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差速器壳体工艺及镗工装设计摘要伴随社会发展，汽车在生产和生活中越来越广泛，差速器是汽车中关键部件，其壳体结构及加工精度直接影响差速器正常工作，所以研究差速器加工方法和工艺编制是十分必需和有意义。此次设计关键内容有：差速器工作原理结构分析，差速器壳体工艺编制，镗夹具设计及加工中对定位基准选择，镗工序工装设计中切削用量，夹紧力计算等。关键词：差速器，壳体，夹具设计Differential Device Case Process and Boring Suits DesignABSTRACTAlong with social development, motor vehicle production and life in an increasingly wide differential device is an important vehicle components, and its interior structure and processing precision differential device directly affect the normal work, study differential device case processing methods and techniques of preparation is necessary and meaningful. The current design of the main elements: differential device structures operating principles of analysis, differential device case preparation processes, design and smooth-bore jig for positioning baseline processing options smooth-bore design processes suits cutting consumption, increased computing power.Key word: Differential device, Case, Jig design第1章 绪论11.1 课题背景及意义11.2 差速器关键分类21.2.1 开式差速器21.2.2 限滑差速器31.3 差速器结构31.3.1 对称式锥齿轮差速器中运动特征关系式41.3.2 对称式锥齿轮差速器中转矩分配关系式51.4 壳体加工工艺71.4论文关键内容8第2章 零件作用及结构及工艺分析102.1 零件作用及结构102.2 零件工艺分析11第3章 工艺规程设计133.1 确定生产类型133.2 毛坯选择133.2.1 毛坯种类及制造方法形状及选择133.2.2 毛坯精度等级133.3 基准选择143.3.1 粗基准选择143.3.2 精基准选择143.4 工艺路线制订143.5 确定个工序余量及工序尺寸极限偏差163.6 确定切削用量和切削183.7 确定工序单件工时19第4章 机床专用夹具设计镗工序专用夹具设计224.1 工作量分析234.2 定位基准选择244.3 夹紧力计算244.4 定位误差分析264.5 结构特点284.6 使用方法和应注意问题28致谢29参考文件30第1章 绪论1.1 课题背景及意义对于整车结构体系来说，差速器只是装在两个驱动半轴之间一个小轴承。看似微不足道，但假如没有它，两个驱动半轴之间以刚性连接，左右车轮转速保持一致，汽车将只能直线行驶，不能转弯。自从一百年前雷诺汽车企业创始人路易斯雷诺发明出差速器后，它就在汽车上发挥着巨大作用。现在每辆汽车上全部装有差速器。顾名思义，差速器作用就是使两侧车轮转速不一样。当汽车转弯时，比如左转弯，弯心在左侧，在相同时间内右侧车轮要比左侧车轮走过轨迹要长，所以右侧车轮转要愈加快部分。