动定位块定位，这样既简单又方便。一底面 限制的自由度有 3个，一个固定定位块限制两个自由度 ，一个滑动定位块限制限制一个自由度， 为使定位可靠，加工稳定，我所设计的定位方案，总共限制了工件的全部 6个自由度，属于完全定位。 （ 2） 在该定位方案中， 一 个支撑 面 顶住，限制 了 个移动自由度。 一个心轴 限制了 y 轴的移动 ， x 轴的移动 ， 一个定位块 限制了 这样 6个自由度全部被限制 根据上面叙述选择方案 2。 图 具定位方案 18 在这次夹具设计中，定位是采用一根心轴和一个手柄压块来定位水平方向的。在垂直方向，用定位块来定位。当被加工零件放到夹具体同心圆环上后，用定位插销把 夹具上的钻模板和零件通过先加工的孔进行定位，把压板压紧，之后取出定位插销。 具的导向 在钻床上加工孔时 ， 大都采用导向元件或导向装置 ， 用以引导刀具进入正确的加工位置 ， 并在加工过程中防止或减少由于切削力等因素引起的偏移 ， 提高刀具的刚性 ， 从而保证零件上孔的精度 ， 在钻床上加工的过程中 ， 导向装置保证同轴各孔的同轴度、各孔孔距精度、各轴线间的平行度等 ， 因此 ， 导向装置如同定位元件一样，对于保证工件的加工精度有这十分重要的作用 。 导向元件包括刀杆的导向部分和导向套。 在这套钻床夹具上用的导向套是钻套 。 钻套按其结 构可分为固定钻套 ， 可换钻套 ， 快换钻套及特殊钻套。 因此套钻夹具加工量不大 ， 磨损较小，孔距离精度要求较高 ， 则选用固定钻套 。 如图 直接压入钻模板或夹具体的孔中 。 图 套 钻模板与固定钻套外圆一般采用 H7/ 且必须有很高的耐磨性 ， 材料选择20淬火 相同的 ， 为了防止定位销与模板之间的磨损 ， 在模板定位孔之间套上两个固定衬套 。 选取的标准件代号为 12*18 材料仍选取 淬火 公差采用 H7/ 削力及夹紧力的计算 刀具： 钻头 则轴向力：见工艺师手册表 =CF z 中： 420， f=( 90200()190 19 F=420 1 . 0 0 . 81 0 . 2 0 . 3 5 1 . 0 7 2 1 2 3 ( )N 转矩 T=CT Z 式中 : = . 0 0 . 81 0 . 2 0 . 3 5 1 . 0 7 1 7 . 3 4 ( ) 功率 01 7 . 3 4 1 6 . 9 5 0 . 7 2 63 0 3 0 1 0 . 2 在计算切削力时 ,必须考虑安全系数 ,安全系数 K=2 4 式中 基本安全系数， 加工性质系数， 刀具钝化系数 , 断续切削系数 , F/ =( 钻削时 T= M 切向方向所受力 : 671065 取 1.0f 4416 )( 所以 ,时工件不会转动 ,故本夹具可安全工作。 根据工件受力 切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即： 安全系数 ： ： 6543210 20 式中：60全系数，查参考文献 5表 121 可得： 1 . 2 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 3 1 . 0 1 . 0 1 . 5 6 1 . 2 1 . 2 1 . 0 5 1 . 2 1 . 3 1 . 0 1 . 0 2 . 3 6 1 . 2 1 . 2 1 . 0 1 . 2 1 . 3 1 . 0 1 . 0 2 . 2 5 所以有： 1 1 9 3 . 0 8 ( )K C F N 7 6 6 . 3 7 ( )K P F N 1 3 5 9 . 9 0 ( )K f F N 该孔的设计基准为中心轴，故以回转面做定位基准，实现“基准重合”原则； 参考文献，因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力 间的关系 向力： F 夹 N） 扭距： 计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数321 由资料机床夹具设计手册查表 721 可得： 切削力公式：（ 式中 查表 821 得： 9 0( )(实际所需夹紧力：由 参考文献 16机床夹具设计手册表 1121 得： 安全系数 式（ ： 6543210 式中：60 参考文献 16机床夹具设计手册表 121 可得： K 所以 )( 5 8 0 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用螺旋夹紧机构。 21 孔与工件之间的切屑间隙 钻套的类型和特点 : 1、固定钻套：钻套直接压入钻模板或夹具体的孔中，钻模板或夹具体的 学院 机械加工工序卡片 产品型号 差速器壳 零件图号 产品名称 差速器壳 零件名称 差速器壳 共 10 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 30 车 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 专用 夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 2 2 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 粗车右端 50 和 56 外圆， 96 端面 专用夹具， 刀，游标卡尺 165 3 1 15 10 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准 化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 学院 机械加工工序卡片 产品型号 差速器壳 零件图号 产品名称 差速器壳 零件名称 差速器壳 共 10 页 第 