變速箱殼體零件的加工工藝設計

張秋臣

摘 要：本設計的主要任務是拖拉機變速箱殼體的加工工藝設計，摒棄傳統的剛性生產線模式，以通用機床、數控機床甚至加工中心代替專用、組合機床，合理調整工序，注意其節拍，合理集中和分散工序，提高生產效率和產品質量，實現柔性化生產，以適應多品種小批量的市場模式，增強競爭力。

關鍵詞：加工工藝規程；柔性化生產；工序的集中和分散；切削用量；定位基準

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2014）04-014-01

制造技術是一個永恒的主題，是設想、概念、科學技術物化的基礎和手段，是國家經濟和國防實力的體現，是國家工業化的關鍵。工藝技術是制造技術的重要組成部分，提高工藝技術水平是機電產品提高質量、增強國際市場競爭力的有力措施。

傳統大批大量生產方式廣泛采用高效率的專用組合機床，按流水線排列進行生產，可以極大地降低產品成本，具有很高的產能。但是，這些適用于大批、大量生產的傳統的生產線，都有很大的剛性（專用性），很難迅速改變原有的生產對象，適應市場發展的需求。發展適應多品種、中小批量、高效率、低成本和具有快速響應市場能力的以先進的制造技術和組織方式為基礎的生產系統是未來的發展趨勢。本設計以中國第一拖拉機制造廠的東方紅拖拉機變速箱殼體為研究對象，考慮到變速箱殼體為拖拉機中的重要部件，產品要求精度高，結構復雜，因而選擇做拖拉機變速箱殼體加工工藝的設計對自己是個挑戰又是個鍛煉。

一、工藝性分析

1.變速箱殼體零件的工藝特點

變速箱內裝有輸入軸、輸出軸、其他傳動軸和齒輪等。通過改變安裝在這些軸上的滑移齒輪和固定齒輪的傳動比，來改變拖拉機的行進速度。從而可知，變速箱體的主要功用就是支撐個傳動軸，保證各軸之間的中心距及平行度，并且保證拖拉機變速箱體部件與其相連接的其他部件的正確安裝。變速箱體的主要技術要求如下：（1）軸承孔的尺寸精度和幾何形狀精度。（2）軸承孔孔距公差。（3）中心線間的平行度公差。（4）端面對軸承孔的垂直度公差，（5）軸承孔的同軸度公差。（6）裝配基面的平面度公差。（7）各主要加工表面的粗糙度。（8）各螺紋孔的位置度。

2.毛坯的工藝性

由于灰鑄鐵具有良好的鑄造性和切削性以及較好的耐磨性和減震性，同時價格低廉，因此箱體零件的毛坯通常采用鑄鐵件。本箱體材料選用HT150.鑄件表面涂以醇酸底漆。

二、機械加工工藝路線的編制

1.定位基準的選擇

對主要定位基準進行分析。

作為一個薄壁殼體腔型零件，它的形狀復雜，剛度差，易變形，但加工精度又要求較高。故應先加工出定位面，再以定位面為基準面進行精加工，以達到高精度。擬定的加工路線首先是選擇粗基準，將四個定位面加工出來如前所述，在變速箱的主要技術要求中，軸承孔的尺寸精度和幾何形狀精度、軸承孔孔距公差、中心線間的平行度公差等要求主要考慮用機床來保證其精度；軸承孔的同軸度公差主要體現在鏜軸承孔的加工方面，解決方案是依次鏜出同心孔，也是考慮用機床的精度來保證軸承孔的同軸度。

對于各主要加工表面的粗糙度和各螺紋孔的位置度，由于其加工表面粗糙度要求不甚高，機床加工過程即能保證；在攻螺紋之前先鉆出各個螺紋相應的各個孔，所以各螺紋孔的位置度是在鉆孔的時候確定的，在鉆孔的時候采用數控機床或者安裝鉆模板的普通鉆床來保證它們之間的位置度并提高鉆孔效率，所以在攻絲的時候考慮直接用搖臂鉆床來攻絲。

裝配基面的平面度公差涉及到密封問題，平面度不夠的裝配基面是大平面潤滑油漏油的重要原因之一。在對前、后端面的加工中采用粗、精銑，直到達到要求。

端面對軸承孔的垂直度公差是一個比較重要的技術要求。變速箱體后端面要與后橋殼體相連，它們之間有一對中央齒輪傳動副傳動這里，首先以四個定位面和前平面上不加工的平面定位，粗銑前、后端面；而后，以前、后端面定位，粗鏜前后面的孔。之后再精銑前、后端面并鏜孔，從而使端面對軸承孔的垂直度公差得到保證。另外，在基準選擇的時候還要注意其它一些問題，比如在選擇粗基準的時候還要考慮是否能夠合理分配各加工表面的加工余量；粗基準一般不得重復使用，以免出現重復裝夾產生的誤差。精基準選擇方面盡量考慮選擇被加工表面的設計基準為精基準，達到基準重合；選擇各加工表面都能共同使用的定位基準作為精基準，即統一基準。

2.加工順序的合理安排

機械加工工序的安排首先是要保證零件的尺寸精度、幾何形狀精度和加工要素的位置精度。爾后要求合理安排生產節拍，做到工序集中和工序分散相結合，提高生產率。

三、機床的選擇原則及方法

1.選擇各工序加工設備：變速箱殼體作為箱體零件有兩個端面需要加工，在前后端面和上平面上有一系列的孔系，由于這里采用將鉆孔、攻絲、鏜孔、銑平面分開加工，對于精加工中的精銑和精鏜孔，采用數控臥式鏜銑床。對于前后平面上的孔系的加工，采用立式數控鉆床進行加工，對其表面的攻絲統一放到后面工序，由搖臂鉆床來完成，避免了復雜的換裝刀具的過程。而其底面的鉆孔、攻絲和锪球面，由于工序不多，放在立式鉆床上即可完成。2.機床參數的選擇：（1）變速箱殼體外形尺寸比較大，要求機床工作臺尺寸足夠加工本零件。選擇比典型零件大一些的工作臺，留出安裝夾具所需的空間，還應工作臺有足夠的承載能力。（2）確保所選機床坐標軸的行程足夠加工零件。（3）選擇主軸的轉速范圍。

參考文獻：

[1] 王先逵 機械加工工藝手冊 第二版.第一卷.工藝基礎卷[M].機械工業出版社 2007

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