差速器壳体的工艺规程与夹具的工业设计

1、毕业设计（论文）任务书题目姓名：专业论文写作团队秋秋号98708184专业：机械设计制造及其自动化学号：0808140127主要内容:基本要求:主要参考资料:完成期限：2012年6月15日指导教师签章：专业负责人签章：2012 年3月10日机械加工工艺设计是一门融理论性、科学性、实用性和经济性为一体的设计，它 涉及的知识面广，决定着零件的加工质量、生产成本、产品效益及单位的经济效果。 因而，正确分析零件的功用，恰当合理地制定工艺规程；选定机床、刀具、量具；夹 具设计；确定加工余量、切削用量、对提高产品质量、劳动生产率、减轻劳动强度等 具有重要的意义。汽车差速器是驱动轿的主要部件。它的作用就是在

2、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， 满足两边车轮以不同转速运动，减少轮胎与地面的 摩擦。汽车发动机的动力经离合器、变速器、传动轴，最后传送到驱动桥再左右分配 给半轴驱动车轮，在这条动力传送途径上，驱动桥是最后一个总成，它的主要部件是 减速器和差速器。本设计就是主要设计差速器壳体工艺规程的制定及夹具。首先是差速器壳体的工 艺规程的制定。首先对零件的作用与原理加以了解， 然后根据零件图，进行工艺分析, 按照供需设计的各项规定，选择毛坯，制定一个技术要求和经济上比较合理的工艺路 线。再查表确定加工余量，选择刀具及制定出一套完整的工序卡。第二部分是夹具设 计，本夹具专为钻，铰十

3、字轴孔这两道工序而设计，设计普通机床能使用的夹具，然 后用CAD画出来。关键词：差速器壳体；工艺规程；夹具；汽车；设计ABSTRACTMach ining tech no logy desig n is a desig n that in eludes theoretical, scie ntific, operat ing characteristic and economic. It invoIved wide knowledge, decided the working quality, manu facture cost, products ben efit and econo mic

4、 effect of one product. Thus, correct an alyse the function of the parts, appropriate compile tech no logical procedure, selected machine, tool, measuring implement, design clamp, define allowanee, cutting quantity, have importa nt meaning for impro ving products quality, labour productivity, reduce

5、 labour inten sity etc.Reducer shell is one of more important parts in tractor .it can hold connect pass torque ,the use of the hole reducer is to circle it is suited to back and change turning directi on .The content of desig n in clude two part: the first part is reducer shell tech no logical proc

6、ess pla n .We go on an gli ng tech no logy on depe nding on un dersta nding the use of part and picture of part . We make a more econo mical tech no logy process on the basis of obey ing the laws of desig n process ,decide performa nee part by con sult ing form, select mach ine tool and so forth ,ma

7、ke a full pair of process card ,the sec ond part is desig n of clamp ,the use of the clamp is to drill in tersecti on hole.Keywords： Differential shell ； Process planning Clamp； Auto ； Design第1章概述11.1选题背景 11.2课题研究的意义 11.3 国内外研究现状 21.4 设计的基本内容及解决的问题 4第2章零件的分析62.1零件的用途62.2确定零件的生产类型82.3确定毛坯的种类和制造方法 92.

8、4绘制毛坯图102.5本章小结10第3章机械加工艺规程的制定123.1拟定工艺路线123.2编制工艺文件 183.3加工余量和工序尺寸的确定 193.4切削用量和时间定额的确定 223.5本章小结24第4章夹具的设计254.1概述254.2粗镗差速器壳体两端轴孔的设计 264.3钻、扩差速器壳体大圆孔的设计 304.4夹紧机构的夹紧力334.5本章小结36结论37参考文献38致谢39第1章概述1.1选题背景机械制造业是一个国家最基础的行业，也决定了一个国家制造业的整体水平，是 各国国民经济的重要支柱。随着电子信息技术的发展，机械制造业也在不断融入新科 技，与计算机交叉结合，用计算机指导工业生产

9、。机械制造工艺学是机械制造技术中 的一门重要学科，它能实现产品设计，可以很好的实现产品的功能。机械加工工艺设计是一门融理论性，科学性，经济性为一体的设计。它涉及知识 面广，决定着零件的加工质量，生产成本，产品效益及生产单位的经济效果。因而， 正确分析零件功用，恰当合理的编写加工工艺规程。选定机床，刀具，量具，设计夹 具。确定加工余量，切削用量，对提高产品质量，劳动生产率，减轻劳动强度等具有 重要的意义。夹具设计一般是在零件的机械加工工艺过程制订之后按照某一工序的具体要求进行的，对不同形状尺寸的工件采用不同的加工方法。设计出满足需要的夹具也是工艺设计中重要的一环。本设计内容包括差速器壳体的工艺规

10、程和夹具的 CADS计，设计重点放在夹具设 计上。本设计把只用于专用机床的夹具设计成普通机床使用的夹具， 提高了夹具的普 遍使用性，但增加了手工操作，增加了劳动强度。1.2课题研究的意义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。在现代轿车或货车，包括许多四轮驱动汽车上，都能找到差速器。这些四轮驱 动车的每组车轮之间都需要差速器。同样，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，前轮较之后轮，走过的距离是不相同的。汽车在行驶过程中，左、右车轮在同一时间内所滚过的路程往往是不相等的，如 转弯时内侧车轮行程比外侧车轮短；左右两轮胎内的气压不等、胎面磨