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 40 车 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 专用 夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 2 2 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 掉头， 粗车左端 50 外圆， 166 端面 专用夹具， 刀，游标卡尺 165 3 1 15 10 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 学院 机械加工工序卡片 产品型号 差速器壳 零件图号 产品名称 差速器壳 零件名 称 差速器壳 共 10 页 第 3 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 50 车 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 专用 夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 2 2 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 精车右端 50 和 56 外圆， 96 端面 专用夹具， 刀，游标卡尺 267 2 1 15 10 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 学院 机械加工工序卡片 产品型号 差速器壳 零件图号 产品名称 差速器壳 零件名称 差速器壳 共 10 页 第 4 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 60 车 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 车床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 专用 夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 2 2 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 精 车左端 50 外圆， 166 端面 专用夹具， 刀，游标卡尺 267 2 1 15 10 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 学院 机械加工工序卡片 产品型号 差速器壳 零件图号 产品名称 差速器壳 零件名称 差速器壳 共 10 页 第 5 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 70 钻扩铰 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻 床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 专用 夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 2 2 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 钻 扩铰 36 专用夹具，麻花钻，扩孔 钻，铰刀，游标卡尺 560 1 15 10 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 学院 机械加工工序卡片 产品型号 差速器壳 零件图号 产品名称 差速器壳 零件名称 差速器壳 共 10 页 第 6 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 80 钻 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻 床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 专用 夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 2 2 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 钻 60 专用夹具，麻花钻，扩孔 钻，铰刀，游标卡尺 560 1 15 10 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核 （日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 学院 机械加工工序卡片 产品型号 差速器壳 零件图号 产品名称 差速器壳 零件名称 差速器壳 共 10 页 第 7 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 90 钻 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻 床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 专用 夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 2 2 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 钻 8 专用夹具，麻花钻，扩孔 钻 ，铰刀，游标卡尺 165 3 1 15 10 