畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）十字軸加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)

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1、 Southwest university of science and technology 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 十字軸加工工藝及其夾具設(shè)計(jì) 學(xué) 院 名 稱 制 造 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院 專 業(yè) 名 稱 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動(dòng) 化 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 教 師 高 級(jí) 工 程 師 年 月 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 I 十字軸加工工藝及其夾具設(shè)計(jì) 摘要：中國已成為世界汽車消費(fèi)大國，發(fā)達(dá)國家爭相在中國建廠，以求提高市場占 有率。中國人口眾多，汽車市場有著巨大的潛力，將為汽車零件的發(fā)展帶來更加廣 闊的發(fā)展空間。 十字軸為驅(qū)動(dòng)橋差速器總成中的一個(gè)

2、零件，其主要作用為支承四個(gè)行星齒輪， 從而實(shí)現(xiàn)汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)的差速轉(zhuǎn)動(dòng)。本文通過對(duì)差速器十字軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析， 制定了差速器十字軸的加工工藝及夾具。針對(duì)零件所要求的加工質(zhì)量，擬定加工方 案并從中選擇最優(yōu)方案。在保證加工質(zhì)量的同時(shí)盡量提高生產(chǎn)效率，選擇合理的機(jī) 床及夾具，以降低成本。以 AUTOCAD 和三維造形軟件 UG(Unigraphics)為設(shè)計(jì)平 臺(tái)，分別繪制了夾具的裝配圖、零件圖和差速器十字軸零件的三維模型。 關(guān)鍵詞：差速器十字軸；加工工藝；夾具設(shè)計(jì) 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 II The processing technology of Differential Cross-a

3、xis and the design of fixtures Abstract: China has become one of the worlds biggest automotive consumers. in order to increase the market share in China ,the developed countries has been building their factories in China. China has large population, the automotive market has great potential. This wi

4、ll give the development of automotive parts a broader space. The Cross-axis is a part of drive axle differential .Its mail role is supporting the four planetary gears on it so that the car can achieve differential rotation when the car swerves. Based on the analyzing of the structures and characteri

5、stics of differential cross-axis, The processing technology of Differential Cross-axis and the design of jigs and fixtures can be formulated. Considering the required processing quality of the parts, then formulate a few blue prints and choose the best one among them. To reduce the processing cost,

6、choose related suitable machine tools and jigs and fixtures on the premise of the required processing quality. Using the software of AUTOCAD and UG as the design of platforms, apartly draft the assembling drawings and the part drawings of the jigs and fixtures and three-dimensional models of differe

7、ntial cross-axis. Key words: differential cross-axis, processing technology, design of jigs and fixtures, 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 III 目 錄 第 1 章 緒 論 .1 1.1 課題背景 1 1.2 國內(nèi)外研究狀況 2 1.2.1 全球主要國家汽車產(chǎn)量變化概述 3 1.2.2 國際零件部件企業(yè)概況及未來趨勢 3 1.2.3 我國汽車工業(yè)概況 3 1.2.4 我國自主品牌的發(fā)展現(xiàn)狀 4 1.2.5 我國汽配市場發(fā)展?fàn)顩r分析 6 1.2.6 我國汽車零部件企業(yè)利潤 7 1.2.7 我國汽

8、車零部件企業(yè)出口現(xiàn)狀及趨勢 7 1.2.8 我國汽車零部件行業(yè)的市場前景 7 1.2.9 從金融危機(jī)中折射出來的我國汽配企業(yè)發(fā)展中的不足 9 1.3 差速器十字軸的作用 10 1.4 課題研究的目的和意義 10 1.5 研究內(nèi)容和研究方法 11 1.6 論文正文的結(jié)構(gòu) 11 第 2 章 零件的工藝總體設(shè)計(jì) .12 2.1 差速器十字軸零件介紹 12 2.2 零件材料分析 12 2.3 工藝難點(diǎn)和特征 13 2.4 設(shè)計(jì)依據(jù) 15 2.5 工藝方案的設(shè)計(jì) 15 2.6 毛坯尺寸的確定 15 第 3 章 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 .17 3.1 銑端面的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 17 3.2 鉆中心孔的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 19

9、 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 IV 3.3 車削的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 20 3.3.1 確定粗車時(shí)的切削用量 21 3.3.2 確定半精車時(shí)的切削用量 22 3.3.3 倒角 22 3.3.4 車槽 22 3.4 銑平面的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 23 3.5 磨削的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 24 3.6 熱處理 26 3.7 磷化處理 27 3.8 各機(jī)加工工序切削用量及機(jī)床和刀具型號(hào) 29 3.8.1 銑端面時(shí)的切削用量及機(jī)床型號(hào)和刀具規(guī)格 29 3.8.2 鉆中心孔時(shí)的切削用量及機(jī)床型號(hào)和刀具規(guī)格 29 3.8.3 車削時(shí)的切削用量及機(jī)床型號(hào)和刀具規(guī)格 29 3.8.4 銑平面時(shí)的切削用量及機(jī)床型號(hào)和刀具規(guī)格 30

10、3.8.5 磨削時(shí)的切削用量及機(jī)床型號(hào)和刀具規(guī)格 30 第 4 章 夾具設(shè)計(jì) .31 4.1 夾具概述 31 4.1.1 機(jī)床夾具的分類 31 4.1.2 夾具的組成 31 4.1.3 機(jī)床夾具的作用 32 4.2 夾具設(shè)計(jì) 33 4.3 定位誤差的計(jì)算 34 4.3.1 V 形塊的定位誤差 34 4.3.2 夾緊力的計(jì)算 35 4.3.3 V 形塊制造誤差在加工時(shí)的影響 39 結(jié) 論 .40 致 謝 .41 參考文獻(xiàn) .42 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 1 第 1 章 緒 論 1.1 課題背景 中國加入世貿(mào)組織后，汽車零部件市場及資本市場全面放開。隨著世界大型跨 國汽車企業(yè)全部進(jìn)入中國，世界

11、著名的跨國汽車零部件巨頭，如德國博世、美國德 爾福、日本電裝、愛信精機(jī)、富士通、阿爾派電子，法國法雷奧等，紛紛以合資、 獨(dú)資的方式來華投資辦廠。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界 100 強(qiáng)的汽車零部件企業(yè)中的 70%已在中 國設(shè)廠，對(duì)中國投資的外資汽車零部件企業(yè)超過 1200 家。 中國汽車零部件產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展引起全球采購商的高度關(guān)注，據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié) 會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至 2007 年 9 月，中國汽車產(chǎn)銷量雙雙超過 640 萬輛。目前，中國 已經(jīng)成為世界第二大汽車消費(fèi)國，第三大汽車生產(chǎn)國，第一大汽車潛在市場。中國 汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，帶動(dòng)了零部件市場的快速發(fā)展。 1 當(dāng)前，零部件全球采購已成為汽車整車制造企業(yè)提高

12、生產(chǎn)效率和競爭力的一條 捷徑，排名全球前幾位的汽車制造商，其零部件自制率僅為三成左右。我們要把握 產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇，在全球分工中贏得自己的利益。 汽車零部件產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢： 我國汽車零部件產(chǎn)業(yè)要想取得進(jìn)一步發(fā)展，就必須納入世界汽車零部件產(chǎn)業(yè)的 發(fā)展軌道，順應(yīng)世界汽車零部件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展潮流。 1.全球化 經(jīng)濟(jì)全球化就是以科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展為動(dòng)力，以信息化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)為平臺(tái)，以跨 國公司的全球運(yùn)作為載體，而進(jìn)行的一場全球范圍內(nèi)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。資源由僅僅 依靠一個(gè)國家內(nèi)部資源開始向全球配置。跨國公司利用全球資源實(shí)現(xiàn)投資、開發(fā)、 生產(chǎn)、采購和銷售最優(yōu)化，以適應(yīng)各地區(qū)不同環(huán)境和市場偏好的需要，提高其競爭 力和謀取競爭