11、损不均匀、两 车轮上的负荷不均匀而引起车轮滚动半径不相等；左右两轮接触的路面条件不同，行驶阻力不等等。这样，如果驱动桥的左、右车轮刚性连接，则不论转弯行驶或直线行 驶，均会引起车轮在路面上的滑移或滑转， 一方面会加剧轮胎磨损、功率和燃料消耗， 另一方面会使转向沉重，通过性和操纵稳定性变坏。为此，在驱动桥的左、右车轮间 都装有轮间差速器。在多桥驱动的汽车上还常装有轴间差速器，以提高通过性，同时避免在驱动桥间产生功率循环及由此引起的附加载荷、传动系零件损坏、轮胎磨损和燃料消耗等。另外，即使汽车作直线行驶，也会由于左右车轮在同一时间内所滚过的路面垂向 波形的不同，或由于左右车轮轮胎气压、轮胎负荷、胎

12、面磨损程度的不同以及制造误 差等因素引起左右车轮外径不同或滚动半径不相等而要求车轮行程不等。在左右车轮行程不等的情况下，如果采用一根整体的驱动车轮轴将动力传给左右车轮，则会由于左右驱动车轮的转速虽相等而行程却又不同的这一运动学上的矛盾，引起某一驱动车轮产生滑转或滑移。这不仅会使轮胎过早磨损、无益地消耗功率和燃料及使驱动车轮 轴超载等，还会因为不能按所要求的瞬时中心转向而使操纵性变坏。此外，由于车轮 与路面间尤其在转弯时有大的滑转或滑移，易使汽车在转向时失去抗侧滑能力而使稳 定性变坏。为了消除由于左右车轮在运动学上的不协调而产生的这些弊病，汽车左右驱动轮间都装有差速器，后者保证了汽车驱动桥两侧车

13、轮在行程不等时具有以不同速 度旋转的特性，从而满足了汽车行驶运动学要求。同样情况也发生在多桥驱动中，前、后驱动桥之间，中、后驱动桥之间等会因车 轮滚动半径不同而导致驱动桥间的功率循环， 从而使传动系的载荷增大，损伤其零件， 增加轮胎的磨损和燃料的消耗等，因此一些多桥驱动的汽车上也装了轴间差速器。而 差速器壳体是差速器的重要组成部分，所以差速器壳体的加工也就显得比较重要。1.3国内外研究现状上海汽车股份有限公司汽车齿轮厂生产的 F15差壳的材料采用QS 11 MS 55珠光 体可锻铸铁，该差壳铸件一直由韩国公司提供。珠光体可锻铸铁热处理设备投资大、 工艺控制困难，目前在中国难以运用。所以国内差速

14、器壳体的材料通常采用灰铸铁， 因为灰铸铁具有较好的耐磨性、减震性以及良好的铸造性能和切削性能，此外，灰铸 铁的价格也比较低廉。差速器壳体加工工艺分析现状：1安排工艺路线。（1）安排加工工艺顺序时先面后孔，这是因为平面面积较大， 定位稳定可靠，有利于简化夹具结构，减少安装变形。从加工难度来看，平面比孔加 工容易。（2）粗、精加工阶段分开。把粗精加工分开进行，有利于把已加工后由于 各种原因引起的工件变形充分暴露出来，然后在精加工中将其消除。2壳体定位基准的选择。（1）粗基准的选择，主要是为了决定加工平面与加工面 的位置关系，以及保证加工面的余量均匀。（2）精基准的选择，一般为“一面两销”， 即以基

15、准面和定位销孔定位，有利于保证各轴承孔的尺寸和位置精度， 并且工件装卸 方便，减少辅助时间，有利于提高生产率。3壳体平面加工和孔隙加工。差速器壳体内球面加工的现状及分析：差速器壳体零件由于其结构的特殊性，内部球面和端面的加工有较高的难度。以天津齿轮厂生产的为夏利轿车配套的差速器壳体零件为例。国内常用的加工差速器壳体的内球面方法如下：首先由机械手将成形的双面锪刀从壳体中间空洞出送至 球心，然后左右同时向前穿过差速器壳 15M7孔与在球心中的双面锪刀连接。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、右同步运动，从而分别将 两侧球面 成品。锪完球面，两动力头需将锪刀再送至球心，而后由机

16、械手将锪刀从 工件内取出。如图1.1、1.2所示。该工艺的缺点是机床结构复杂，动作繁多。由于成 形刀固定需刀杆穿过壳体 15孑L,再与 锪 刀相连，因此壳体零件限制了刀杆的直 径尺寸，即刀杆直径必须小于 15，造成刀杆强度差。同时因球面加工余量不均匀造 成刀具无法抵抗来自任意方向的切削力而产生变形，其结果是球心位置无法保证，刀杆外圆磨损严重，乃至破坏工件内孔。国外刀具、机床制造商纷纷推出一些解决方案，这些方案主要有以下几类。1. 采用四轴数控车床加弯形车刀对差速器壳体内球面，内端面进行车削加工。2. 采用具有杠杆机构复杂的刀具系统，在刀具通过半轴孔或行星齿轴孔后在差速 器壳体内打开切刃进行切削