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 学院 机械加工工序卡片 产品型号 差速器壳 零件图号 产品名称 差速器壳 零件 名称 差速器壳 共 10 页 第 8 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 机加工 100 钻扩铰 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻 床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 1 专用 夹具 普通乳化液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 2 2 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给次数 工步工时 /s r/m/s mm/r 动 辅助 1 钻扩铰 20 专用夹具，麻花钻，扩孔 钻，铰刀，游标卡尺 165 3 1 15 10 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加工工艺过程卡片 产品型号 件图号 产品名称 差速器 零件名称 差速器壳 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 坯 种 类 铸造 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每 台 件 数 备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 10 铸造 铸造 铸造 20 时效 时效 铸造 30 车 粗车右端 50 和 56 外圆， 96 端面 机加工 二 用夹具， 刀，游标卡尺 40 车 掉头， 粗车左端 50 外圆， 166 端面 机加工 二 用夹具， 刀，游标卡尺 50 车 精车右端 50 和 56 外圆， 96 端面 机加工 二 用夹具， 刀，游标卡尺 60 车 精 车左端 50 外圆， 166 端面 机加工 二 用夹具， 刀，游标卡尺 70 钻 钻 扩铰 36 机加工 二 用夹具 ，麻花钻，扩孔钻，铰刀，游标卡尺 80 钻 钻 60 机加工 二 用夹具，麻花钻，扩孔钻，铰刀，游标卡尺 90 钻 钻 8 机加工 二 用夹具，麻花钻，扩孔钻，铰刀，游标卡尺 100 钻 钻扩铰 20 机加工 二 用夹具，麻花钻，扩孔钻，铰刀，游标卡尺 110 钳 去毛刺 120 检 检验 130 入库 入库 设 计 （日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 学 毕业设计论文 差速器 壳 的加工工艺设计 及夹具设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 要 差速器壳零件加工工艺及钻床夹具设计 是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量 ；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词： 工艺 ， 工序 ， 切削用量 ， 夹紧 ， 定位 ， 误差 of In of on to of to of of of of is to of of as of of to in 录 摘 要 . . 录 . 1 章 绪论 . 1 课题的研究内容和意义 . 1 内外的发展概况 . 2 课题应达到的要求 . 3 第 2 章 零件的分析 . 4 件的形状 . 4 件的工艺分析 . 4 第 3 章 工艺规程设计 . 5 定毛坯的制造形式 . 6 面的选择 . 6 定工艺路线 . 6 艺路线方案一 . 6 艺路线方案二 . 7 艺方案的比较与分析 . 7 择加工设备和工艺装备 . 8 床选用 . 8 择刀具 . 8 择量具 . 8 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 9 定切削用量及 基本工时 . 10 第 4 章 钻 . 16 床夹具的概述 . 16 具的夹紧装置和定位装置 . 16 具的导向 . 18 V 削力及夹紧力的计算 . 18 孔与工件之间的切屑间隙 . 21 模板 . 21 位误差的分析 . 22 套、衬套、钻模板设计与选用 . 23 定夹具体结构和总体结构 . 24 具设计及操作的简要说明 . 25 结 论 . 26 参考文献 . 27 致 谢 . 28 1 第 1 章 绪论 课题的研究内容 和 意义 工装工艺及夹具毕业设计是对所学专业课知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产 发展的重要工艺措施之一。 机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原材料和毛坯的供应，进行机床调整，专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。 机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定生产产品的进度计划和相应的调度计划，并能做到各工序科学地衔接，使生产均衡、顺利，实现优质、高产和低消耗。 机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。机械加工工艺过程卡片，是说明零件加工工艺过程的工艺文件。在单件、小批量生产中，以机 械加工工艺过程卡片指导生产，过程卡的各个项目编制较为详细。