變速箱箱體加工工藝分析

王巖 董先達(dá) 郭凱 于淳

【摘 要】變速箱是汽車的重要傳動(dòng)部分，他可以實(shí)現(xiàn)汽車的平穩(wěn)變速。而變速箱箱體的主要作用是支撐各傳動(dòng)軸，保證各軸間的中心距及平行度，并保證變速箱部件與發(fā)動(dòng)機(jī)正確安裝。因此變速箱箱體及箱體零件的加工質(zhì)量，不但直接影響汽車變速箱的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響汽車的工作精度、使用性能和壽命等。本文重點(diǎn)闡述變速箱箱體結(jié)構(gòu)制造工藝。

【關(guān)鍵詞】變速箱箱體 制造工藝 工藝精度

中圖分類號：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2014.05.192

對于一個(gè)變速箱來說，加工方面的主要問題是箱體類零件的加工。而對于箱體類零件來說，主要加工位置是箱體平面及孔系。而對于整個(gè)加工過程來說，保證平面加工精度卻比保證孔系加工精度容易很多。因此，變速箱箱體加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。

一、工藝分析

為了保證汽車變速箱的使用精度和制造成本，工藝上常將汽車變速箱箱體制作成薄壁殼體類零件。對于他的加工位置來說，除中間的孔系外，各接觸面也需進(jìn)行加工。對于三軸六檔變速箱來說加工孔應(yīng)有6個(gè)，平面則有8個(gè)。對于箱體類零件的加工，應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工箱體上的基準(zhǔn)面，以基準(zhǔn)面定位加工其他面，然后再加工孔系。這樣的加工方法，不僅可以使得平面定位穩(wěn)固，還可以保證孔的加工精度。在加工平面時(shí)，應(yīng)先切去鑄件表面的不平處，從而為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件。加工完支撐孔系后，在前后端面上還需加工一系列螺紋孔，用于固定軸端端蓋。為了保證變速箱的加工精度，現(xiàn)從以下三個(gè)方面進(jìn)行論述：

二、平面加工

根據(jù)先面后孔的原則，要加工一個(gè)變速箱箱體，首先要加工的就是箱體上的基準(zhǔn)平面，之后再以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。這樣做的主要原因是：加工后的平面表面面積大，用平面定位可以確保定位可靠、夾緊牢固，從而更容易保證后續(xù)孔系的加工精度。而在這部分加工中，還應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔和平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔及平面的精度。在加工孔端面時(shí)，為了保證端面的加工精度，箱體一側(cè)的所有孔端面需一次加工成形，通過這種方法可以大大的提高平面加工精度。這一部分加工主要包括：頂面的銑削加工及端面支撐部分的粗、細(xì)加工。加工過程要以頂面為主，頂面要有足夠的表面精度，以確保表面的接觸特性，一般要求表面粗糙度為Ra6.3μm。

三、孔系加工

變速箱箱體孔系的加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。在滿足加工精度、加工效率的條件下，還需考慮經(jīng)濟(jì)因素。也就是在滿足足夠的精度要求和生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格最低的機(jī)床。在現(xiàn)實(shí)的加工生產(chǎn)中，能全部達(dá)到預(yù)期要求的加工方法為鏜床鏜孔法。

1.用鏜模法鏜孔。

在大批量生產(chǎn)中，汽車變速箱箱體孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進(jìn)行加工。而鏜模夾具是按照工件孔系要求設(shè)計(jì)制造的。當(dāng)鏜刀桿通過鏜套的引導(dǎo)進(jìn)入鏜孔時(shí)，鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。采用鏜模法鏜孔，不僅大大的提高了產(chǎn)品的工藝系統(tǒng)的剛度和抗振性，還可以節(jié)約更多的生產(chǎn)時(shí)間，大大的提高生產(chǎn)效率。但是鏜模機(jī)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模過程中的制造和裝配誤差、鏜模在機(jī)床上的安裝誤差及鏜套鏜桿的磨損等原因，使得鏜孔精度往往會(huì)受到一定的限制。

2.坐標(biāo)法鏜孔。

由于鏜模的生產(chǎn)成品高、鏜模板加工困難及生產(chǎn)周期長等缺點(diǎn)，因此鏜模加工并不能滿足高效、低成本的實(shí)際工作要求。那么，我們可以采用另一種鏜削法——坐標(biāo)法。用坐標(biāo)法鏜孔，需將箱體孔系尺寸及公差換算成直角坐標(biāo)系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標(biāo)系中做精密運(yùn)動(dòng)的機(jī)床進(jìn)行鏜孔。這種方法的最大特點(diǎn)是采用相對坐標(biāo)系，孔與孔之間保證良好的工藝和位置要求，從而全面提高孔系的加工、位置精度。

四、基準(zhǔn)定位選擇

對于變速箱的箱體加工工藝來說，要想滿足其足夠的制造精度，如何選擇基準(zhǔn)是尤為重要的問題。而變速箱的基準(zhǔn)選擇必須在保證各重要支撐孔加工余量均勻的條件下，還需保證裝入箱體的零件與箱壁有一定的間隙。因此，常常選用變速箱的主要支撐孔作為主要基準(zhǔn)。即以變速箱箱體的輸入軸和輸出軸的支撐孔作為粗基準(zhǔn)，讓前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個(gè)自由度，再以另一個(gè)主要支撐孔定位限制的第五個(gè)自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面，因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支撐孔時(shí)，孔加工余量一定是均勻的，由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的，因此孔的余量均勻也就直接保證了孔與箱壁的相對位置。

對于變速箱箱體的加工，必須按照正確的基準(zhǔn)定位的選擇方法進(jìn)行選擇，參照上述的加工工藝進(jìn)行逐步加工，以保證變速箱箱體的工藝精度和配合精度。而對于箱體材料性能、力學(xué)性能、承載能力、使用壽命等，還要參照變速箱具體使用情況來確定。

參考文獻(xiàn)

[1]吳拓.機(jī)械制造工程.機(jī)械工業(yè)出版社.2005

[2]陳宏鈞.實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊。北京：機(jī)械工藝出版社.2003

[3]王先奎.機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊.安徽文化音像出版社.2003.9