17、，完成后合起切刃退刀。这类工艺方案可在加工中心实施， 但可能需要多道工序，效率较低。而这种解决方案的致命问题是可能会产生切刃机构 被铁屑卡住而无法正常退刀现象。3. 采用微型专用刀具在专用机床上加工的解决方案。该方案刀杆和刀具分体制作。 加工时，通过机械手将刀具从差速器壳体窗口送至差速器壳内， 然后刀具杆再插入刀 具孔进行加工，完成后由机械手夹住刀具后刀杆先行拔出，最后将刀具取走。4夹具的现状及分析：根据夹具在不同生产类型中的通用特性，机床夹具大致可分为通用夹具、专用夹 具、可调夹具、组合夹具和拼装夹具五大类。目前，以上各类夹具都有应用，各企业根据自身产品特点和需求采用不同类型的 夹具系统。其

18、中组合夹具根据标准化、模块化的原理，在夹具元件和组件完全标准化的基础 上,由一整套预先制好的标准元件和合件，针对不同工件组合和装配成各种专用夹具。 一旦使用完毕后，可将夹具再拆散成元件和合件，如此不断重复使用。可用于试制单 件小批生产也可用于成批生产。由此可见，组合夹具不仅具有标准化、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。在汽车行业中专用夹具被广泛应用，它只能用于一种产品的一种工件，用于大批 量生产中。图1.1双球面锪刀加工差速器壳体内球面图1.2机械手抓刀具镗差速器壳体内球面1.4设计的基本内容及解决的

19、问题基本内容：1. 对差速器壳体零件进行分析。2. 机械加工工艺规程的制定。（1）制定机械加工工艺规程的步骤和内容;（2）加工余量和工序尺寸的确定；（3）切削用量和时间定额的确定。3. 机床夹具设计。（1）定位方案设计；（2）对刀和导向装置设计；（3）夹紧装置设计；（4）夹具体的设计；（5）专用机床夹具总装配图绘制。4. 解决的主要问题：（1）对于壳体零件的定位基准不好选择。定位基准的选择应先考虑如何选择精基准来加工各个表面，然后考虑如何选择粗基准把作为精基准的表面先加工出来。（2）绘制工序简图时应满足下列要求：第一、工序简图以适当的比例，最少的 视图，表示出工件在加工时所处的位置状态，与本工

20、序无关的部位可不必表示。一般 以工件在加工时正对着加工者的实际位置为主视图。第二、工序图上应标明定位、夹 紧符号，以表示出该工序的定位基准（面）、定位点、夹紧力的作用点及作用方向。 第三、本工序的各个加工表面，用粗实现或粗红实线表示，其他部位用细实线表示。 第四、加工表面上应该标出相应的尺寸、形状、位置精度要求和表面粗糙要求。（3）在选择工序间加工余量时应考虑零件尺寸大小和余量的大小、精度和表面 粗糙度是否符合图样的要求。（4）从工艺设计方法、结构原理、材料及应用等方面分析差速器壳体工艺和夹 具设计和加工技术。第2章零件的分析2.1零件的用途设计工艺规程时，首先应分析零件图及该零件所在的部件或

21、总成的装配图，掌握 该零件在部件或总成中的位置、 功用以及部件或总成对该零件提出的技术要求，明确零件的主要工作表面，以便在拟定工艺规程时采取措施予以保证。本设计所给定的零件是差速器壳体，它与半轴套管配套使用，为微型车的左右转 向提供不同速度的可靠性。130孔和30孔用于安装与微型车两驱动轮相联的齿轮和半轴， 两15用于安 装两行星锥齿轮。整个差速器的功能是使左右驱动轮能以不同的速度旋转， 以满足微 型车转向的需要。现广泛采用对称圆锥齿轮差速器，左右半轴齿轮的齿数及模数相同。它的运动特 性是左右半轴的转速之和等于差速器壳转速的两倍。它的力学特性是将扭矩平均分配 给左右两根半轴。本零件是闭式差速器

22、的重要组成部分之一，它位于差速器的左部与右壳相联，起 着支承、连接和保护的作用。其它各部分功用如下：1. 40外圆支承在轴承上，使差速器壳体旋转，从而传递动力和运动。2. 108外圆与右半壳相配合，一起传递动力、运动、支承工件、保护内部结构。3. 150外圆连接中央传动大圆锥齿轮，使运动和动力传到差速器，而后传到两 个后轮，得到不同的转速。4中间十字轴孔2-15是支承在壳体上的轴孔，传递动力和运动，中间内部是轮 系各齿轮运动的空间。5.8-10用于连接中间大齿轮。2.1.1 分析零件的技术要求对零件的技术要求进行分析，应包括以下内容：1. 掌握零件的几何形状、材料、硬度及热处理情况，了解该零件