13、優(yōu)勢。零部件全球化涉及采購、生產(chǎn)、研發(fā)、銷售、服務(wù)等許多環(huán)節(jié)， 具體表現(xiàn)為零部件采購全球化、生產(chǎn)外包化、合作研發(fā)全球化和售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化等。 2.專業(yè)化、規(guī)?；?經(jīng)濟(jì)全球化對(duì)零部件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響，由于整車與零部件企業(yè)的 結(jié)構(gòu)關(guān)系正在發(fā)生改變，致使零部件產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了兩個(gè)非常重要的變化：零部件區(qū)域 化向全球化轉(zhuǎn)變，在零部件企業(yè)總數(shù)大幅減少的同時(shí)，全球化專業(yè)性集團(tuán)公司越來 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 2 越多；勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)向低成本國家和地區(qū)轉(zhuǎn)移，并與大跨國公司形成層級(jí)供應(yīng)關(guān) 系。產(chǎn)生的后果是零部件產(chǎn)業(yè)全球資源的再配置和全球采購范圍的擴(kuò)大。這極大地 提高了零部件產(chǎn)業(yè)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)性，降低了成本，

14、提高了零部件企業(yè)的技術(shù)水平和新 產(chǎn)品開發(fā)能力。 3.技術(shù)高新化 世界各大汽車零部件廠商紛紛把航天、航空、電子和信息等高新技術(shù)應(yīng)用于汽 車零部件和總成上，使安全、節(jié)能和環(huán)保技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，高新技術(shù)的應(yīng)用使汽 車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性和舒適性不斷提高，使汽車自動(dòng)化、智能化、電子化、 信息化發(fā)展加速。尤其是以電子信息技術(shù)為代表的高新技術(shù)，不僅在汽車零部件產(chǎn) 品中廣泛應(yīng)用，而且還延伸到開發(fā)設(shè)計(jì)、試制、生產(chǎn)、檢測以及售后服務(wù)等若干方 面。 4.精益化 精益生產(chǎn)、準(zhǔn)時(shí)供貨、零庫存、及時(shí)服務(wù)的要求，使得零部件供應(yīng)廠商要承擔(dān) 起產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)、制造檢驗(yàn)、質(zhì)量保證、及時(shí)供貨以及市場服務(wù)的全部責(zé)任，需 要零部

15、件企業(yè)對(duì)自身進(jìn)行準(zhǔn)確的市場定位，實(shí)行系統(tǒng)化設(shè)計(jì)、模塊化供貨，各環(huán)節(jié) 都要精益化，以提高企業(yè)的競爭力。 5.本土化 由于新興市場具有潛力巨大、成本低的特點(diǎn)，跨國公司在實(shí)施全球化戰(zhàn)略的同 時(shí)，積極推行本土化策略，即利用本土資源、在本土生產(chǎn)適合當(dāng)?shù)叵M(fèi)者需求的車 型和零部件產(chǎn)品，同時(shí)提供營銷和金融服務(wù)，形成本土化的競爭力，以實(shí)現(xiàn)貼近本 土客戶和市場的目標(biāo)。 1.2 國內(nèi)外研究狀況 美國作為全球汽車工業(yè)的重要國家，歷年以來，美國的汽車產(chǎn)銷量一直位列全 球前茅，2008 年源自美國的全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)的大爆發(fā)，首先受到影響的就是美國汽車 工業(yè)，隨后蔓延至歐洲以及美洲的其他國家。2008 年全球汽車產(chǎn)量下降至

16、7052.65 萬輛的情況下，其中美洲國家的汽車產(chǎn)量從 2007 年的 1915.41 萬輛下降至 2008 年 的 1691.65 萬輛，同比下降 11.68；歐洲 2008 年的汽車產(chǎn)量下降至 2177.08 萬輛， 與 2007 年的 2285.26 萬輛相比，下降了 4.73；而以中國、印度為代表的亞洲大 洋洲 2008 年的汽車產(chǎn)量為 3125.64 萬輛，與 2007 年的 3071.49 萬輛相比，增長了 1.76。非洲以及南美洲國家的汽車產(chǎn)量 2008 年有所增長，但總量還比較小，對(duì)全 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 3 球汽車產(chǎn)業(yè)的貢獻(xiàn)度不高。 1.2.1 全球主要國家汽車產(chǎn)量變

17、化概述 由于全球金融危機(jī)的影響，許多產(chǎn)業(yè)工人收入下降，消費(fèi)意愿減少，購車消費(fèi) 者減少，美國、日本、歐洲的汽車企業(yè)削減汽車產(chǎn)量。2008 年日本、美國、德國、 韓國、法國、西班牙、意大利等國家的汽車產(chǎn)量都有所下降，而中國、巴西、印度、 墨西哥、獨(dú)聯(lián)體等國家的汽車產(chǎn)量有所增長。2003 年至 2005 年，美國的汽車產(chǎn)量 一直排在全球的第一位，日本排在第二位，而 2006 年、2007 年美國的汽車產(chǎn)量下 降至第二位，2008 年更是下降至第三位，其中 2008 年與 2007 年相比，美國的汽車 產(chǎn)量下降了 19.25%。日本的汽車產(chǎn)量從 2006 年開始，升至全球的第一位。而最近 幾年，中國的

18、汽車產(chǎn)量在快速增長，2003 年2005 年中國的汽車產(chǎn)量排在第四位， 2006 年中國的汽車產(chǎn)量達(dá)到 718.87 萬輛，升至第三位，僅位于美國和日本之后， 2008 年中國的汽車產(chǎn)量在達(dá)到 934.51 萬輛，升至全球第二位。 1.2.2 國際零件部件企業(yè)概況及未來趨勢 全球汽車工業(yè)的發(fā)展，帶動(dòng)了全球汽車配件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大，這為汽車配件企 業(yè)的發(fā)展提供了龐大的市場空間，造就了德爾福、博士、電裝、偉世通、現(xiàn)代摩比 斯、福吉亞、大陸等國際汽車零配件集團(tuán)。2008 年以來，受金融危機(jī)沖擊最大的應(yīng) 該是汽車零部件制造業(yè)，無論是美國、歐洲還是日本，主流地區(qū)的零部件供應(yīng)商因 銷量大幅下滑出現(xiàn)了嚴(yán)重的資

19、金流問題，已有多個(gè)零部件公司申請(qǐng)破產(chǎn)保護(hù)或被收 購，特別是自 2009 年受美國通用汽車面臨破產(chǎn)保護(hù)消息傳出以來，美國的零部件企 業(yè)破產(chǎn)保護(hù)更為明顯，這其中的原因有美國政府扶持整車企業(yè)的力度大于直接扶持 零部件企業(yè)的力度，零部件企業(yè)常常面臨業(yè)務(wù)的上下游在談判中都很強(qiáng)勢的情況下， 導(dǎo)致自身資金鏈更加緊張如下游的整車廠要求 6 個(gè)月的帳期，而上游的原材料 供應(yīng)商要求款到發(fā)貨；通用、克萊斯勒兩大整車廠進(jìn)行破產(chǎn)保護(hù)，可能有更多的壞 帳發(fā)生或貨款收回的周期變長，也影響了現(xiàn)金流。北美汽車零部件供應(yīng)商在整體車 市沒有轉(zhuǎn)好的情況下，生存難度進(jìn)一步加大，以后的重組案例還將有可能增加。 1.2.3 我國汽車工業(yè)概

