浅谈汽车变速器壳体的数控加工

浅谈汽车 变速器壳体的数控加工

杨道平 张 文

綦江齿轮传动有限公司 401421

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摘要：汽车变速器主要是实现汽车的变速，改变汽车的运动速度。其最基础的部件就是变速器壳体。变速器壳体的主要作用是支承主轴、中间轴和倒挡轴，保证各轴之间的中心距和轴之间的平行度，并保证变速器壳体外部与其他部件的连接，比如：外部换挡机构、各种支架以及与整车的安装连接。变速器壳体是一个薄壁存腔型、精度高、易变形的零件。因此，变速器壳体的加工质量直接影响到了变速器总成的装配精度、变速器的运动性能、换挡的灵活性、以及变速器的使用性能和寿命。

关键词：汽车变速器壳体、数控加工

汽车变速器壳体基本都是不规则形状的箱体，具有形状复制、壁薄（一般不超过7mm），存箱型的特点，并且与整车进行连接，所以需要加工的部位非常的多，也就导致了在加工变速器壳体时其加工工艺比较复杂。本人根据实际情况，详细阐述分析了变速器壳体的数控加工过程。其中还对变速器壳体在加工中所存在的问题进行了阐述，进一步消除了传统的变速器壳体在加工时所存在的缺陷。

1、传统加工汽车变速器壳体的工艺中所存在的缺陷

（1）加工时需要用到的设备较多，车床、钻床、铣床和组合机床。导致了在加工时需要投入大量的人力、物力和财力。即便如此，生产周期还比较长，这就无形中增加了很多额外的开销。加工时的工艺线路比较长，进而也就需要大量的生产操作人员，加大了人工成本的投入，并且由于变速器壳体基本上都为铸造件，其铸造问题也间接的导致工艺合理性如何进行选择；

（2）在加工过程中，各个工序间在进行零部件转件时，经常会发生加工面互相磕碰的情况，磕碰伤严重的会引起封油效果不好而导致漏油，从而影响了加工件的整体质量，在进行加工时，因为每道工序在进行时都要进行调试工作，调试时间长，所以就造成了大量的材料浪费的情况。因为整个加工过程中夹具、刀具换型比较慢，所以已经跟不上时代前进的步伐，对很多新产品的试制以及一些小批量壳体的生产是不适应的。

2、数控加工的工艺流程

我国经济在不断地快速的发展着，这就增加了产品更新换代的速度。与此同时，加上日益激烈的竞争力，对产品的质量以及生产效率都有了新的要求。为了适应现代化的社会，我们必须就要展现出所需要的高精度的生产设备，这就是加工中心机床。特别是双工作台的卧式加工中心是最适合加工汽车变速器壳体的数控机床，其技术含量高，是数控机床产业发展水平的标志性产品之一。卧式加工中心主要通过数控系统、伺服驱动装置控制机床基本运动，其结构的主要特征是主轴水平设置。在卧式加工中心上有自动交换工作台，构成柔性制造单元（FMC），实现工件自动交换，即在加工的同时可进行另一个工件装卸，加工工件经一次装夹后，完成多工序自动加工，自动选择及更换刀具，自动改变机床主轴转速和进给速度，自动实现刀具与工件的运动轨迹变化以及自动实现其它辅助功能。而要用这个数控系统对汽车变速器的壳体进行加工时，当然还是需要按照固定的可行的工艺流程去加工进行。

2.1对各个零件进行工艺分析

在进行汽车变速器壳体的加工之前，要先确定各个零部件的加工顺序。一般按照先粗后精，先面后孔，一面两销原则考虑，粗加工时应充分考虑设备主轴刚性足够，从而粗铣平面和粗镗孔可以选择大刀加工，提高效率，加工消除应力。精加工时，为保证尺寸精度，一般要将结合面与精度要求较高的主轴孔、中间轴孔、倒挡孔以及定位销孔等安排在一次的装夹中完成，这样能够消除在二次装夹定位时会发生的误差。然后对工件的基准进行确定，在确定工件的基准时要先将工件的受力变形情况考虑进去。需要注意的是产品定位销孔的尺寸精度和位置精度对后面的工序加工质量的影响是非常大的。因此必须要使定位销孔位置精度和孔径精度保证在图纸要求的范围以内。如果后续工艺需要，甚至需要提高定位孔精度，一旦位置精度超差，装到夹具上时会装夹困难，同时对后续工序的行为误差如端面跳动、垂直度等都有影响，产品也有变形产生，对于孔径精度，如果孔径太小的话就产品不能装入夹具定位销，太大的话就没有起到有效定位作用，所以必须保证产品定位销位置精度和孔径精度。同时由于壳体尺寸属于三维尺寸，需要进行三维建模测量，测量基准和加工基准以及图纸基准均需要尽可能考虑一致。

2.2设备的选择

对设备进行选择时要根据技术要求和工艺的规范程度来确定机床的类型。应该考虑到经济原则，保证对资源进行合理的利用，严格避免用高精度机床来进行粗工序的加工。还可以依据装夹的方式对机床的类型进行确定。在数控加工时，应该将工件重复装夹的次数重点考虑进去。最后还可以根据本企业的生产纲领对机床的类型进行确定。根据本人从事多年加工汽车变速器壳体的工作经验，在加工汽车变速器壳体时，可以考虑粗加工时选择刚性较好的数控铣床、或者数控镗床以及专机，精加工时考虑双工作台四轴联动卧式加工中心设备来保证壳体主体尺寸精度，对于控制的数控系统，FANUC系统和SIEMES系统是运用比较成熟的系统，对于国产系统、武汉华中数控系统、广州数控系统也逐渐成熟和稳定。其功能均能满足零件的加工需求。

3、结论

选用双工作台的卧式加工中心对汽车变速器的壳体进行加工时，一定要选择合理的加工方法，针对具体的汽车变速器壳体设计专用的夹具，并且要选择合适的刀具和量具、选择理论知识和工作经验都相对丰富的数控编程人员对整个数控程序进行编程和调试，在保证安全的基础上保证产品的质量，为稳定的过程控制提供一个良好的依据。在发展如此迅速的当今社会，各个产品的更新换代的速度是我们不能小觑的，这也就无形中增加了对产品的生产效率和产品质量的要求。数控加工可以实现对需要加工工件的高精度、高效率和高自动化的要求，从而它能够灵活地应对市场的各种变化，进而满足市场的各种需求，因此，数控加工就成了提高工件加工企业市场竞争力的头号武器。

参考文献：

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[3]李宇龙.变速器壳体模具设计[J].铸造技术,2010,31(10):1374-1375.

[4]刘凤玲.浅议减速机壳体加工工艺及夹具设计[J].企业导报,2016,(10):60.