23、的主要工艺特点， 形成工艺规程设计的总体构思。2. 分析零件上有哪些表面需要加工，以及各加工表面的尺寸精度、形状精度、位 置精度、表面粗糙度及热处理等方面的技术要求；明确哪些表面是主要加工表面，以便在选择主要表面加工方法及拟定工艺路线时重点考虑；对全部技术要求应进行归纳处理。本零件经仔细审查，零件图视图完整、正确、所有的标注均符合要求，以及尺寸， 公差齐全，从零件图上可以看出差速器壳加工表面，现将其分述如下：(1) 左端加工表面，如表2.1所示表2.1左端加工表面零件加工表面表面粗糙度30轴孔及其倒角 3 X30 Raw 12.5 (im40外圆端面Raw 12.5 (im40外圆表面Ra 3

24、.2 (im48外圆端面Raw 3.2 (im108外圆表面Raw 1.6 (im150外圆端面Raw 1.6 (im150外圆表面Raw 12.5 (im(2) 右端加工表面，如表2.2所示表2.2右端加工表面零件加工表面表面粗糙度30轴孔及其倒角 3 X30 Raw 12.5 (im40外圆端面Raw 12.5 (im40外圆表面Raw 3.2 (im48外圆端面Raw 3.2 (im48外圆表面Raw 3.2 (im(3) 零件内部加工面，如表2.3所示表2.3零件内部加工面零件加工表面表面粗糙度35内圆面Raw 1.6 (im35内止口Raw 3.2 (im46止口Raw 3.2 (i

25、m15十字轴孔内止口Raw 3.2 (im(4) 孔加工，如表2.4表2.4孔加工零件加工表面表面粗糙度8- 10Raw 12.5 (im18十字轴定位孔Raw 3.2 (im15十字轴孔Ra 3.2 (im3. 这三组加工表面主要位置要求如下：(1) 8-10的轴线必须位于直径为公差值0.5,位置与十字轴定位孔中心线成22 0。(2) 30的轴线必须位于公差值为 0.05 mm且与基准轴线同轴的圆柱面内。(3) 150端面必须位于距离为公差值 0.35mm,且垂直于基准轴线的两平行平 面之间。(4) 40端面必须位于公差值0.04mm,且垂直于基准轴线的两平行平面之间。(5) 48端面必须位

26、于距离为公差值 0.05mm,且垂直于基准轴线的两平行平面 之间。(6) 2-15孔相对于基准平面 150端面的位置误差为0.05mm,此十字轴在差 速器壳中是要求各项精度很高的一项。由以上分析可知，对于这几组加工表面，我们可以先加工外端面及外圆，后以外 端为基准加工内部端面及止口，也可以先加工左端，后以左端为基准加工右端，最后 钻孔，并保证它们的位置精度。审查零件的工艺性1. 审查零件图样上的视图、尺寸公差和技术要求是否正确、统一、完整。2. 审查零件的工艺结构性，是否有利于机械加工、装配、热处理及毛坯制造等方 面。如发现有不合理之处应及时提出，并同有关人员商讨图样修改方案。本零件图经审查不

27、需要修改，完全符合要求。2.2确定零件的生产类型零件的生产类型是指企业(或车间、工段、班组、工作地等)生产专业化程度的 分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产、成批 生产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着完全不同的工艺特征。零件的生产类 型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。零件的生产纲领N可按下式计算：N=Qm（ 1+a%）（ 1+b%）（2.1）式中N零件的生产纲领（件/年）；Q产品的年产量（台、辆/年）；M每台（辆）产品中该零件的数量（件/台、辆）

28、；a%备品率，一般取2%-4%b废品率，一般取 0.3%-0.7%根据上式就可以求得零件的生产纲领，在经过查表，就能确定该零件的生常类型。 求本零件的上述参数为：Q=2000台/年m=1件/台由于磨损、修理、损坏等，因而要有悖品率，取a=4%废品率b=1%则得：N=2000（ 1+4%）（1+0.7%）=2080（件/ 年）由零件图可知，该零件加工后的质量小于100kg,查表可知，该差速器壳体为轻型 零件。综上所述，查表可知，N=2080件/年,在5005000之间，该差速器壳体的生产 类型为中批生产。2.3确定毛坯的种类和制造方法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

29、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。2.3.1 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 纲领以及工作环境，零件材料应具备主要机械性能指标。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。差速器壳起着支承、联接，传递扭矩的作用，因而对强度、塑性、任性要求较高。 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的球墨 铸铁。球墨铸铁具有较高的强度，其抗拉强度也大大超过灰口铸铁，球墨铸铁具有良好 的铸造性、减摩性、切削性和低的缺口敏感性，其生产工艺简便，成本低廉，可选用 QT4210。QT

30、4210具有较高的韧性、塑性，在低温下具有较低的韧 -脆转化，其主要性 能如下：最低抗拉强度：c=412Mpa.最低屈服强度：cr=265Mpa.最低延伸率：3=10%.布氏硬度 ：a =294KJ/m2技术条件 ：GB1348 78由于差速器壳承受扭转力矩，为提高强度和耐磨性，铸件成型后，还需进行正火 处理。2.3.2 铸造方法的选择合理的选择铸造方法主要考虑如下因素：1. 零件的使用性能：零件所承受的载荷情况及其所处的工作环境对铸件尺寸精度 和表面粗糙度的要求。2. 零件的铸造工艺性能：零件所采用的合金材料的铸造工艺性能和零件机构的铸 造工艺性能。3. 经济的合理性：各种铸造的方法生产费用