20、況 進(jìn)入 2000 年以來在國家宏觀經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的大好形勢帶動(dòng)下，中國順利加入世 界貿(mào)易組織（WTO） ，中國的汽車工業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期，新技術(shù)新車型不斷推出。 市場消費(fèi)環(huán)境正在改善，私人購車異?；钴S。2001 年中國汽車銷售 234 萬輛，其中 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 4 轎車 72.15 萬輛；同比 2000 年分別增長 13.6%和 18.3%。2005 年中國汽車銷售 575.82 萬輛，其中轎車 278.74 萬輛；同比分別增長 13.54%和 24.31%。2006 年在 2005 年高速增長的基礎(chǔ)上，產(chǎn)銷量雙雙突破 700 萬輛，全年銷售 721.6 萬輛，其中 轎車 38

21、2.89 萬輛；同比分別增長 25.13%和 36.89%；2008 年在經(jīng)受全球金融危機(jī)影 響下的中國汽車工業(yè)仍取得了不小的增長，全年汽車銷售 934.51 萬輛，其中轎車 503.73 萬輛，同比分別增長 6.70和 16.14。2009 年 16 月汽車產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到 599.06 萬輛，其中轎車 314.52 萬輛。 1.2.4 我國自主品牌的發(fā)展現(xiàn)狀 二十世紀(jì)八十年代以上，我國汽車工業(yè)基本水平比較低，自從我國第一家汽車 合資企業(yè)上海大眾汽車有限公司成立之后，上海通用、一汽大眾、天津一汽豐田、 長安福特、東風(fēng)標(biāo)致等汽車合資企業(yè)相繼成立，我國乘車市場已經(jīng)基本是外資合資 企業(yè)的天下。由于合資

22、企業(yè)的話語權(quán)更多的是掌握在外方企業(yè)，合資企業(yè)的中方在 新車型引進(jìn)、零部件采購等重要環(huán)節(jié)發(fā)言權(quán)極少，我國以市場換技術(shù)的愿望并沒有 實(shí)現(xiàn)，而是市場給出去了，并沒有換來自己掌握的技術(shù)。最近幾年我國政府以及國 內(nèi)汽車企業(yè)都加強(qiáng)了自主品牌汽車的重視力度，相繼推出一些政策支持自主品牌汽 車的發(fā)展。吉利汽車、奇瑞汽車最近幾年得到了快速度的發(fā)展，而比亞迪汽車在最 近兩年更是自主品牌汽車發(fā)展的典型代表。2008 年在經(jīng)受住全球金融危機(jī)影響之下， 我國自主品牌乘用車銷售量達(dá)到 196.63 萬輛，同比增長 4.22。其中奇瑞汽車公 司 2008 年銷售 35 萬輛，吉利汽車公司 2008 年銷售 22.1 萬輛，

23、比亞迪汽車公司銷 售 19.3 萬輛。 比亞迪: 1995 年 2 月成立,注冊資本 250 萬人民幣,員工 20 人;截至目前,比亞迪已建成 西安、北京、深圳、上海四大產(chǎn)業(yè)基地，研發(fā)人員超過 3000 人,每年獲得國家研發(fā) 專利超過 500 項(xiàng)。2006 年銷售額 129 億人民幣,2007 年 8 月 9 日,總裁王傳福在比亞 迪 F6 下線儀式上宣布兩大目標(biāo):2015 年中國第一，2025 年世界第一。 奇瑞: 2008 年實(shí)現(xiàn)整車銷售 35.6 萬輛，繼續(xù)穩(wěn)居乘用車銷量排行榜前五名，連續(xù)第 八年蟬聯(lián)自主品牌銷量冠軍。2008 年，奇瑞公司第 3 次被財(cái)富雜志評(píng)為“最受 贊賞的中國公司”

24、 ，同時(shí)，在世界知名戰(zhàn)略管理公司羅蘭貝格發(fā)布的最新研究報(bào)告里， 奇瑞第 2 次入圍“全球最具競爭力的中國公司 TOP10”。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 5 吉利: 前身是浙江省臺(tái)州市路橋區(qū)的黃巖縣制冷元件廠,1997 年進(jìn)入汽車產(chǎn)業(yè),1998 年 8 月 8 日第一輛吉利豪情下線,目前集團(tuán)擁有員工 8000 名,總資產(chǎn)逾 50 億人民 幣,并且擁有 109 家 4S 店和 689 余家品牌經(jīng)銷商以及 569 家售后服務(wù)站，另有 430 余家零部件供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)。 我國美系車發(fā)展現(xiàn)狀 上海通用汽車有限公司成立于 1997 年 6 月 12 日，1999 年開始銷售，目前為止 已經(jīng)有近十年的歷程，在

25、國內(nèi)的銷量歷年以 30%左右的速度上升。 由于美國通用汽車公司受到金融危機(jī)的影響而申請(qǐng)破產(chǎn)保護(hù)，并把薩博、歐寶 等品牌向外出售，美國通用公司的破產(chǎn)保持以及品牌銷售措施勢必影響到上海通用 汽車未來的發(fā)展，雖然說上海通用汽車公司中，美國通用只占有其中的 50股份， 還有 50股份掌握在中國上汽集團(tuán)中，而中國汽車市場的高速增長可以為美國通用 公司帶來可觀的利潤來源，使得美國通用不敢輕視中國汽車市場。但是由于美國通 用汽車公司的破產(chǎn)保護(hù)重組以及歐寶等品牌的出售，而上海通用汽車的部分車型技 術(shù)是源自歐寶品牌的，而當(dāng)歐寶品牌出售之后，對(duì)于上海通用汽車公司來說，這些 自歐寶技術(shù)引進(jìn)的品牌未來的技術(shù)問題，將困

26、憂上海通用汽車公司未來發(fā)展。 福特汽車在中國的歷史可追溯到 1913 年，當(dāng)時(shí)第一批福特 T 型車進(jìn)口到中國， 開始銷售。其在中國的銷售從 2003 年開始，逐年以近一倍速度遞增。 我國歐系車發(fā)展現(xiàn)狀 從有汽車產(chǎn)業(yè)開始，歐系車就已經(jīng)立足中國市場，一度以南北大眾傲視群雄， 主導(dǎo)整個(gè)汽車市場，形成“桑塔納一車難求，滿目皆是捷達(dá)”的壯觀局面，從進(jìn)入 中國市場以來，歐系車的銷售一直保持平穩(wěn)增長，這種境況一直維持到 2003 年，歐 系車在中國市場占有率從 1998 年的 65.79%一路下降到 2006 年的 17.87%。這其中有 美、日、韓系汽車廠商從 2003 年開始強(qiáng)勢進(jìn)入中國本土市場蠶食歐系

27、的市場份額的 原因，也因?yàn)闅W系廠商的新車型推出率遠(yuǎn)低于美系、日韓系。 嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)終于迫使歐系車發(fā)生了改變。奔馳寶馬的國產(chǎn)率直線上升，投放車 型向國際化靠攏。雪鐵龍凱旋實(shí)現(xiàn)了全球同步上市，標(biāo)致經(jīng)典車型新家族在中國出 現(xiàn)。奧迪一年之內(nèi)上市多款新車，再現(xiàn)了歐系車穩(wěn)固中國市場的決心。作為歐系車 的代表，南北大眾也在 2006 年度，也紛紛推出經(jīng)典車型的改進(jìn)車型，歐系車終于在 2006 年實(shí)現(xiàn)銷量反彈回升，并逐年穩(wěn)步增長。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 6 我國日韓系汽車車發(fā)展現(xiàn)狀 日本、韓國與中國同屬于亞洲的東亞地區(qū)，三國居民生活習(xí)慣和生活方式具有 一定的相似之處。隨著豐田、本車、日產(chǎn)、韓國現(xiàn)代等汽車企