机械加工工序卡片是为每个工序详细制定的，用于直接指导工人进行生产，多用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。 在机械行业中，如何去保证工件的高精度、加工的成本等实质性问题，一直是从事于机械行业人员研究的问题，其中在设计夹具的时候就要考虑以上问题，高效的夹具是工件高精度的保证，如何让夹具更高效、更经济，这是行业人急需要解决的。 随着社会的发展，科技的不断提高，各种高科技技术逐渐渗透到各个行业，如何利用这些高科技为人类服务，如何充分利用这些高科技在机 械行业中，这还需要机械行业人员不断的努力，开拓创新。 随着科学技术的发展，和社会市场需要，夹具的设计在逐步的超向柔性制造系统方向发展。迄今为止 ,夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具之一 ,刀具本身已高度标准化 ,用户只需要按品种、规格选用采购。而模具和夹具则和产品息息相关 ,产品一有变化就需重新制作 ,通常是属于专用性质的工具 ,模具已发展成为独立的行业 ;夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。 组合夹具不仅具有标准化、 2 模块化、组合化等当代先进设计思想 ,又符合节约资源的原则 ,更适合绿色制造的环境 保护原理。所以是今后夹具技术的一个重要发展方向单位 。 机床夹具通常是指装夹工件用的装置 :至于装夹各种刀具用的装置 ,则一般称为“辅助工具”。辅助工具有时也广义地包括在机床夹具的范围内。按照机床夹具的应用范围 ,一般可分为通用夹具 ,专用夹具和可调整式夹具等。 通过这次毕业设计，对自己所学的理论知识进行一次综合运用，也是对四年的学习深度的一个检验。在这次设计过程中，充分挖掘自己分析问题，解决问题的潜力。并希望通过毕业设计能养成一种严谨，认真的态度，为以后参加工作打下一个良好的基础。 内外的发展概况 工装 的全称是工艺装备，工装是指加工机床外而需保证零件加工质量的工艺装备，是制造过程中所用的各种工具的总称。它是各企业内除生产设备和工具外的为配合生产设备和人完成工艺制作要求的部分，大多工装都是针对各自产品特点的。机械加工过程中用来固定和定位要加工的零件或毛坯件的装置，即工装的主要作用有：固定，定位，防止变形。 夹具属于工装，工装包含夹具，属于从属关系。不仅仅是焊装用，在机加工方面也有用，许多时候，需要装配几个部件并保证其定位准确的时候就需要。设计工装夹具要紧扣产品，因为工装夹具是专门为某些产品特定的，要保证生产 时无干涉现象、定位准确、操作工操作便捷等。简单的说，就是用于工件装夹的工具。 夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。 由于现代加工的高速发展 ，对传统的夹具提出了较高要求，如快速、高效、安全等。要想达到这样的生产要求，就必须计算加工工序零件在加工过程中由于切削力、重力、惯性力等所产生的切削力及切削力矩，按照夹具设计中所确定的夹紧方式进行夹紧力的计算，为了减小夹具的具体尺寸，就需要增大夹具的定位区间，增大由夹紧力而产生的摩擦力矩、正压力及由此而产生的摩擦力，以达到夹具小巧而精用的目的。同时为了减少工人的劳动强度，提高工件装夹效率，还需要对夹具的夹紧机构的行程进行设计，以 3 期以最短的夹紧行程，达到最佳的夹紧效果。 课题应 达到的要求 通过实际调 研和采集相应的设计数据、阅读相关资料相结合，对差速器壳的基本结构及作用有个大致的了解，在此基础上，经过对金属切削加工、金属切削机床、机械设计与理论等相关知识充分掌握后，分析差速器壳的加工工艺，确定差速器壳各加工表面的加工方法，进而形成差速器壳的机械加工工艺路线。并能根据差速器壳的加工工序要求，分析差速器壳的定位方式、金属切削加工过程中的机床工作台驱动、工件夹紧等方面的相关数据，结合机械机构设计的相关理论知识，完成工件的有效定位及夹紧，从而使整个差速器壳的加工工艺路线经济，工件定位方案合理，来达到产品的最优化 设计。 针对实际使用过程中存在的金属加工工艺文件编制、工件夹紧及工艺参数确定及计算问题，综合所学的机械理论设计与方法、机械加工工艺文件编制及实施等方面的知识，设计出一套适合于实际的差速器壳加工工艺路线，从而实现适合于现代加工制造业、夹紧装置的优化设计。 为提高 钻 床夹具在机床上安装的稳固性，减轻其断续切削可能引起的振动，夹具体不仅要有足够的刚度和强度，其高度和宽度比也应恰当，一般有 H/B1降低夹具重心，使工件加工表面尽量靠近工作台面。 4 第 2 章 零件的分析 题目给的零件是 差速器壳 零件，来改变或保持 汽车 行驶或倒退方向的一系列装置称为汽车转向系统 (汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要，因此汽车转向系统的零件都称为保安件。汽车转向系统和 制动系统 都是汽车安全必须要重视的两个系统。主要作用是 起固定转向器各个零部件的作用。 零件 的实际形状如上图所示， 从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单 。具体尺寸，公差如下图所示 。 图 2速器壳工件图 5 由零件图可知，其材料为 材料为 有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。 差速器壳零件主要加工表面为： 面粗糙度 为 3.2 m 。 面粗糙度 3.2 m 。 面粗糙度 3.2 m 。 