31、的比较和成品零件生产总费用的综合 比较。本零件材料选用QT4210, QT4210具有良好的铸造性能。零件生产类型为中 批生产，而且起支承、连接、传递扭矩的作用，属壳体类中型零件。故选用砂型铸造 或金属型铸造，再从经济性方面应选择工艺简单、成本低廉的木模砂型机器造型，一 次成型，提高生产率。2.3.3 对加工表面的要求1. 每个加工表面，总数不得超过 5个单独孔眼，这些孔直径不大于 3mm,深度 不大于2mm，相距不小于30mm。2. 蜂窝状的铸造孔眼所占面积不大于每个加工表面的1%。2.4绘制毛坯图图2.1零件毛坯2.5本章小结本章确定了零件的生产纲领并针对工艺性做了分析，确定了毛坯的种类和

32、制造形 式分为后续的工艺规程制定选择基准面做了准备第3章机械加工艺规程的制定3.1拟定工艺路线工艺路线的拟定包括：定位基准的选择，各表面加工方法的确定，加工阶段的划 分，工序集中程度的确定，工序顺序的确定。3.1.1 选择定位基准拟定工艺路线的第一步是选择定位基准。为使所选的定位基准保证整个机械加工 工艺过程顺利及进行，通常应先考虑如何选择精基准来加工各个表面， 然后考虑如何 选择粗基准把作为精基准的表面先加工出来。1精基准的选择原则选择精基准时应重点考虑如何减少工件的定位误差，保证加工精度，并使夹具机构简单，工件装夹方便。因此，选择精基准一般应遵循下列原则：（1）基准重合原则 应尽可能选择被

33、加工表面的设计基准为精基准，也就是说 应尽量使定位基准与设计基准重合。这样可避免由于基准不重合而产生的定位误差。（2）基准统一原则 若工件以某一组表面作为精基准定位，可以比较方便地加 工大多数其它表面，则应尽早地把这一组基准表面加工出来，并达到一定的精度，在后继工序均以其作为精基准加工其它表面。 这称之为基准统一原则。采用基准统一原 则可以基准转换所产生的误差； 可以减少夹具数量和简化夹具设计； 可以减少装夹次 数，便于工序集中，简化工艺过程，提高生产率。（3）互为基准原则 对于某些位置精度要求很高的表面，常采用互为基准反复 加工的方法来保证其位置精度，这就是互为基准原则。（4）自为基准原则

34、有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，在加工时 就应尽量选择加工表面本身作为精基准，这就是自为基准原则。（5）便于装夹原则 应选定位可靠、装夹方便的表面作基准，所选的精基准应 该是精度较高、表面粗糙度较小、支承面积较大的表面。根据以上原则，在工件加工中，车削加工选择 108外圆面、40外圆面及 30 内圆面作为精基准。2. 粗基准选择原则选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后继工序提供精基准。粗基准的选择原则对保证加工余量的均匀分配和加工面与非加工表面（作为粗 基准的非加工表面）的位置关系具有重要影响。因此，在选择粗基准时，一般应遵循 下列原则：（1）保证相互位置关系原

35、则：对于同时具有加工表面与不加工表面的工件，为 了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选择不加工表面作粗基准。如果零 件上有多个不加工表面，则应以其中与加工表面位置要求较高的表面作粗基准。（2）保证加工表面加工余量合理分配的原则：如果首先要求保证工件某重要表 面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。（3）便于工件装夹原则：选择粗基准应使定位准确、夹紧可靠、夹具结构简单、 操作方便。为此要求选用的粗基准尽可能平整、光洁，且有足够大的尺寸，不允许有 锻造飞边、铸造浇、冒口或其它缺陷。（4）粗基准在同一尺寸方向上只允许使用一次的原则： 因为粗基准本身是毛坯面， 精度和表面粗糙度均较差

36、，若两次装夹中重复使用同一粗基准， 就会造成相当大的定 位误差。根据以上原则，对于差速器壳体，我们可以选择 1504外圆面作为粗基准。3.1.2 表面加工方法的选择工件上的加工表面往往需要经过粗加工、半精加工、精加工等才能逐步达到质量 要求，加工方法的选择一般应根据每个表面的精度要求，先选择能够保证该要求的最终加工方法，然后再选择前面一系列预备工序的加工方法和顺序。可提出几个方案进行比较，再结合其它条件选择其中一个比较合理的方案。1. 选择表面加工方法时应考虑的因素（1）所选择的加工方法能否达到加工表面的技术要求。（2） 零件材料的性质和热处理要求 例如，淬火钢的精加工要用磨削，因为一 般淬火

37、表面只能采用磨削。有色金属的精加工因材料过软容易堵塞砂轮而不易采用磨 削，需要用高速精细车和精细镗等高速切削的方法。（3）零件的生产类型 选择加工方法必须考虑生产率和经济性。大批大量生产 选用生产率高和质量稳定的方法。例如，加工孔、内键槽、内花键等可以采用拉削的 方法；单件小批量生产则采用刨削、铣削平面和钻、扩、铰孔。（4） 本厂现有设备状况和技术条件技术人员必须熟悉本车间（或者本厂）现 有加工设备的种类、数量、加工范围和精度水平以及工人的技术水平，以充分利用现有资源，并不断对原有设备和工艺装备进行技术改造， 挖掘企业潜力，创造经济效益。由以上可知，查表壳得各表面加工方法如表 3.1。热处理：