28、業(yè)進(jìn)入我國成立合資 企業(yè)，日韓系汽車企業(yè)在我國汽車市場取得了長足的發(fā)展，國內(nèi)的日韓系汽車合資 企業(yè)的汽車產(chǎn)銷量在高速度增長。 盡管這些整車廠本土化，但零部件的前裝配套市場受外方的控制比較嚴(yán)格，國 內(nèi)中小型汽車零部件企業(yè)很難有機(jī)會(huì)獲得日韓系整車企業(yè)的前裝配套機(jī)會(huì)。日系整 車企業(yè)的零部件供應(yīng)商基本都是其在日本供應(yīng)商設(shè)在國內(nèi)的分公司，日本小糸、愛 德克斯、日立優(yōu)喜雅、日信、斯坦雷電氣、愛信等日本汽車零部件企業(yè)是日系主機(jī) 廠的主要零部件供應(yīng)商。而北京現(xiàn)代的供應(yīng)商主要有現(xiàn)代摩比斯、三立、萬都、新 韓、大承精工、延鋒偉世通、平和精工等。國內(nèi)汽車零部件中小企業(yè)則主要做汽車 售后維修市場的零部件。 1.2.5

29、 我國汽配市場發(fā)展?fàn)顩r分析 中國的勞動(dòng)力成本優(yōu)勢以及龐大的汽車需求量，使國際汽車配件企業(yè)紛紛到中 國合資或獨(dú)資設(shè)廠，帶動(dòng)我國汽車配件產(chǎn)業(yè)得到進(jìn)一步地快速發(fā)展，特別是自主品 牌的發(fā)展，為國內(nèi)零部件企業(yè)的發(fā)展提供了非常好的良機(jī)。 從 2001 年以來，我國汽車配件行業(yè)產(chǎn)品銷售收入出現(xiàn)了兩次增長高峰，分別出 現(xiàn)在 2002 年、2006、2007 年。2002 年我國汽車配件行業(yè)產(chǎn)品銷售收入達(dá)到 2334.23 億元，與 2001 年相比增長了 45.73%，是進(jìn)入 21 世紀(jì)以來，增長速度最快 的一年。2006 年我國汽車配件行業(yè)產(chǎn)品銷售收入達(dá)到 5240.02 億元，與 2005 年相 比增長了

30、 30.47%；2007 年我國汽車配件行業(yè)產(chǎn)品銷售收入達(dá)到 7566.54 億元，與 2006 年相比增長了 44.40%。2008 年我國汽車零配件業(yè)產(chǎn)品銷售收入達(dá)到 9000 億元。 2004-2008 年汽車零部件行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值及增速變化： 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 7 圖 1-1 2004-2008 年汽車零部件行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值及增速變化 近 5 年，汽車零部件發(fā)展速度都非常快，行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值增速都保持在 16%以 上，平均增速達(dá) 28.8%。2008 年零部件產(chǎn)值占整車的比例從 07 年的 72%上升到 82.6%。 但是受累于汽車行業(yè)的低迷，我國汽車零部件行業(yè)雖然仍然表現(xiàn)出了強(qiáng)勁

31、的增長勢 頭，但是增幅與 07 年 36.76%的增幅相比仍有較大回落。 近 5 年來我國汽車零部件行業(yè)保持持續(xù)高速增長，銷售收入增速保持在 20%以 上，平均增速為 30%。2008 年在整體經(jīng)濟(jì)不景氣的環(huán)境下，我國汽車零部件行業(yè)銷 售收入仍達(dá)到 9279.77 億元，比 07 年增長 24%，但是與工業(yè)總產(chǎn)值類似，銷售收入 的增幅還是較 07 年有所下降，同比增幅僅為 2007 年的一半，其中出口走低是主要 原因。 1.2.6 我國汽車零部件企業(yè)利潤 中國汽車零部件廠商 2008 年利潤率仍然達(dá)到 5.1%，高于整車廠 3.2%的平均水 平，但從全球市場來看，08 年第四季度日本汽配供應(yīng)商

32、的利潤率是最高的，其次為 歐洲，而中國和美國的利潤率分別為 9%和 14%。國家統(tǒng)計(jì)局公布的工業(yè)企業(yè)數(shù)據(jù)顯 示：09 年汽車零部件行業(yè) 35 月份利潤總額分別同比增長 14.0%,其主要增長點(diǎn)為 輪胎行業(yè)受益于成本下降,35 月份實(shí)現(xiàn)稅前利潤 38 億元,同比大幅上升 107%,達(dá)到 單季歷史最高水平。 1.2.7 我國汽車零部件企業(yè)出口現(xiàn)狀及趨勢 2008 年在經(jīng)歷全球金融危機(jī)影響的情況下，我國汽車零部件行業(yè)的出口量仍取 得了 25.79增長，這非常難得。汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)脫離整車企業(yè)并形成專業(yè)化 零部件集團(tuán)，正成為一種全球化趨勢。國內(nèi)一批科技含量高、效益好、規(guī)模大的汽 車及零部件企業(yè)逐步成

33、長起來。隨著國際上汽車行業(yè)開始實(shí)行零部件“全球化采購” 策略及國際跨國汽車企業(yè)推行本土化策略，國內(nèi)市場將出現(xiàn)巨大的零部件配件缺口。 但是隨著人民幣升值和出口退稅率的下降，中國采購面臨的壓力更大，國際采 購商已經(jīng)將有可能把采購目光轉(zhuǎn)移到越南、印度、泰國、澳大利亞等其它國家與地 區(qū)。但由于中國汽車產(chǎn)業(yè)的成熟發(fā)展，未來幾年，中國汽車零部件出口仍將能保持 一定的增長，但增長速度將大大降緩。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 8 1.2.8 我國汽車零部件行業(yè)的市場前景 1、汽車零部件企業(yè)在我國乃至世界汽車工業(yè)中的地位都在逐步提升。 從世界汽車零部件行業(yè)的總體格局看，2007 年世界汽車零部件產(chǎn)業(yè)主要國家為

34、美國（2140 億美元） 、日本（1969 億美元） 、德國（1090 億美元） 、中國（1020 億美 元） 、韓國（540 億美元） 、巴西（360 億美元）和印度（180 億美元） 。汽車零部件 出口方面，中國排在美國、日本、德國之后，居第四位。 2、我國車市的快速發(fā)展將為汽車零部件行業(yè)的發(fā)展帶來機(jī)遇。 按照國際運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)，汽車行業(yè)整車與零部件規(guī)模比例應(yīng)為 1：1.7。至 2007 年 11 月，我國汽車整車制造業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值為 9596.24 億元，汽車零部件工業(yè)總產(chǎn)值 為 6835.25 億元，兩者規(guī)模比例 1：0.7，我國汽車零部件產(chǎn)業(yè)還存在較大的發(fā)展空 間。 3、中國自主品牌整車的

35、發(fā)展將帶動(dòng)我國的汽車零部件企業(yè)的發(fā)展 零部件產(chǎn)品的水平是在和整車的互動(dòng)中逐步提高的。國內(nèi)像比亞迪、奇瑞、吉 利這樣具備了一定規(guī)模的自主品牌整車企業(yè)，已經(jīng)開始重視和零部件企業(yè)建立長期 的戰(zhàn)略合作關(guān)系了，這就為帶動(dòng)我國零部件發(fā)展創(chuàng)造了基本條件。 4、后市場將成為汽車零部件行業(yè)未來的主要增長點(diǎn) 美國新聞周刊和英國經(jīng)濟(jì)學(xué)家周刊，近年都曾刊載專門文章，對(duì)汽配 市場的潛力和前景進(jìn)行分析，同時(shí)引用了世界排名前 10 位的汽車公司近 10 年利潤 情況分析，最后得出結(jié)論：在一個(gè)完全成熟的國際化的汽車市場，有 50%60%的利 潤是在其服務(wù)領(lǐng)域中產(chǎn)生的。據(jù)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測，大概在 2010 年的時(shí)候，汽車零 部