要达成这个效果，就得经过差速器来调整。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，再传输到行星齿轮，带动左、右半轴齿轮，进而驱动车轮，左右半轴转速之和等于差速器壳转速两倍。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，因为汽车受力情况发生改变，反馈在左右半轴上，进而破坏差速器原有平衡，这时转速重新分配，造成内侧车轮转速减小，外侧车轮转速增加，重新达成平衡状态，同时，汽车完成转弯动作。差速器就是一个将发动机输出扭矩一分为二装置，许可转向时输出两种不一样转速。在现代轿车或货车，包含很多四轮驱动汽车上，全部能找到差速器。这些四轮驱动车每组车轮之间全部需要差速器。一样，其两前轮和两后轮之间也需要一个差速器。这是因为汽车转弯时，前轮较以后轮，走过距离是不相同。差速器有三大功用：把发动机发出动力传输到车轮上；充当汽车主减速齿轮，在动力传到车轮之前将传动系转速减下来；将动力传到车轮上，同时，许可两轮以不一样轮速转动。当汽车转向时，车轮以不一样速度旋转。在转弯时，每个车轮驶过距离不相等，即内侧车轮比外侧车轮驶过距离要短。因为车速等于汽车行驶距离除以经过这段距离所花费时间，所以行驶距离短车轮转动速度就慢。对于后轮驱动型汽车从动轮，或前轮驱动型汽车从动轮来说，不存在这么问题。因为它们之间没有相互联结，它们相互独立转动。不过两主动轮间相互是有联络。所以一个引擎或一个变速箱能够同时带动两个车轮。假如车上没有差速器，两个车轮将不得不固定联结在一起，以同一转速驱动旋转。这会造成汽车转向困难。此时，为了使汽车能够转弯，一个轮胎将不得不打滑。对于现代轮胎和混凝土道路来说，要使轮胎打滑则需要很大外力，这个力经过车桥从一个轮胎传到另一个轮胎，这么就给车桥零部件产生很大应力。1.2 差速器关键分类1.2.1 开式差速器 开式差速器结构，是经典行星齿轮组结构，只不过太阳轮和外齿圈齿数是一样。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。经过行星齿轮组传动特征我们知道，假如行星架作为主动轴，两个太阳轮转速和转动方向是不确定，甚至两个太阳轮转动方向是相反。 车辆直行状态下，这种差速器特征就是，给两个半轴传输扭矩相同。在一个驱动轮悬空情况下，假如传动轴是匀速转动，有附着力驱动轮是没有驱动力，假如传动轴是加速转动，有附着力驱动轮驱动力等于悬空车轮角加速度和转动惯量乘积。 车辆转弯轮胎不打滑状态下，差速器连接两个半轴扭矩方向是相反，给车辆提供向前驱动力，只有内侧车轮，行星架和内侧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。 开式差速器优点就是在铺装路面上转行行驶效果最好。缺点就是在一个驱动轮丧失附着力情况下，另外一个也没有驱动力。 开式差速器适用范围是全部铺装路面行驶车辆，前桥驱动和后桥驱动全部能够安装。 1.2.2 限滑差速器 限滑差速器用于部分填补开式差速器在越野路面传动缺点，它是在开式差速器机构上加以改善，在差速器壳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，增加太阳轮和行星架自由转动阻力力矩。 限滑差速器提供附加扭矩，和摩擦片传输动力和两驱动轮转速差相关。 在开式差速器结构上改善产生LSD，不能做到100限滑，因为限滑系数越高，车辆转向特征越差。 LSD含有开式差速器传动特征和机械结构。优点就是提供一定限滑力矩，缺点是转向特征变差，摩擦片寿命有限。 LSD适用范围是铺装路面和轻度越野路面。通常见于后驱车。前驱车通常不装，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旅程长；汽车在不平路面上直线行驶时。