38、正火要求一般放在机械加工之前。表3.1各表面加工方法零件加工部位加工方法粗糙度40外圆面粗车-半精车Raw 3.2 (im40外端面粗车Raw 12.5 (im48外端面粗车-半精车Ra 3.2 (im48外圆面粗车-半精车Raw 3.2 (im108外圆面粗车-半精车-精车Raw 1.6 (im150外圆面粗车Raw 12.5 (im150外端面粗车-半精车-精车Raw 1.6 (im30轴孔粗镗Raw 12.5 (im35内圆面粗镗-半精镗-精镗Raw 1.6 (im35内止口粗镗-半精镗Raw 3.2 (im46内止口粗镗-半精镗Raw 3.2 (im30十字轴孔内止口粗镗-半精镗Raw

39、 3.2 (im8-10孔钻孔-扩孔Raw 12.5 (im2- 15孔钻孔-扩孔-铰孔Raw 3.2 (im8十字轴定位孔钻孔-扩孔-铰孔Raw 3.2 (im3.1.3 加工阶段的划分零件的加工质量要求较高或结构较为复杂时，一般工艺路线较长，工序较多，通 常在安排工艺路线时，将其分为几个阶段。根据精度要求的不同，加工阶段可以划分 如下：1. 粗加工阶段：此阶段的主要任务是高效的切除各加工表面上的大部分余量，并 加工出精基准。2. 半精加工阶段：使主要表面消除粗加工后留下的误差，使其达到一定的精度； 为精加工做好准备，并完成一些精度要求不高的表面加工（如钻孔、攻螺纹、铣键槽 等）。3. 精加

40、工阶段：主要是保证零件的尺寸、形状、位置精度及表面粗糙度达到或基 本达到土洋商所规定的要求。精加工切除的余量很小。4. 精整和光整加工阶段：对于加工质量要求很高的表面，再工艺过程中需要安排一些高经典的加工方法（如粳米磨削、珩磨、研磨、金刚石切削等），以进一步提高表面尺寸、形状精度，减小表面粗糙度，最后达到图样的精度要求。应当指出：加工阶段的划分不是绝对的，在应用时要灵活掌握。例如，大批大量 生产要划分得细些，单件、小批生产就不一定严格划分。在自动化生产中，要求工件 在一次安装下尽可能加工多个表面，阶段就难免交叉；有些刚性好的重型工件，由于 装夹和运输很费时，也常在一次装夹下完成全部粗精加工；

41、定位基准表面即使在粗加 工阶段加工，也应达到较高精度。精度要求低的小孔，为避免过多的尺寸换算，通常 放在半精加工或精加工阶段钻削。而本工件可分为如下几个加工阶段：(1) 粗加工阶段：主要是粗车 40外圆端面、30轴孔、大端 50外圆面，为 半精加工提供定位基准，提高生产率。(2) 半精加工阶段：这阶段的作用是为零件主要表面的精加工作好准备(达到 一定的精度和表面粗糙度，保证一定的精加工余量)，并完成一些次要表面的加工(如 钻孔、攻丝、铣键槽等)一般在热处理前进行。(3) 精加工阶段：对于零件上精度和表面粗糙度要求高的表面，还要安排精加工阶段。这个阶段的主要任务是提高加工表面的各项精度和降低表面

42、粗糙度，达到图纸上的要求。3.1.4 工序集中与分散1工序集中与工序分散的概念工序集中与工序分散是拟定工艺路线时，确定工序数目(或工序内容的多少)的 两种不同的原则。工序数少恶而各工序的加工内容多，成为工序集中。工序数多而各 工序的加工内容少，称之为工序分散。2. 工序集中与工序分散的特点工序集中的特点是：有利于采用高生产率机床；减少工件装夹次数，节省装夹工 作时间；有利于保证各加工面的相互位置度；减少工序数目，缩短了工艺路线，也简 化了生产计划和组织工作；专用设备和工艺装备复杂，生产准备周期长，更换产品较 困难。工序分散的特点：可使每个工序使用的设备和夹具比较简单，调整比较容易；工 艺路线长

43、，设备和工人数量多，生产占地面积较大；有利于选择合理的切削用量。3. 工序集中和工序分散的选用工序集中和工序工序分散各有特点， 究竟按何种原则确定工序数目，要根据生产 类型、机场设备、零件结构和技术要求等进行综合分析后选用。(1) 生产类型 单件小批生产中，为简化生产流程，缩短在制品生产周期，减 少工艺装备，应采用工序集中原则。大批大量生产中，若使用多刀多轴的自动机床加 工中心可按工序集中组织生产；若使用由专用机床和专用工艺装备组成的生产线，则 应按工序分散的原则组织生产，这有利于专用设备和专用工装的结构简化和按节拍组 织流水线生产。成批生产时，两种原则均可采用，具体采用何种为佳，则需视其它条