36、件工業(yè)總產(chǎn)值將達(dá)到 12000 億元，其中，OEM 配套產(chǎn)值 6300 億元；售后維修市場 1700 億元；出口 4000 億元（500 億美元） 。 5、金融危機(jī)將促使我國零部件企業(yè)的綜合實(shí)力得到提升 由于受到金融海嘯的侵襲，一些外部依存度高，同時(shí)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)實(shí)力不強(qiáng)的企 業(yè)，將面臨破產(chǎn)或被兼并，一批具有一定規(guī)模和實(shí)力的零部件企業(yè)，自身生產(chǎn)規(guī)模 與集中度將不斷提高，并收購國外多家汽車零部件巨頭因破產(chǎn)轉(zhuǎn)讓的優(yōu)良技術(shù)及品 牌. 美國外國投資委員會(huì)（CFIUS）已正式批準(zhǔn)北京京西重工有限公司收購美國德爾 福公司下屬的制動(dòng)與懸掛兩個(gè)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)和相關(guān)資產(chǎn)。我國政府已受理京西重工關(guān) 于收購上述兩項(xiàng)業(yè)務(wù)和相

37、關(guān)資產(chǎn)的申請(qǐng)。京西重工以 1 億美元的價(jià)格收購了德爾福 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 9 全球汽車制動(dòng)和懸掛項(xiàng)目，準(zhǔn)備在北京房山竇店構(gòu)建高端零部件產(chǎn)業(yè)園區(qū)。 1.2.9 從金融危機(jī)中折射出來的我國汽配企業(yè)發(fā)展中的不足 1、企業(yè)規(guī)模仍比較小，80%以上的企業(yè)銷售收入不足 1 億元。 2009 年 6 月 30 日，國務(wù)院發(fā)展研究中心發(fā)布了汽車藍(lán)皮書 ，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)， 目前內(nèi)資大型汽車零部件企業(yè)數(shù)量在全行業(yè)中的比例還不到 1%，大中型企業(yè)也不足 15%，07 年零部件行業(yè)平均月度利潤水平在 7%左右，與生產(chǎn)和銷售環(huán)節(jié)相比，其平 均利潤水平最低。 2、產(chǎn)品主要以機(jī)械加工為主，產(chǎn)品附加值有待提高。 數(shù)據(jù)

38、顯示，在我國汽車電噴系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)、ABS 和安全氣囊等核心零 部件的產(chǎn)量中，外資企業(yè)所占的比例分別為 100%、100%、91%和 69%。業(yè)界普遍認(rèn)為， 新能源汽車有可能成為我國汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的突破口，但自 08 以來，我國 在新能源汽車上開始越來越多地采用進(jìn)口關(guān)鍵零部件。 3、技術(shù)創(chuàng)新層次和質(zhì)量有待增強(qiáng)。 國內(nèi)申請(qǐng)汽車技術(shù)專利 80%左右以實(shí)用新型為主，發(fā)明專利申請(qǐng)較少，雖然多 數(shù)高新技術(shù)產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了本土化生產(chǎn)，但核心技術(shù)基本掌握在外方手中。 我國汽配企業(yè)尤其是中小企業(yè)發(fā)展的對(duì)策分析 1、零部件企業(yè)要在全球大市場中找準(zhǔn)自己的位置。 2、積極發(fā)展汽車零部件與汽車配套關(guān)系。

39、3、我國汽車零部件企業(yè)要順利進(jìn)入跨國車廠的全球采購體系，提升自身競爭 力，必須在質(zhì)量(Quality)、服務(wù)(Service)、技術(shù)(Technology)和價(jià)格 (Price)方面達(dá)到跨國車廠的基本要求。 質(zhì)量：要在產(chǎn)品高質(zhì)量的基礎(chǔ)上，保障質(zhì)量的一致性。 服務(wù)：技術(shù)和質(zhì)量服務(wù)、倉庫管理、供貨及時(shí)、快速反應(yīng)能力和產(chǎn)品緊急遞送 需求等。 技術(shù)：而加快自主品牌建設(shè)，實(shí)現(xiàn)與跨國車廠同步開發(fā)。 價(jià)格：轉(zhuǎn)變成本管理觀念，提高成本管理水平。 4、推動(dòng)零部件企業(yè)重組、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。 5、積極開拓汽車后市場。 2 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 10 1.3 差速器十字軸的作用 汽 車 在 拐 彎 時(shí) 車 輪 的

40、 軌 線 是 圓 弧 ， 如 果 汽 車 向 左 轉(zhuǎn) 彎 ， 圓 弧 的 中 心 點(diǎn) 在 左 側(cè) ， 在 相 同 的 時(shí) 間 里 ， 右 側(cè) 輪 子 走 的 弧 線 比 左 側(cè) 輪 子 長 ， 為 了 平 衡 這 個(gè) 差 異 ， 就 要 左 邊 輪 子 慢 一 點(diǎn) ， 右 邊 輪 子 快 一 點(diǎn) ， 用 不 同 的 轉(zhuǎn) 速 來 彌 補(bǔ) 距 離 的 差 異 。 如 果 后 輪 軸 做 成 一 個(gè) 整 體 ， 就 無 法 做 到 兩 側(cè) 輪 子 的 轉(zhuǎn) 速 差 異 ， 也 就 是 做 不 到 自 動(dòng) 調(diào) 整 。 為 了 解 決 這 個(gè) 問 題 ， 早 在 一 百 年 前 ， 法 國 雷 諾 汽 車

41、 公 司 的 創(chuàng) 始 人 路 易 斯 .雷 諾 就 設(shè) 計(jì) 出 了 差 速 器 這 個(gè) 東 西 。 當(dāng) 汽 車 直 行 時(shí) ， 左 、 右 車 輪 與 行 星 輪 架 三 者 的 轉(zhuǎn) 速 相 等 處 于 平 衡 狀 態(tài) ， 而 在 汽 車 轉(zhuǎn) 彎 時(shí) 三 者 平 衡 狀 態(tài) 被 破 壞 ， 導(dǎo) 致 內(nèi) 側(cè) 輪 轉(zhuǎn) 速 減 小 ， 外 側(cè) 輪 轉(zhuǎn) 速 增 加 。 差 速 器 的 這 種 調(diào) 整 是 自 動(dòng) 的 ， 這 里 涉 及 到 “最 小 能 耗 原 理 ”， 也 就 是 地 球 上 所 有 物 體 都 傾 向 于 耗 能 最 小 的 狀 態(tài) 。 例 如 把 一 粒 豆 子 放 進(jìn) 一 個(gè)

42、碗 內(nèi) ， 豆 子 會(huì) 自 動(dòng) 停 留 在 碗 底 而 絕 不 會(huì) 停 留 在 碗 壁 ， 因 為 碗 底 是 能 量 最 低 的 位 置 （ 位 能 ） ， 它 自 動(dòng) 選 擇 靜 止 （ 動(dòng) 能 最 小 ） 而 不 會(huì) 不 斷 運(yùn) 動(dòng) 。 同 樣 的 道 理 ， 車 輪 在 轉(zhuǎn) 彎 時(shí) 也 會(huì) 自 動(dòng) 趨 向 能 耗 最 低 的 狀 態(tài) ， 自 動(dòng) 地 按 照 轉(zhuǎn) 彎 半 徑 調(diào) 整 左 右 輪 的 轉(zhuǎn) 速 。 當(dāng) 轉(zhuǎn) 彎 時(shí) ， 由 于 外 側(cè) 輪 有 滑 拖 的 現(xiàn) 象 ， 內(nèi) 側(cè) 輪 有 滑 轉(zhuǎn) 的 現(xiàn) 象 ， 兩 個(gè) 驅(qū) 動(dòng) 輪 此 時(shí) 就 會(huì) 產(chǎn) 生 兩 個(gè) 方 向 相 反 的