两侧主轮走过曲长短也不相等即伸路面非平直，但因为轮胎制造尺寸误差，磨损程度不一样，承受载荷不一样或充气压力不等，各个轮胎滚动半径实际上不可能相等，若两侧车轮全部固定在同一刚性转轴上，两轮角速度相等，则车轮肯定出现边滚动边滑动现象。车轮对路面滑动不仅会加速轮胎磨损，增加汽车动力消耗，而且可能造成转向和制动性能恶化。若主减速器从动齿轮经过一根整轴同时带动两侧驱动轮，则两侧车轮只能一样转速转动。为了确保两侧驱动轮处于纯滚动状态，就必需改用两根半轴分别连接两侧车轮，而由主减速器从动齿轮经过差速器分别驱动两侧半轴和车轮，使它们可用不一样角速度旋转。这种装在同一驱动桥两侧驱动轮之间差速器称为轮间差速器。前国产轿车及其它类汽车基础全部采取了对称式锥齿轮一般差速器。对称式锥齿轮差速器由行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴(十字轴或一根直销轴)和差速器壳等组成(见图1)。(以前向后看)左半差速器壳2和右半差速器壳8用螺栓固紧在一起。主减速器从动齿轮7用螺栓(或铆钉)固定在差速器壳右半部8凸缘上。十字形行星齿轮轴9安装在差速器壳接合面处所对出园孔内，每个轴颈上套有一个带有滑动轴承(衬套)直齿圆锥行星齿轮6，四个行星齿轮左右两侧各和一个直齿圆锥半轴齿轮4相啮合。半轴齿轮轴颈支承在差速器壳左右对应孔中，其内花键和半轴相连。和差速器壳一起转动(公转)行星齿轮拨动两侧半轴齿轮转动，当两侧车轮所受阻力不一样时，行星齿轮还要绕本身轴线转动一自转，实现对两侧车轮差速驱动。行星齿轮后面和差速器壳对应位置内表面，均做成球面，这么作能增加行星齿轮轴孔长度，有利于和两个半轴齿轮正确地啮合。在传力过程中，行星齿轮和半轴齿轮这两个锥齿轮间作用着很大轴向力，为降低齿轮和差速器壳之间磨损，在半轴齿轮和行星齿轮面分别装有平垫片3和球面垫片5。垫片通常见软钢、铜或聚甲醛塑料制成。1.3.1 对称式锥齿轮差速器中运动特征关系式差速器壳作为差速器中主动件，和主减速器从动齿轮和行星齿轮轴连成一体。半轴齿轮和为差速器中从动件。行星齿轮即可随行星齿轮轴一起绕差速器旋转轴线公转，又能够绕行星齿轮轴轴线自转。设在一段时间内，差速器壳转了N0圈，半轴齿轮1和2分别转了N1圈和N2(N0、N1和N2不一定是整数)圈，则当行星齿轮只绕差速器旋转轴线公转而不自转时，行星齿轮拨动半轴齿轮1和2同时转动，则有： N1 =N2=N0当行星齿轮在公转同时，又绕行星齿轮轴轴线自转时，因为行星齿轮自转所引发一侧半轴齿轮1比差速器壳多转圈数(N4)肯定等于另一侧半轴齿轮2比差速器壳少转圈数于是有： N1：N0+N4和N2：N0-N4以上两种情况，N1、N2和N0之间全部有以下关系式： N1+N2=2N0上式表明，左右两侧半轴齿轮转速之和等于差速器壳转速两倍，这就是两半轴齿轮直径相等对称式锥齿轮差速器运动特征关系式。图 1.1 汽车差速器分解图1.3.2 对称式锥齿轮差速器中转矩分配关系式 在以上差速器中，设输入差速器壳转矩为MO，输出给左、右两半轴齿轮转矩为M1和M2。当和差速器壳连在一起行星齿轮轴带动行星齿轮转动时，行星齿轮相当于一根横向杆，其中点被行星齿轮轴推进，左右两端带动半轴齿轮转动，作用在行星齿轮上推进力肯定平均分配到两个半轴齿轮之上。又因为两个半轴齿轮半径也是相等。所以当行星齿轮没有自转趋势时，差速器总是将转矩MO平均分配给左、右两半轴齿轮，即: M1=M2=0.5M0。 当两半轴齿轮以不一样转速朝相同方向转动时，设左半轴转速nI大于右半轴转速n2，则行星齿轮绕轴轴颈自转，此时行星齿轮孔和行星齿轮轴轴颈间和行星齿轮背部和差速器壳之间全部产生摩擦，半轴齿轮背部和差速器壳之间也产生摩擦。这几项摩擦综合作用结果，使转得快左半轴齿轮得到转矩M1减小，设减小量为0.5Mf；而转得慢右半轴齿轮得到转矩M1增大，增大量也为0.5Mf。 