44、 件(零件的技术要求、工厂的生产条件等)而定。（2）零件的结构、大小和质量 对于尺寸和质量较大、形状又很复杂的零件， 应采用工序集中的原则，以减少安装与运送次数。对于刚性差且精度高的精密工件， 为减少夹紧和加工中的变形，则工序应适当分散。（3）零件的技术要求及现场条件 零件上有技术要求高的表面，需采用高精度 的设备来保证质量时，可采用工序分散的原则。对采用数控加工的零件，应考虑如何 减少装夹次数，尽量在一次装夹下加工出全部待加工表面，应采用工序集中的原则。由于生产需求的多变性，对生产过程的柔性要求越来越高，工序集中将越来越成 为生产的主流方式。3.1.5 工序顺序的安排在安排工序顺序时，不仅要

45、考虑机械加工工序，还应考虑热处理工序和辅助工序。1机械加工工序的安排在安排机械加工工序时，应根据加工阶段的划分、基准的选择和被加工表面的主 次来决定，一般应遵循以下几个原则：（1）先基准后其它 即首先应加工用作精基准的表面，再以加工出的精基准为定位基准加工其它表面。如果定位基准不止一个，则应安装基准面转换的的顺序和逐 步提高加工精度的原则来安排基准面和主要表面的加工，以便为后继工序提供适合定位的基准。（2）先粗后精 各表面的加工顺序，按加工阶段，从粗到精进排。（3）先主后次 先加工主要表面，后加工次要表面。（4）先面后孔 先加工平面，后加工孔。因为平面定位比较稳定、可靠，所以 像箱体、支架、连

46、杆等平面轮廓尺寸较大的零件，常先加工平面，然后加工该平面上 的孔，以保证加工质量。2.热处理工序及表面处理工序的安排机械零件中常用的热处理工艺有退火、正火、调质、时效、渗氮等。热处理工序 在工艺过程中的安排是否恰当，是影响零件加工质量和材料使用性能的重要因素。 热 处理的方法、次数和在工艺过程中的位置，应根据材料和热处理的目的而定。（1）为改善工件材料切削性能和消除毛坯内应力而安排的热处理工序，例如退 火、正火、调质和时效处理等，通常安排在粗加工之前进行。（2） 为消除切削加工过程中工件的内应力而安排的热处理工序，例如人工时效、退火等，最好安排在粗加工之后进行。对于机床床身、立柱等较为复杂的铸

47、件，在粗 加工之前都要进行时效处理。对于一些刚性差的精密零件（如精密丝杠），在粗加工、半精加工和精加工过程中要多次安排人工时效。（3）为改善供件力学性能而采用的热处理工序，例如淬火、渗碳淬火等，通常安排在半精加工和精加工之间进行。淬火和渗碳淬火后，工件表面获得了较高的硬度 和耐磨性，心部仍保持一定的强度和较高的日韧性与塑性。 但淬火和渗碳淬火后工件 有较大的变形产生。所以淬硬处理后需要安排精加工工序，以修正淬硬处理产生的变 形。在淬火处理之前，应将键槽、钻孔、攻螺纹、去毛刺等次要表面的加工进行完毕， 以防工件淬硬后无法加工。当个工件需要作渗碳淬火处理时，由于渗碳处理工序会使 工件产生较大的变形

48、，因此常将渗碳工序放在次要表面加工之前进行， 待次要表面加 工完之后再作淬火处理，这样可以减少次要表面与淬硬表面之间的位置误差。（4）为提高工件表面的耐磨性、耐时效而采用的镀鉻、镀锌、发兰等热处理工 序，通常都安排在工艺过程的最后阶段进行。3. 辅助工序的安排辅助工序是指不直接加工，也不改变公件的尺寸和性能的工序，它对保证加工质 量起着重要的作用，在工艺路线中也占有相当的比例。（1）检验工序 为保证零件制造质量，防止生产废品需在下列场合安排检验工 序：粗加工全部结束之后；零件从一个车间送往另一个车间的前后；工时较长和重要 工序的前后；全部加工完成后，即工艺过程最后；除了安排几何尺寸检验（包括形

49、、 位误差的检验）工序这之外，有的零件还要安排特殊检验。例如，用于检验工件内部 质量的超声波检验、X射线检查，一般都安排在机械加工开始阶段进行。用于检验工 件表面质量的磁力探伤、荧光检验，一般都安排在精加工阶段进行。（2）去毛刺及清洗 零件表层或内腔的毛刺对机械装配质量影响甚大，切削加 工之后，应安排去毛刺工序。零件进入装配之前，一般都安排清洗工序。工件内孔、 箱体内腔容易存留切霄，研磨、珩磨等光整加工之后，微小磨粒易附着在工件表面上， 也要注意清洗，否则会加剧零件在使用中的磨损。（3）特殊需要的工序 在用磁力夹紧工件的工序之后，例如，在平面磨床上用 电磁吸盘夹紧工件，要安排去磁工序，不让带有