43、附 加 力 ， 由 于 “最 小 能 耗 原 理 ”， 必 然 導(dǎo) 致 兩 邊 車 輪 的 轉(zhuǎn) 速 不 同 ， 從 而 破 壞 了 三 者 的 平 衡 關(guān) 系 ， 并 通 過 半 軸 反 映 到 半 軸 齒 輪 上 ， 迫 使 行 星 齒 輪 產(chǎn) 生 自 轉(zhuǎn) ， 使 外 側(cè) 半 軸 轉(zhuǎn) 速 加 快 ， 內(nèi) 側(cè) 半 軸 轉(zhuǎn) 速 減 慢 ， 從 而 實(shí) 現(xiàn) 兩 邊 車 輪 轉(zhuǎn) 速 的 差 異 。 驅(qū) 動(dòng) 橋 兩 側(cè) 的 驅(qū) 動(dòng) 輪 若 用 一 根 整 軸 剛 性 連 接 ， 則 兩 輪 只 能 以 相 同 的 角 度 旋 轉(zhuǎn) 。 這 樣 ， 當(dāng) 汽 車 轉(zhuǎn) 向 行 駛 時(shí) ， 由 于 外 側(cè) 車

44、輪 要 比 內(nèi) 側(cè) 車 輪 移 過 的 距 離 大 ， 將 使 外 側(cè) 車 輪 在 滾 動(dòng) 的 同 時(shí) 產(chǎn) 生 滑 拖 ， 而 內(nèi) 側(cè) 車 輪 在 滾 動(dòng) 的 同 時(shí) 產(chǎn) 生 滑 轉(zhuǎn) 。 即 使 是 汽 車 直 線 行 駛 ， 也 會(huì) 因 路 面 不 平 或 雖 然 路 面 平 直 但 輪 胎 滾 動(dòng) 半 徑 不 等 （ 輪 胎 制 造 誤 差 、 磨 損 不 同 、 受 載 不 均 或 氣 壓 不 等 ） 而 引 起 車 輪 的 滑 動(dòng) 。 3 1.4 課題研究的目的和意義 在汽車零部件的生產(chǎn)過程中，要分析并優(yōu)化零件的生產(chǎn)工藝及其夾具方案，以 達(dá)到提高汽車零件生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，以降低生產(chǎn)成

45、本，從而增強(qiáng)自己的競爭力， 擴(kuò)大市場占有率。通過對(duì)課題的分析與設(shè)計(jì)能夠減少原材料的消耗，降低工人的生 產(chǎn)成本。另外對(duì)增強(qiáng)企業(yè)的競爭力業(yè)有重大的意義。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 11 1.5 研究內(nèi)容和研究方法 通過查找資料，研究差速器十字軸的加工工藝，繪制工藝流程圖和工序圖，同 時(shí)設(shè)計(jì)其中一道工序的夾方案，詳細(xì)內(nèi)容如下： 1. 首先仔析要加工的零件圖，分析零件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、精度要求、原 材料尺寸規(guī)格和力學(xué)性能，并結(jié)合供選用的加工設(shè)備規(guī)格及制造條件、生產(chǎn)批量等 因素，分析零件的加工工藝性。良好的加工工藝性應(yīng)保證材料消耗少、工序數(shù)目少、 占用設(shè)備數(shù)量少、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、操作簡單。 2. 確

46、定工藝方案和主要工藝參數(shù)的計(jì)算。在分析了零件的工藝性后，找出零件 的加工難點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況提出各種可能的加工方案，內(nèi)容包括工序性質(zhì)、工序數(shù) 目、工序順序及組合方式等。有時(shí)同一工序也存在多個(gè)可行的工藝方案，通常每種 方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)從產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、設(shè)備占用情況、零件制造的難易程度 和壽命高低、生產(chǎn)成本、操作方便與安全程度等方面進(jìn)行綜合分析、比較，確定出 適合于現(xiàn)有生產(chǎn)條件的最佳方案。方案確定好后，應(yīng)確定各工序的切削用量，如背 吃刀量、主軸轉(zhuǎn)速、加工余量等參數(shù)。 3. 選擇加工設(shè)備。根據(jù)要完成的工序性質(zhì)和各種機(jī)床設(shè)備的特點(diǎn)，在保證零件 的加工質(zhì)量的同時(shí)，提高生產(chǎn)效率。在加工零件時(shí)，主要用到

47、銑床、車床、鉆床、 磨床。如在銑端面時(shí)，可以選擇在普通銑床上加工，也可以在雙端面銑床上加工， 在雙端面銑床上加工零件的效率更高，因此可以選擇雙端面銑床來銑端面。 4. 夾具設(shè)計(jì)。在加工零件時(shí)，都會(huì)用到夾具，機(jī)床一般都一套通用夾具，適合 加工形狀不是很復(fù)雜的零件。但當(dāng)零件的形狀較復(fù)雜，加工精度要求較高時(shí)，如果 只用機(jī)床配套的夾具時(shí)，有可能影響零件的加工精度，也不便于提高生產(chǎn)效率。十 字軸是大批量生產(chǎn)，零件形狀雖不復(fù)雜，但加工精度要求較高。在保證零件加工精 度的同時(shí)提高生產(chǎn)效率，結(jié)合機(jī)床特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一套適合十字軸加工的專用夾具，那 么生產(chǎn)效率將會(huì)得到很大提高。 1.6 論文正文的結(jié)構(gòu) 本文共分 4

48、章，內(nèi)容包括：緒論（簡述了該課題的背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和研 究方法以及意義和目的） ；零件工藝總體設(shè)計(jì)（包括零件材料的分析和工藝方案的設(shè) 計(jì)等） ；各工序參數(shù)的計(jì)算（包括背吃刀量、進(jìn)給速度等參數(shù)的確定） ；夾具設(shè)計(jì) （包括定位誤差和夾緊力的計(jì)算及液壓系統(tǒng)夾緊的設(shè)計(jì)） 。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 12 第 2 章 零件的工藝總體設(shè)計(jì) 2.1 差速器十字軸零件介紹 該零件形狀相對(duì)比較簡單，從圖中可以看到零件有四個(gè)軸頸及軸頸上的幾個(gè)平 面，主要通過銑、車、磨、鉆等加工方法來完成零件的加工 批量：年產(chǎn) 30000 件產(chǎn)品，單班生產(chǎn)；該零件的尺寸精度要求較高，因此，在 設(shè)計(jì)工藝時(shí)要考慮其加工質(zhì)量和生

49、產(chǎn)效率。 圖 2-1 差速器十字軸實(shí)物圖 2.2 零件材料分析 十字軸的毛坯材料一般選用 20CrMnTi,毛坯采用模鍛方法制造。 20CrMnTi 材料介紹： 20CrMnTi 是 滲 碳 鋼 ,滲 碳 鋼 通 常 為 含 碳 量 為 0.17%-0.24%的 低 碳 鋼 .汽 車 上 多 用 其 制 造 傳 動(dòng) 齒 輪 .是 中 淬 透 性 滲 碳 鋼 中 CrMnTi 鋼 ,其 淬 透 性 較 高 ,在 保 證 淬 透 情 況 下 ,具 有 較 高 的 強(qiáng) 度 和 韌 性 ,特 別 是 具 有 較 高 的 低 溫 沖 擊 韌 性 .20CrMnTi 表 面 滲 碳 硬 化 處 理 用 鋼