所以，当左右驱动车轮存在转速差时， M1=05(MO-Mf) M2=05(MO+Mf) 左、右车轮上转矩之差等于折合到半轴齿轮上总内摩擦力矩Mf 差速器中折合到半轴齿轮上总内摩擦力矩Mf和输入差速器壳转矩MO之比叫作差速器锁紧系数K,即 K=MfM0 输出给转得快慢不一样左右两侧半轴齿轮转矩能够写成： M1=0.5M0(1-K) M2=0.5M0(1+K)输出到低速半轴转矩和输出到高速半轴转矩之比Kb能够表示为 Kb=M2M1=(1+K)(1-K)锁紧系数K能够用来衡量差速器内摩擦力矩大小及转矩分配特征，现在广泛使用对称式锥齿轮差速器，其内摩擦力矩很小，锁紧系数K为0.050.15，输出到两半轴最大转矩之比Kb=1.111.35。所以能够认为不管左右驱动轮转速是否相等，对称式锥齿轮差速器总是将转矩近似平均分配给左右驱动轮。这么转矩分配特征对于汽车在良好路面上行驶是完全能够，但当汽车在坏路面行驶时，却会严重影响其经过能力。比如当汽车一侧驱动车轮驶入泥泞路面，因为附着力很小而打滑时，即使另一车轮是在好路面上，汽车往往不能前进。这是因为对称式锥齿轮差速器平均分配转矩特点，使在好路面上车轮分配到转矩只能和传到另一侧打滑驱动轮上很小转矩相等，以致使汽车总牵引力不足以克服行驶阻力而不能前进。1.4 壳体加工工艺壳体加工质量不仅影响其装配精度及运动精度，而且影响到机器工作精度、使用性能和寿命。壳体种类很多，其尺寸大小和结构形式伴随机器结构和壳体在机器中功用不一样有着较大差异。但从工艺上分析它们仍有很多共同之处，其结构特点是： (1)外形基础上是由六个或五个平面组成封闭式多面体，又分成整体式和组合式两种； (2)结构形状比较复杂。内部常为空腔形，一些部位有“隔墙”，壳体壁薄且厚薄不均。 (3)壳壁上通常全部部署有平行孔系或垂直孔系； (4)壳体上加工面，关键是大量平面，另外还有很多精度要求较高轴承支承孔和精度要求较低紧固用孔。 壳体类零件技术要求: (1)轴承支承孔尺寸精度和、形状精度、表面粗糙度要求； (2)位置精度 包含孔系轴线之间距离尺寸精度和平行度，同一轴线上各孔同轴度，和孔端面对孔轴线垂直度等；(3)为满足壳体加工中定位需要及壳体和机器总装要求，壳体装配基准面和加工中定位基准面应有一定平面度和表面粗糙度要求；各支承孔和装配基准面之间应有一定距离尺寸精度要求。壳体零件加工在工艺路线安排中应注意三个问题： (1)工件时效处理 壳体结构复杂壁厚不均匀，铸造内应力较大。因为内应力会引发变形，所以铸造后应安排人工时效处理以消除内应力降低变形；(2)安排加工工艺次序时应先面后孔 因为平面面积较大定位稳定可靠，有利和简化夹具结构检少安装变形。从加工难度来看，平面比孔加工轻易。先加工批平面，把铸件表面凹凸不平和夹砂等缺点切除，在加工分布在平面上孔时，对便于孔加工和确保孔加工精度全部是有利。所以，通常均应先加工平面。(3)粗、精加工阶段要分开 壳体均为铸件，加工余量较大，而在粗加工中切除金属较多，所以夹紧力、切削力全部较大，切削热也较多。加之粗加工后，工件内应力重新分布也会引发工件变形，所以，对加工精度影响较大。为此，把粗精加工分开进行，有利于把已加工后因为多种原因引发工件变形充足暴露出来，然后在精加工中将其消除。 定位基准选择: 壳体定位基准选择，直接关系到壳体上各个平面和平面之间，孔和平面之间，孔和孔之间尺寸精度和位置精度要求是否能够确保。在选择基按时，首先要遵守“基准重合”和“基准统一”标准，同时必需考虑生产批量大小，生产设备、尤其是夹具选择等原因。关键表面加工:壳体平面加工,壳体平面粗加工和半精加工常选择刨削和铣削加工。 刨削壳体平面关键特点是刀具结构简单；机床调整方便；在龙门刨床上能够用多个刀架，在一次安装工件中，同时加工多个表面，于是，经济地确保了这些表面位置精度。 壳体平面铣削加工生产率比刨削高。在成批生产中，常采取铣削加工。孔系加工： 车床壳体孔系，是有位置精度要求各轴承孔总和，其中有平行孔系和同轴孔系两类。 平行孔系关键技术要求是各平行孔中心线之间和孔中心线和基准面之间尺寸精度和平行精度依据生产类型不一样，能够在一般镗床上或专用镗床上加工。成批或大量生产壳体时，加工孔系全部采取镗模。