50、剩磁的工件进入装配线。平衡、剩漏 等工序应安排在精加工之后进行。其他特殊要求，应根据设计图样上的规定，安排在 相应的位置。3.1.6 拟定工艺路线表3.2工序目录表工序号工序名称设备名称10粗车左端面、外圆普通车床20粗车右端面、外圆普通车床30半精车左端面、外圆普通车床40半精车右端面、外圆普通车床50P精车左端面、外圆普通车床60粗镗壳体两端轴孔立式镗床70粗镗左、右两端内圆面及止口立式镗床80半精镗左、右两端内圆面及止口立式镗床90精镗左、右两端内圆面立式镗床100粗镗十字轴孔止口立式镗床110半精镗十字轴孔止口立式镗床120钻、扩十字轴孔立式钻床130钻、扩大圆孔、十字轴定位孔立式钻床

51、140去毛刺一150清洗一160荧光探伤一170最终检杳一3.1.7 绘制工序简图工序简图称工程图，是机械加工工序卡片上附加的工艺简图，用以说明被加工零 件加工要求的简图。工序简图的绘制应满足下列要求：（1）工序简图以适当的比例，最少的视图，表示出工件在加工时所处的位置状 态，与本工序无关的部位可不必表示。 一般以工件在加工时正对着加工者的实际位置 为主视图。（2）工序图上应标明定位、夹紧符号，以表示出该工序的定位基准（面） 、定位 点、夹紧力的作用点及作用方向。（3）本工序的各个加工表面，用粗实线或用粗红实线表示，其他部位用细实线 表示。（4）加工表面上应该标出相应的尺寸、形状、位置精度要求

52、和表面粗糙度要求。 与本工序无关的技术要求一律。3.2编制工艺文件工艺路线拟定以后，就要确定各工序的具体内容，其中包括工序余量、工序余量 及公差的确定；工艺装备的选择；切削用量、时间定额的计算等等。在此基础上，设 计人员还需将上述零件工艺规程设计的结构以图表、卡片和文字材料的形式固定下 来，以便贯彻执行。这类图表、卡片和文字材料统称为工艺文件。在生产中使用的工 艺文件种类很多，归纳起来，常用的工艺文件有三种：3.2.1 机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片是以工序为单位简要说明工件的加工工艺路线的一种工 艺文件。此卡片中包括工序好、工序名称、工序内容、完成各工序的车间和工段、所 用机床与工

53、艺装备的名称及时间定额等内容。它主要用来表示工件的加工流向， 供安排生产计划、组织生产时使用。在单件小批量生产中，一般只用工艺过程卡片。322 机械加工工序卡片机械加工工序卡片是在工艺过程卡片的基础上， 分别为每道工序所编写的一种工 艺文件，用来具体指导工人进行生产，其内容较为详细。上卡片中附有工序简图并详 细说明该工序每个工步的加工内容、工艺参数（切削用量、时间定额等）以及所用的 设备和工艺装备等。工序简图使用定位夹紧符号表示定位基准、夹压位置和夹压方式， 用粗实线指出本工序的加工表面，并给出工序尺寸公差及其技术要求。对于多刀加工 和多工位加工，还应给出工序布置图，以表明工位刀具和工件的相对

54、位置和加工要求。3.3加工余量和工序尺寸的确定3.3.1 加工余量的概念为了保证零件质量，一般都要从毛坯上切除一层材料。毛坯上留着加工用的材料 层，称为加工余量。1. 加工余量的分类（1）总余量和工序余量加工余量有总余量和工序余量之分。总余量是指某一表面毛坯尺寸与零件设计尺 寸之差。工序余量是指每道工序切除的金属层厚度，即相邻两道工序尺寸之差。（2）单边余量和双边余量工序余量有单边余量和双边余量之分。对于非对称表面，工序余量是单边的，称单边余量。即指以一个表面为基准加工另一个表面时相邻两工序尺寸之差。对于外圆与内圆这样具有对称结构的对称表面，工序余量是双边的，称双边余量，即指相邻两 工序的直径

55、尺寸之差。（3）最大余量和最小余量由于各工序尺寸都有公差，所以各工序实际切除的余量是变化的，因此工序余量 有工称余量、最大余量、最小余量之分。相邻两工序的基本尺寸之差即是工称余量。 工称余量的变化范围称为余量公差。工序尺寸公差一般按“入体原则”标注。即对被 包容尺寸（轴径），上偏差为0，其最大尺寸就是基本尺寸；对包容尺寸（孔径、槽宽）， 下偏差为0，其最小尺寸就是基本尺寸。2确定加工余量的方法合理确定加工余量，对保证加工质量、提高生产率和降低成本都有重要意义。余量确定得过小，不能完全切除上工序留在加工表面上的缺陷层和各种误差，也不能补偿本工序加工时工件的装夹误差；余量确定得过大，不仅增加了机械加工余量，降低 生产率，而且浪费原材料和能源，增加刀具等工具消耗，使加工成本升高。确定加工 余量的方法有计算法、查表法和经验估计法等三种。（1）计算法首先分析影响加工余量大小的因素，确定各因素原始数值，再采用相应的计算公 式求加工余量。此种方法考虑问题全面，确定出的余量合理，但计算时需要查阅许多 参考资料和齐全可靠的数据，而且有些统计资料很难查到。它分析计算复杂，在应用 上受到一定的限制，仅在大批大量生产中，对某些重要表面或贵重材料零件的价格可 能