差速器壳共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下： 差速器壳壳的工艺有 2组加工面的分别为 1：以端面 ,外圆为基准的加工面，这组加工面包括粗车 50 和 58 外圆，钻 36孔，粗车上端 50和 90外圆端面，钻 36 孔， 钻 602：一个是以 20 孔及端为基准的加工面，这组加工面主要是钻 8，精车 50 和 58 外圆，钻 36 孔，粗车上端 50 和 90 外圆端面，钻 36 孔，钻 20 第 3 章 工艺规程设计 本差速器壳假设年产量为 10 万台，每台车床需要该零件 1 个，备品率为 19%，废品率为 每日工作班次为 2班。 该零件材料为 考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铝铸造。依据设计要求 Q=100000 件 /年， n=1件 /台；结合生产实际，备品率和 废品率分别取19%和 入公式得该工件的生产纲领 N=2+ )（ 1+ )=238595 件 /年 6 定毛坯的制造形式 零件材料为 铸件的特点是液态成形，其主要优点是适应性强，即适用于不同重量、不同壁厚的铸件，也适用于不同的金属，还特别适应制造形状复杂的铸件。考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用铸件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用砂型铸造，这从 提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。 面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择，对像差速器壳这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果外圆的端面做基准，则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称，按照有关粗基准的选择原则 (即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有 若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准 )。 对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。 定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度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成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，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。 艺路线方 案一 10 铸造 铸造 20 时效 时效 30 车 粗车右端 50 和 56 外圆， 96 端面 40 车 掉头，粗车左端 50 外圆， 166 端面 7 50 车 精车右端 50 和 56 外圆， 96 端面 60 车 精车左端 50 外圆， 166 端面 70 钻 钻扩铰 36 80 钻 钻 60 90 钻 钻 8 100 钻 钻扩铰 20 110 钳 去毛刺 120 检 检验 130 入库 入库 艺路线方案二 10 铸造 铸造 20 时效 时效 30 车 粗车右端 50 和 56 外圆， 96 端面 40 车 掉头，粗车左端 50 外圆， 166 端面 50 钻 钻扩铰 36 60 钻 钻 60 70 钻 钻 8 80 钻 钻扩铰 20 90 车 精车右端 50 和 56 外圆， 96 端面 100 车 精车左端 50 外圆， 166 端面 110 钳 去毛刺 120 检 检验 130 入库 入库 艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一的定位和装夹等都比较方便，但是要更换多台设备，加工过程比较繁琐，而且在加工过程中位置精度不易保证。 方案二减少了装夹次数，但是要及时更换刀具，因为有些工序在车床上也可以加工，镗、钻孔等等。因此综合两个工艺方案，取优弃劣，具体工艺过程如下： 10 铸造 铸造 8 20 时效 时效 30 车 粗车右端 50 和 56 外圆， 96 端面 40 车 掉头，粗车左端 50 外圆， 166 端面 50 车 精车右端 50 和 56 外圆， 96 端面 60 车 精车左端 50 外圆， 166 端面 70 钻 钻扩铰 36 80 钻 钻 60 90 钻 钻 8 100 钻 钻扩铰 20 110 钳 去毛 刺 120 检 检验 130 入库 入库 择加工设备和工艺装备 床选用 镗和精车、精镗。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的 考根据机械制造设计工工艺简明手册表 用 择刀具 一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用 硬质合金车刀，它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精 加工和半精加工。为提高生产率及经济性 ,可选用可转位车刀 ( 考机械加工工艺手册（主编 孟少农），第二卷表 择量具 本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法 9 即可。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “差速器壳” 零件材料为 查机械加 工工艺手册（以后简称工艺手册），表 种铸铁的性能比较， 硬度 143 269，表 物理性能， 度 =3，计算零件毛坯的重量约为 2 表 3械加工车间的生产性质 生产类别 同类零件的年产量 件 重型 （零件重 2000 中型 （零件重1002000 轻型 （零件重 120250 、侧面 底 面 铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、 工序尺寸及毛坯尺寸。 