孔距精度关键取决于镗模精度和安装质量。即使镗模制造比较复杂，造价较高，但可利用精度不高机床加工出精度较高工件。成批生产时，壳体同轴孔系同轴度大部分是用镗模确保。1.4 论文关键内容本论文关键内容有：对差速器及常见差速器功效、作用及结构作一介绍。汽车动力轮选择差速器必需性；其次，关键针对差速器壳体安排合理加工工艺，在这方面要考虑以下多个问题：零件精度、结构工艺性，零件毛坯及生产纲领、粗精基准选择，表面加工方法，切削用量及工时，在镗孔这道工序中，还要依据六点定位规则设计镗工序夹具，如确定定位方法、夹紧方法、夹紧元件、夹紧力，夹具操作及维护等，贯穿起来，这是一篇集原理、生产、加工、使用合一论文。第2章 零件作用及结构及工艺分析差速器壳体球面加工是中国外急需更新加工工艺。伴随汽车制造业蓬勃发展，尤其是民用轿车迅猛发展，大家对汽车高质量差速器壳体零件要求变越来越迫切。而差速器壳体零件中关键一项技术即球面加工，是决定该零件质量最关键一环，它一直 困绕着厂家，没有得到很好处理。常见加工差速器壳体内球面方法以下；首先由机械手将形成双面锪刀从壳体中间空洞处送至球心，然后左右同时向前穿过差速器壳孔和在球心中双面锪刀连接。此时机械手退回，再由左，右动力头单轴驱动两滑台同时向左，右同时运动，从而分别将两侧球面锪成品。锪完球面，两动力头需将锪刀再送至球心，以后由机械手将锪刀从工作件内取出。该加工工艺缺点是机床结构复杂，动作繁多。因为成形锪刀固定需刀杆穿过壳体孔，即刀杆直径必需小于壳体孔直径，造成刀杆强度差。同时因球面加工余量不均匀造成刀具无法抵御来自任意方向切削力而产生变形，其结果是球心位置无法确保，刀杆外圆磨损严重，乃至破坏工件内孔。2.1 零件作用及结构 翻斗车驱动桥中主传动壳体是翻斗车关键零件之一，它由内装两对轴承和三根轴组成，其关键作用是把发动机关键传动力传输给两驱动轮，在零件两个端部有两个孔，用于安装滚动轴承并和十字轴相连，起方向轴承器作用，所安装三根轴之间有平行度和垂直度要求，在处作为装油封处，这么便于密封性能好，从结构上考虑，因为路况不好时，颠覆严重，使零件所受承载荷为交变载荷，工作速度500-1000。工作环境恶劣，所以要求该零件结构坷靠，加工精度必需确保，使整车性能良好。2.2 零件工艺分析翻斗车驱动桥主传动壳体有一组加工表面，一组为圆表面，一组孔，这些加工表明和内圆表面中心线有位置精度要求。 图2.1 差速器壳体G面、H面、止口面加工：其中G面和止口面是以后各道工序加工基准，而且这两个面全部有较高精度和表面粗糙度要求，即要求外圆毛坯247加工后达成精度，所以G面和H面加工时，以小端部分为粗基准，为以后G，H面作为精基准和定位作准备，而止口面245外圆和C-D有同轴要求，事装配好轴和轴承后，工作平稳，而H面是轴承结合面，也要求有较高表面质量，考虑到该零件生产批量及厂里实际情况，能够在车床上分别进行粗精加工。内圆表明800孔加工和孔加工：两孔处安装滚动轴承，这两处有同轴度要求，内孔表明加工要求精度高，而孔处安装密封油圈，加工要求较低，处安装轴承，要求两孔有同轴度要求，加工此内孔表明时盖上轴承盖后加工，精度要求较高3。因为这两孔是用于安装轴承，尺寸精度。表明质量要求较高，能够采取镗加工方法，另外，因为这两组孔轴线有着100：006垂直度要求，能够采取专用夹具依次装夹，同时加工出这两个孔，这么轻易确保垂直度要求且效率高。一组孔加工：钻10-9，4-M14内孔，锪10-18底孔10-9和基准C-D，M-N全部有位置度及同轴度要求。4-M14和基准C-D，M-N有位置度要求。因为改零件属于大批量生产型，要求效率高，我们能够用专用夹具好工件，一次装夹，同时钻出这14个孔，即10-9和4-M14螺纹孔，这么轻易确保垂直度要求且效率高，4个螺纹孔在钻出底孔后在专用攻丝机上加工。而两个M932螺纹孔能够在车床上车出，而车螺纹孔时，先车出退刀槽，然后车螺纹。