50、 .良 好 的 加 工 性 ,特 加 工 變 形 微 小 ,抗 疲 勞 性 能 相 當(dāng) 好 .用 途 :用 于 齒 輪 ,軸 類 ,活 塞 類 零 配 件 等 .用 于 汽 車 ,飛 機(jī) 各 種 特 殊 零 件 部 位 . 特 性 及 適 用 范 圍 ： 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 13 20CrMnTi 是 性 能 良 好 的 滲 碳 鋼 ， 淬 透 性 較 高 ， 經(jīng) 滲 碳 淬 火 后 具 有 硬 而 耐 磨 的 表 面 與 堅(jiān) 韌 的 心 部 ， 具 有 較 高 的 低 溫 沖 擊 韌 性 ， 焊 接 性 中 等 ， 正 火 后 可 切 削 性 良 好 。 用 于 制 造 截 面 30

51、mm 的 承 受 高 速 、 中 等 或 重 載 荷 、 沖 擊 及 摩 擦 的 重 要 零 件 ， 如 齒 輪 、 齒 圈 、 齒 輪 軸 十 字 頭 等 。 化 學(xué) 成 份 (分 )： 碳 C： 0.17 0.23 硅 Si： 0.17 0.37 錳 Mn： 0.80 1.10 硫 S： 允 許 殘 余 含 量 0.035 磷 P： 允 許 殘 余 含 量 0.035 鉻 Cr： 1.00 1.30 鎳 Ni： 允 許 殘 余 含 量 0.030 銅 Cu： 允 許 殘 余 含 量 0.030 鈦 Ti： 0.04 0.10 力 學(xué) 性 能 ： 抗 拉 強(qiáng) 度 b (MPa)： 1080(

52、110) 屈 服 強(qiáng) 度 s (MPa)： 835(85) 伸 長 率 5 ( )： 10 斷 面 收 縮 率 ( )： 45 沖 擊 功 Akv (J)： 55 沖 擊 韌 性 值 kv (J/cm2)： 69(7) 硬 度 ： 217HB 試樣尺寸：試樣毛坯尺寸為 15mm。 4 2.3 工藝難點(diǎn)和特征 以下是十字軸零件圖 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 14 圖 2-2 差速器十字軸零件圖 十字軸的主要加工表面及技術(shù)要求： （1） 四個(gè)軸頸尺寸為 mm， ，長度為（97.50.25）mm03.28mRa8. （2） 各軸頸中心線的不相交度公差為 0.06mm,軸頸中心線的垂直度公差為 0.0

53、75mm/97mm。 （3） 表面滲碳層的深度為 0.9 1.3mm。 （4） 表面硬度為 58 63HRC。 （5） 鍛件硬度為 200 230HB。 （6） 磨后進(jìn)行磷化處理。 5 通過分析零件圖可以看出，各軸頸的表面精度要求比較高，在加工時(shí)要考慮各 軸頸中心線的不相交度公差和垂直度公差。因此，加工軸的中心孔是非常重要的一 步，直接影響零件的精度。在設(shè)計(jì)工藝時(shí)，即要保證零件的加工質(zhì)量，又要考慮提 高零件的生產(chǎn)效率，二者兼顧。 通過分析，在工藝的設(shè)計(jì)中需要著重解決好以下問題: （1）軸頸表面所要求的精度。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 15 毛坯尺寸 （2）各軸頸中心線的不相交度和垂直度公差所

54、要求的精度。 （3）盡量減少工件的裝夾時(shí)間，以提高生產(chǎn)效率。 2.4 設(shè)計(jì)依據(jù) 生產(chǎn)綱領(lǐng)：年產(chǎn) 30000 件產(chǎn)品，單班生產(chǎn)； 產(chǎn)品圖紙：零件圖如圖 2-2 所示。 2.5 工藝方案的設(shè)計(jì) 通過查找資料，最終擬定兩套方案： 方案一：銑四軸頸端面鉆四軸頸端面中心孔頂中心孔車四軸徑外圓、倒角、 車槽銑平面頂磨四軸頸端面靠平滲碳淬火處理檢測形位公差和校正鉆 四軸頸中心孔頂磨四軸徑磷化處理。 6 方案二：銑端面鉆中心孔中間檢查車外圓、倒角、車槽銑平面中間 檢查熱處理粗磨軸頸精磨軸頸最終檢查磷化處理； 5 方案比較：方案一的工序較多，需鉆兩次中心孔，銑兩次端面，工件經(jīng)過磨削 后再進(jìn)行熱處理，在熱處理過程

55、中，工件會(huì)變形，影響零件的精度，方案二工序較 少，工件經(jīng)過熱處理后再進(jìn)行磨削，零件的精度可以得到保證。方案一有部分工序 需重復(fù)，生產(chǎn)效率較低，對(duì)批量生產(chǎn)不利。方案二工序雖較少，但生產(chǎn)效率較高。 從總體看，結(jié)合零件的生產(chǎn)要求，方案二更合理。 2.6 毛坯尺寸的確定 零件圖給出了零件的最終尺寸，是經(jīng)過各種工序加工后得到的產(chǎn)品，因此要查 出各工序的加工余量，倒推零件的毛坯尺寸。 根據(jù)工藝方案，可以發(fā)現(xiàn)： 在加工過程中“銑端面”這一道工序使毛坯的總長度變短，車外圓粗磨及精磨 使各軸頸的尺寸變小。因此只要查出這三道工序的加工余量就可以知道毛坯的尺寸。 通過查詢機(jī)械加工工藝手冊 7可知： 精磨加工余量：0

56、.2mm 加工過程 零件尺寸 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 16 粗磨加工余量：0.12mm 半精車加工余量：1.3mm 粗車加工余量：2.0mm 精銑加工余量：2.5mm 由此可以得到軸頸的尺寸為：28+0.2+0.12+1.3+2.0=31.62mm 十字軸毛坯的長度為：（97.5+2.5）*2=200mm 查手冊可知，模鍛件中心尺寸距尺寸偏差在 0 30mm 為 0.3mm，在 80 120mm 為 0.5mm,考慮到加工時(shí)的余量，軸頸的基本尺寸定為 3 因此，零件的毛坯尺寸便可以確定下來 軸頸尺寸為： mm3.0 十字軸中心線到軸端面的毛坯尺寸為： mm5.01 根據(jù)各工序的加工方法及加

57、工所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度 8，可以定出各工序的加工作 量： 3.021.049052.3803.03.2 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 17 第 3 章 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 銑端面的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 由文獻(xiàn)9,669表 8-94 選擇銑刀直徑，可得如下表格： 表 3-1 銑刀直徑的選擇 刀具名稱 硬質(zhì)合金端銑刀 背吃刀 /mmpa4 5 6 7 8 10 側(cè)吃刀 /mme60 90 120 180 260 350 銑刀直徑 /mm0d80 100125 160200 200250 320400 400500 銑十字軸端面采用端銑刀，根據(jù)十字軸的加工余量可知： 背吃刀量 2.5 3mmpa 側(cè)吃刀量 =

58、32mme 根據(jù)背吃刀量和側(cè)吃刀量，可知： 銑刀直徑 =80mm0d 由于背吃刀量 2.5 3mm，所以銑削時(shí)可一次加工完成，根據(jù)端面的表面粗糙pa 度 =1.25，由文獻(xiàn) 9，670表 8-96 可知：銑刀每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為 :aR f=0.20.3mm/r 由于工件材料為 20CrMnTi，為低碳鋼，毛坯的硬度為 200230HB, 由文獻(xiàn)9 ，673 表 8-99，可查得硬質(zhì)合金刀具銑削速度范圍，如下表所示： 表 3-2 硬質(zhì)合金刀具銑削速度推薦范圍 加工材料 硬度(HB) 銑削速度 /cv1sm 低、中碳鋼 1.66mm/s 時(shí)，可查得cv f=0.350.40mm/r。根據(jù)機(jī)床說明書，取