定切削用量及基本工时 切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深度、进给量，再确定切削速度。现根据切削用量简明手册（第三版，艾兴、肖诗纲编， 1993 年机械工业出版社出版）确定本零件各工序的切削用量所选用的表格均加以 *号，与机械制造设计工工艺简明手册的表区别。 车右端 50和 56外圆， 96 端面 1) 切削深度 单边余量为 Z=2 2) 进给量 根据 机械制造 工艺简明手册 取 f=r 3) 计算切削速度 其中： 342, m= 修正系数 见机械制造工艺学 表 即 11 所以 603 42 9m/) 确定机床主轴转速 1000 89x 488r/ 488r/00r/选取 500r/ 所以实际切削速度 1000= 5 8 5 0 0 9 3 1 . 0 6 / m i x m 5) 切削工时计算， i ;其中 l=151l =4 2l =0 i= 19500 车左端 50外圆， 166 端面 1) 切削深度 单边余量为 Z=2 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=r 3) 计算切削速度 其中： 342, m=正系数 切削手册表 所以 603 42 9m/) 确定机床主轴转速 x 753r/ 753r/50r/选取 750r/ 12 所以实际切削速度 1000= m 41000 75050 5) 切削工时， i ;其中 l=251l =4 2l =0 i=车右端 50和 56外圆， 96 端面 1) 切削深度 单边余量 Z=2 2) 进给量 根据 机械制造工艺简明手册 取 f=r 3) 计算切削速度 其中： 342, m=正 系数 见机械制造工艺学 表 即 所以 603 42 9m/) 确定机床主轴转速 1000 89 393r/ 393r/为 400r/ 选取 400r/ 所以 实际切削速度 1000= 7 2 4 0 0 9 0 . 4 3 2 / m i m 5) 切削工时计算， i ;其中 l=151l =4 2l =0 13 i= 19400 车左端 50外圆， 166端面 1) 切削深度 单边余量为 Z= 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取 f=r 3) 计算切削速度 其中： 342, m= 所以 60342 6m/) 确定机床主轴转速 50 961000 585r/ 585r/00r/选取 600r/ 所以实际切削速度 1000= m 410 00 60 050 m 5)切削工时，按工艺手册表 i ;其中 l=251l =4 2l =0 i=0 机床： 刀具：根据机械加工工艺手册表 10 7 1)进给量 取 f=r 2)切削速度 V=2434m/取 V=30m/)确定机床主轴转速 14 10 301000 955r/ 955r/000r/选取 1000r/ 所以实际切削速度 1000= 00010 m 5) 切削工时，按工艺手册表 i ;其中 l=101l =4 2l =32x（ ） =2x（410 ） = 机床： 刀具：根据机械加工工艺手册表 10 )进给量 取 f=r 2)切削速度 V=2434m/取 V=30m/)确定机床主轴转速 01000 936r/以实际切削速度 1000= 00010 m 5) 切削工时，按工艺手册表 i ;其中 l=101l =4 2l =32x（ ） =2x（410 ） =0 机床： 15 刀具：根据机械加工工艺手册表 10钢麻花钻 20 1)进给量 取 f=r 2)切削速度 V=2434m/取 V=30m/)确定机床主轴转速 20 301000 477r/ 477r/00r/选取 500r/ 所以实际切削速度 1000= m i n/ 0 0 5 0 020 m 5) 切削工时，按工艺手册表 i ;其中 l=101l =4 2l =32x（ ） =2x（410 ） = 16 第 4 章 钻 8夹具设计 床夹具的概述 机床夹具设计在深孔钻床设计中占有重要的地位。它的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度。本夹具主要是用来钻沿 70 圆周方向性四等分平均分四个 个需要加工的孔的位置尺寸用夹具和机床就能直接保证。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何保证垂直度要求的前题下，降低劳动强度，提高劳动生产率。为了很好利用工厂实际设备和提高生产率，设计专用夹具进行加工。 具的夹紧装置和定位装置 夹具中的装夹是由 定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。 夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。 一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。 考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削 量决定采用手动夹紧。 螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。 螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度
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