第3章 工艺规程设计3.1 确定生产类型为取得良好经济效益，取备品率3，废品率为2，W=QN(1+)(1+) O年产量0辆年 N每台产品中该零件个数 1件/辆 备品率 3 %一废品率2 W=0(1+3)(1+2)=21010件 毛坯重25Kg，零件为重型零件，由生产类型和生产纲领关系表查生产类型为大批量生产。3.2 毛坯选择3.2.1 毛坯种类及制造方法形状及选择该零件是翻斗车上主传动壳体，常常要去承受交变及冲击性载荷，所以选择毛坯要求较高强度，确保其工作可靠，抗振性能好，另外又考虑到厂里具体情况及经济性选择综合机械性能很好QT42-10作为毛坯材料，又该零件形状复杂，生产批量大，故采取金属模制作方法，其抗拉强度40 kgmm2屈服强度27 kgmm2。9孔不铸出(毛坯最小铸孔15-30)245上凹台也不铸出3.2.2 毛坯精度等级查级：中批和大批生产铸件，尺寸精度等级和表面粗糙度要求较高铸件，选铸件精度等级为2级。确定毛坯机械加工余量和毛坯尺寸及偏差，基准选择及定位，基准选择和定位是工艺中关键一步，选择合理，可使加工质量等级得以确保，以提升效率。3.3 基准选择3.3.1 粗基准选择G面，止口面是以后各道工序加工基准，所以G面和止口面是应先加工出来，而G面，止口面有尺寸精度要求，所以监工G面，止口面应以H面为基准，这么第一道工序，首先必需加工出H面，为确保G面加工余量均匀，应以G面作为粗基准，但这么会使夹具变得复杂，所以改为G面相离llmm面作为粗基准，另外因H面，G面和直径为80孔轴线有垂直度要求，所以还应以直径为95外圆作为粗基准来加工H面，止口面。 3.3.2 精基准选择(1)加工G面，止口面及H面为精基准，精加工H时，以止口面，G面为精基准。(2)依据基准统一标准，加工过程中全部以G面，止口面作为统一基准，至于各加工面，还应以哪些加工面为基准以限制各道工序所应限制自由度，则依据各工序具体情况而定。在加工孔时，内孔表面加工选择几住年统一标准，确保各加工面位置度要求。3.4 工艺路线制订制订工艺路线应使零件几何形状尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理确保，在大批生产条件下，采取组合机床及专用夹具，尽可能使工序集中，以提升生产率，从经济效益出发，生产成本也相对降低。 工艺方案I： 1A粗车外圆B精车外圆 2A粗铣H1面粗铣H2面B精铣H面 3钻10-直径为9孔4-M14底孔锪10-18孔，倒角145o4攻4-M14-6H螺孔。5攻90轴承孔，退刀槽9354并和轴承盖螺钉连接。6粗镗孔808490并倒角。7精镗808490孔8去M932两螺孔并倒角9去毛刺，清洗。10终检，涂漆。工艺方案： 1a.粗车外圆至g247 b.粗车H1面 c.粗车H2面 d.精车外圆 e.精车H1面，确保尺寸2a.钻孔10-9，铰止 b.钻4M14底孔118 c.锪平10-18孔3倒角1 45o4攻内螺纹4-M4-6H深305安装轴承盖螺钉6a.粗镗孔79，83孔及倒角 b.粗镗孔孔，并倒角1.545o 7a.半精镗孔到， 孔达成图样要求，并倒角0.545o b.半精镗孔90到0890.1。 8a精镗孔孔 b.精镗孔孔，并倒角1545o9a.车槽493.5 b.车螺纹内径至91 c.车螺纹M932-6H d.车另一端槽4935 e.车另一端螺纹内径至91 f.车另一端螺纹M932-6H 10检验，并涂漆综上方案，方案中把加工止口(G)和H面在一道工序加工，降低了设备和装夹次数，钻孔10-9孔及4-M14底孔采取专用钻床夹具，所以大批量生产，大大提升生产率，车槽，车螺纹集中一个工序进行，节省了设备和装夹次数，但工序较复杂。