59、f=0.36mm/r。 （3）確定切削速度 與機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 由文獻(xiàn)9，638表 8-57，可得切削速度范圍cv =1.6672.17mm/s?？紤]到進(jìn)給量取得較大，故取 =2m/s。按公式得主軸轉(zhuǎn)速cv cv)/(95.21)/(0.21/10 srdnc 按機(jī)床說明書，取 n=20r/s。按公式算得實(shí)際切削速度為 mvc /8.33 此速度大于預(yù)估速度，故可用。由于半精車切削力較小，故一般不需驗(yàn)算。最 后選定半精車的切削用量為： =0.55mm，f=0.36mm/r ， ，n=20r/s。pa svc/8.1 3.3.3 倒角 差速器在工作時(shí)，四個(gè)行星齒輪安裝在十字軸的四個(gè)軸頸上，倒角一方面

60、便于 行星齒輪的安裝，同時(shí)也可以減小十字軸在工作時(shí)應(yīng)力過于集中的問題。 由于外圓車刀可以倒 的角，因此在半精車過后，機(jī)床可以不用停車，只需o45 把刀具退回到軸的端面，由于外圓車刀可以倒 的角，可以直接用外圓車刀來倒o45 角。半精車過后，工件的尺寸變?yōu)?，而零件的最終尺寸為 ，對(duì)好刀之m32.828 后，工件的單邊加工余量： 0.32/2+1=1.16mm。因此，倒角時(shí)的切削用量為： ，f=0.36mm/r， ，n=20r/s。ap16.svc/8.1 3.3.4 車槽 （1）選用刀具 由文獻(xiàn)9，210表 4-13，可查車刀型號(hào)，選用成形切斷車刀，由 于槽的寬度為 3.5mm,所以，車刀寬度

61、為 3.5mm。 （2）確定進(jìn)給量 由文獻(xiàn)9，636表 8-52，可查得切斷和切槽的進(jìn)給量，工件直徑 在 2040 時(shí)的進(jìn)給量為 f=0.100.12mm/s，初步選定進(jìn)給量為 f=0.10mm/s。 （3）確定切削速度 與機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 由文獻(xiàn)9，637表 8-55，可查得切斷和切cv 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 23 槽時(shí)的切削用量?？傻糜操|(zhì)合金車刀在車槽時(shí)進(jìn)給量為 f=0.10mm/s 時(shí)的切削速度為 。smvc/76.1 切槽時(shí)，最終直徑與初始直徑之比不同應(yīng)乘下面的修正系數(shù)。 表 3-4 最終直徑與初始直徑不同時(shí)所對(duì)應(yīng)的修正系數(shù) 最終直徑/初始直徑（ ）d/10.50.7 0.80.95

62、 修正系數(shù) K 0.96 0.84 軸頸的最終直徑為 ，初始直徑為 。因此5.273 =27.5/33=0.83d/1 所以修正系數(shù) K=0.84 所以，切削速度為 smvc /478.1.076 根據(jù)公式計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速 )/(2.)3/(./10 rdnc 根據(jù)機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速范圍，取 )/(4sr 所以實(shí)際切削速度為 smdnvc /45.103103 最后選定車槽時(shí)的切削用量為： ，f=0.10mm/s， ，map75.2rn/svc/. 3.4 銑平面的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 銑平面這一工序是在軸頸的外圓上銑平面，每個(gè)軸頸銑兩個(gè)平面，以軸頸表面 為精基準(zhǔn)，這樣工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。 銑平面時(shí)是在

63、這段軸上加工，兩平面之間的距離為 27mm,假設(shè)兩平面m5.27 以中心軸完全對(duì)稱，則每個(gè)平面加工的深度為 h=(27.5-27)/2=0.25mm。 選擇銑刀 由于是銑平面，這里選用莫氏錐柄立銑刀（高速鋼立銑刀） 。這里背吃刀量為 ，經(jīng)計(jì)算所銑平面的寬度不超過 10mm，選用 ，齒數(shù)為 4，ap25.0 md20 取側(cè)吃刀量 。me3 選擇切削用量 （1）確定背吃刀量 map25.0 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 24 （2）確定進(jìn)給量 已知側(cè)吃刀量，由文獻(xiàn)9， 673表 8-98，可查得高速鋼立 銑刀每齒的進(jìn)給量，可取 ，取 。ZmfZ/06.1.ZmfZ/8.0 （3）確定銑削速度和刀具轉(zhuǎn)

64、速 由文獻(xiàn)9，673表 8-99，可查得高速鋼刀具 銑削速度范圍，可得，低、中碳鋼在硬度為 225290 時(shí)的銑削速度為 。由于背吃刀量很小，可當(dāng)作精銑，可以取 。根據(jù)smvc/60.25. svc/60. 公式計(jì)算刀具轉(zhuǎn)速： )/(39.2)80/(6.10/1 srdvnc 根據(jù)機(jī)床的轉(zhuǎn)速范圍取 srr32in4 所以，進(jìn)給量為 mZf /.8. 所以實(shí)際切速度為 smdnvc /58.013.20133 最后選定銑平面時(shí)的切削用量為 ， ， ， 。ap25.0sr/. svc/. rf/2. 3.5 磨削的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 選擇磨料品種和結(jié)合劑 工件為低碳鋼，經(jīng)過熱處理，由文獻(xiàn)9，304表

65、4- 64，選擇白剛玉（WA） ，因?yàn)榘子駝傔m于磨削淬火鋼、合金鋼、高碳鋼、高速鋼以 及加工螺紋及薄壁件等。由文獻(xiàn)9，308表 4-70，可選擇陶瓷結(jié)合劑 V(A)。 確定刀具型號(hào) 選用平形砂輪，形狀尺寸為 ，粗磨時(shí)磨具粒度為32150 F36F46，精磨時(shí)的磨具粒度 F60100。 由文獻(xiàn)9 ，685表 8-120，可得如下表所示的數(shù)據(jù) ： 表 3-5 工件回轉(zhuǎn)的圓周速度 工件回轉(zhuǎn)的圓周速度 1min/vw 工件磨削表面的直徑 /mmwd2030 粗磨 1122 精磨淬火鋼及耐熱鋼 2235 縱進(jìn)給量如下表所示： 表 3-6 磨外圓時(shí)的縱進(jìn)給量 粗磨 （ 為砂輪寬度）sabf)8.05( 精

66、磨 表面粗糙度 mRsabf)6.04( 表面粗糙度 a2.42 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 25 粗磨時(shí)，取 ，根據(jù)公式1min/2vw 10/wndv 式中， 工件直徑（mm） ；d 工件主軸轉(zhuǎn)速（m/min） ，wn 工件回轉(zhuǎn)的圓周速度（m/min） 。v 可得 （r/min ）23.50814.301wwdvn 由此可選擇磨床型號(hào)為：MMB1312 10，此機(jī)床工件主軸轉(zhuǎn)速范圍為 120940r/min， 為無級(jí)調(diào)速。 取 r/min，得工件實(shí)際轉(zhuǎn)速為：230wn （m/min）23.01/23810/ wndv 由文獻(xiàn)9 ，686表 8-120，查得當(dāng)工件每轉(zhuǎn)的縱給量為 0.5 =6mm 時(shí)，工作臺(tái)單afsb 行程的橫進(jìn)給量為 。1stmft 精磨時(shí)，取 ，根據(jù)公式 ，可得in/35vw 10/wndv （r/min ）89.37214.50wd 取 r/min，得工件實(shí)際轉(zhuǎn)速為：370wn （m/min）5.0/80/wnv 由文獻(xiàn)9 ，687表 8-120，查得工件每轉(zhuǎn)的縱給量為 ，工作臺(tái)單行程的rmfa/1 橫進(jìn)給量 。18.6stmft 計(jì)算砂輪切削速度： MMB13