所以，比较选择II方案最好3.5 确定个工序余量及工序尺寸极限偏差镗孔:工序名称工序双边余量公差等级最小极限尺寸工序尺寸偏差精镗0251T77997半精镗051T107947950.1粗镗451T1279毛坯10717l0.1镗84孔:工序名称工序边间双边余量公差等级最小极限尺寸工序尺寸偏差半精镗031T1084粗镗0.31T1283.4毛坯10717l0.1镗90两孔:工序名称工序边间双边余量公差等级最小极限尺寸工序尺寸偏差精镗0.51T689.998半精镗0.751T1088.9粗镗451T1288.4毛坯10818l0.1车止口245:工序名称工序边间双边余量公差等级最小极限尺寸工序尺寸偏差精车11T7244.925粗车17.51T10247毛坯102802803.6 确定切削用量和切削镗80，90孔时: (1)加工条件 工件材料QT42-10金属模铸造HB=200 机床：DUll21组合机床 刀具：刀片材料为Y66 a=45o (2)计算切削用量 1粗镗80 af=08mmr b刀具耐用度t=60mm c计算切削速度 V=1655(T0.2t0.1350.2(HB200)1.75 =63.7mmin =1.06ms d确定主轴转速 ns=1000vdw=l000l0631480 =4.225vs =25352mmin 按机床选nw=250rmin 实际切削速度 V：8025100060=1045ms=105ms e切削工时 tm=(L+L1+L2)nwf L1=4mm L2=2mm L=262-60-101=51mm粗镗两切削用量)(同上部) f=0.8mmr r=1.05ms nw=250rmin 切削工时计算 tm=(L+L1+L2)nwf L=66 L1=4mm L2=2mm Tm=(66+4+2)(50+0.8)=0.36min 走刀量45，切削深度0.5 切削液：乳化液 V精镗80和90时，同上 切削速度75mmin走到量36 切削深度025切削液：乳化液 材料：铸铁 工序性质：钻 刀具材料：高速钢 9孔，切削速度1mmin，进给量0123 切削液：煤油 119孔：切削速度115mmin 进给量：0185 切削液：乳化液3.7 确定工序单件工时1钻孔10-9孔时 T=300 S=015 HB=200 D=9 V：9600D0.25/T0025S055HBl3 =236ms N=1000VD=8363ms 按机床选nw=800rmin 则n实际=8003149010=226rmin假如tl=5 t2=2 t=llT基=(t1+t2+t)ns=015minT单件：(12 -155)T基=1315=0195min钻4-119孔时nw=800rminT=300 S=015V=96003141410=352rmin取 t1=5 t2=2 t=33T基=(t1+t2+t)ns=033minT单件=13T基=043min2车退刀槽，螺纹孔 加工要求：车2个0935长为4mm退刀槽车2 M932螺纹孔 机床：6140刀具：切槽刀 刀片材料YTl5主偏角：Kr=45o螺纹车刀 刀片材料YG6 计算切削用量 车退刀槽 进给量 f=04mmr计算切削速度 刀具耐用度为120V：1655(T02t0.13f0.2(HB)1.75=375mmin=065ms 确定机床主轴转速ns=1000v dw：100006531493：2226Vs =13355rmin 按机床选nN=132rmin 实际切削速度： V=dwnw1000=314931321000=064mmin 切削工时T=L+L1+L2NS 切入长L=2mm切出长L2=lmm 刀具为成型刀，一次加入定成无须纵向走到 L=0 T=(2+1)132014=00568=34s 车螺纹孔 切削速度计算： 刀具材料：硬质合金刀具YG6 刀具耐用度T=70min螺距S=2 取ap=0.15mm，行程次数选I精=2 I粗=7 V：14.8T0.11S0.3ap0.7=0.47ms 确定机床主轴转速 ns=l000vdw=1.6rs=96.5rmin 按机床选nw=95rs 实际切削速度 V=dw nw1000=314995100060=046ms (3) 切削工时不至于产生工件安装误差 取粗行程次数7次，精行程次数4次 T=L+L1+L2nS L=33-14-4=15mm L1=2S=4mmL2=2mmT=(15+4+2)952)ll=127min=764s第4章 机床专用夹具设计镗工序专用夹具设计夹具是确保工件加工质量保障，它设计是工业制造步骤中关键步骤。目前夹具设计基础上还是基于经验夹具设计，设计质量依靠于设计者经验。在对加工精度要求日益提升今天，这种夹具设计手段已越来越不能适应生产需要。夹具优化设计是一个伴随优化广泛应用而发展起来夹具设计新方法，包含布局优化和夹紧力优化。基于孔系组合夹具零件夹紧方案自动设计方法，适适用于由平面和圆柱面组成工件在三轴加工中心等机床上钻铣加工工艺。该研究关键工作是：依据给定用边界表示法表示工件实体模型、加工区域和工件定位方案，确定最优工件夹紧方案。本文提出基于实体模型工件可行夹紧表面信息提取和表示方法，从零件信息中提取可行装夹表面信息；同时经过对工件最大外轮廓形状规约化处理，确定了所需夹紧装置个数，实现了工件夹紧点分区和分类；提出了工件夹紧点组合方法，建立了夹紧方案质量层次模型；依据工件受力多边形概念和夹紧点位置、高度和受力多边形关系，建立了工件夹紧方案质量评价指标孔系组合夹具定位方案通用设计方法，该方法通用性表现在以下多个方面：1)工件侧面定位基准能够是平面和圆柱面，和二者多种组合。2)定位元件类型能够是圆柱销和V形块、半V形拼块，和同一次装夹中采取不一样形式定位元件混合定位。3)能够深入扩展到适适用于任意曲线柱面作为定位基准。最终设计应依据工厂实际情况做出合理夹具。为了确保箱体部件装配精度，达成机器设备对它提出要求，对箱体零件加工有一系列技术要求。1支撑孔尺寸精度，几何形状精度和表面光洁度2支撑孔之间孔距尺寸精度及相互位置精度3关键平面形状精度，相互位置精度和光洁度4支撑孔和关键平面尺寸精度及相互位置精度夹具设计必需满足要求：必需满足工件加工质量要求1能提升生产率和经济效益2结构简单，结构工艺好，便于制造3操作简单4便于排屑5便于装卸，且不至于产生工件安装误差夹具结构设计中应注意问题：1夹具结构要稳定可靠，有足够强度和刚度2夹具受力情况应合理3夹具结构应尽可能简单，并应有良好工艺性方便于制造4正确设计空刀槽及倒角5注意材料和硬度合理选择6设计夹具结构时应考虑它装配性7确定夹具结构时应考虑它检验性8夹具上要正确表示倾斜表面位置关系，需应用检验孔(或检验棒)9夹具易损部分应便于更换和修理10注意结构设计合理性4.1 工作量分析上面工艺设计部分已经叙述过了，零件生产类型属于大批量生产，没年生产0件产品，假如每十二个月工作日为300天天天完成件数为70件，天天工作7小时，则每小时完成十件，天天机床要装夹70次。4.2 定位基准选择(1)分析工序：工序性质：工序性质属于镗加工，因为两孔同轴度精度要求较高，所以必需依次镗出，夹具就是一个处理问题措施，因为两孔较长，必需要有导向套来引导镗到进入，并有导向套撑起镗杆以确保同轴度，镗盟同上。(2)确定定位基准据前面定位基准分析，以G面和止口面为定位面为最好，这既符合统一定位基准标准又符合重合定位基准标准。依据夹具手册可推知: X方向移动，绕Z方向转动，绕Y方向转动等三个自由度。止口面定位限制了：Y向移动和2向移动等两个自由度，而依据工序分析，要限制零件六个自由度才能加工工件，这么就有一个自由度(即绕X向转动没有限制)没有限制，所以必需要设计一个零件来限制它。依据工件具体结构，可显著看出，用一个菱形销装入工件9孔中即可完成，这么能够把止口面看作一个销子加上G面和菱形销就组成了经典一面两销定位，实现了六个自由度全部限制订位基准设计。4.3 夹紧力计算基准由以上可知：G面和止口面及菱形销显著加紧方向是指向垂直于G面，作用点是18沉头孔上表面，这么既可不妨碍加工，有利于工件装卸，又不致于生产弯曲和变形。确定夹紧装置：从查阅夹具设计手册中能够看出钩形压板装置能够满足加紧装置基础要求。(1)加紧作用正确，安全，可靠。(2)加紧动作快速，操作方便省力。(3)力口紧变形小。(4)结构简单，制造方便。所以选择钩形压板加紧装置加紧力计算(1)镗孔时