變速器箱體的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求

　　變速器箱體形狀復(fù)雜，壁薄、呈箱形客止，其表面具有多處加工部位，如箱體上的軸承孔僻绸、叉軸孔巾甲、定位削孔、螺釘連接孔以及各種安裝平面直接影響著變速器的裝配質(zhì)量和使用性能蛀醉。因此悬襟，變速器箱體加工具有嚴格的技術(shù)規(guī)格要求衅码，如：軸承孔的尺寸精度一般為IT6～IT7，表面粗糙度Ra1.6～0.8μm脊岳，圓度肆良、圓柱度為0.013～0.025mm，軸承孔之間的平行度為0.03～0.04mm逸绎，箱體連接面的平面度要求為0.05～0.08mm惹恃。   箱體加工的工藝分析

　　箱體屬于薄壁類零件，在裝夾時容易變形棺牧，因此在加工時巫糙，不僅要選擇合理的夾緊、定位點颊乘，而且還要控制切削力的大小参淹。由于箱體上孔系的位置度要求較高，連接孔乏悄、連接面較多浙值，故在加工時需要采用工序相對集中的方法。這種結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求決定箱體加工中褥辰，加工中心是最優(yōu)化的選擇构鸭。

　　以前后合箱變速器前殼體加工采用加工中心生產(chǎn)線為例，分析其加工的工藝流程：

　　□ 由專用銑床粗銑前端面力邻；

　　□ 采用專用銑床粗銑與中殼體連接面旬性；

　　□ 在立式加工中心上，完成半精銑认平、精銑前端面抒崖，鉆、攻前端面與離合器殼體各連接孔弃净，鉆婉烈、鉸叉軸孔和各種油孔；

　　□ 在臥式加工中心上绩罩，完成與中殼連接面及連接孔巩蕊、叉軸孔的加工，粗母逸、精鏜軸承孔潘尿、叉軸孔；

　　□ 采用臥式加工中心粗精銑頂蓋連接面徒溪、標牌平面忿偷、側(cè)取力面及各面連接螺紋孔；

　　□ 采用搖臂鉆床鉆斜油孔臊泌。

　　上述工藝過程的安排鲤桥，具有如下特點：

　　1揍拆、粗加工與精加工分開進行，可以消除零件加工時的內(nèi)應(yīng)力變形茶凳、提高加工效率嫂拴。

　　2、用作精基準的部位（前端面及兩個工藝孔）優(yōu)先加工贮喧，這樣使后序部位的加工具有了一個統(tǒng)一的工藝基準筒狠，簡化了后序的設(shè)備工裝，減少了工件的定位誤差箱沦。

　　3辩恼、與傳統(tǒng)的組合機床加工線比較，工藝路線大幅縮減谓形，由原來的30多道工序縮減為6道工序荸速，減少了機床的占地面積，減少了零件搬運過程中的磕碰傷柒谈。

　　4穴阱、柔性化程度更高，可以在一條生產(chǎn)線上加工多個品種胖辨，滿足市場多樣化的需求爱蚣。

　　5、高剛性氏石、高切削速度硬質(zhì)合金刀具的廣泛使用盹馅，提高機床的加工效率。鉆削加工的切削速度可達120m/min愿航，銑削加工的每齒進給可達到0.3mm、切削深度可達6～8mm蔑辽。表1所示為身音，加工中心（使用硬質(zhì)合金刀具）和普通組合機床（使用高速鋼刀具）在效率、精度以及刀具成本等方面的對比触尚∈迨眨可以看出，加工中心剛性好傲隶、各主軸電機功率大饺律，采用硬質(zhì)合金刀具替代組合機床上常用的高速鋼刀具，可以提高加工效率3～5倍跺株，并能大幅提高加工精度复濒。在大批量生產(chǎn)時，可以完全滿足產(chǎn)品和工藝的要求乒省，雖然單件刀具成本略有提高巧颈，但是從人工成本畦木、設(shè)備折舊和產(chǎn)品的性能價格比等多方面考慮，其總的費用大幅度降低砸泛。

　　6十籍、機床具備自動測量和刀具磨損補償功能，使其在精鏜軸承孔等精加工工序中唇礁，批量加工精度等級穩(wěn)定在IT6級以上勾栗。

　　加工中心的選擇

　　每臺加工中心都有一定的規(guī)格、一定的功能和最佳的使用范圍盏筐。加工中心分為臥式和立式兩種幌侧，臥式加工中心適于加工箱型零件，如泵體和箱體等笨拯；立式加工中心適合加工板類零件宽缎，如上蓋、蓋板讶粹、突緣等着雪。相同規(guī)格的加工中心臥式比立式價格上便宜約一半，使用效率也稍差贩仇，因此瞎励，完成相同的工藝內(nèi)容，采用立式加工中心比臥式加工中心更經(jīng)濟切役，但是臥式加工中心的工藝性比較廣泛蒜肥。因此，綜合考慮價格和加工工藝的需要蕉妇，通常在生產(chǎn)線中的加工中心臥式和立式的數(shù)量比約為2：1碟堵，基本上實現(xiàn)比較平衡的生產(chǎn)節(jié)拍。

　　1腹忽、機床規(guī)格的選擇

　　機床最主要的規(guī)格有工作臺尺寸来累、運動軸數(shù)量、運動軸行程窘奏、主軸的功率和轉(zhuǎn)矩嘹锁、刀庫容量以及工作臺的額定負載等。

　　以伊頓變速器廠生產(chǎn)的最大箱體為例着裹，該箱體基本尺寸為520mm×320mm×430mm领猾，為了安裝夾具留出足夠的空間，選取工作臺尺寸為630mm×630mm的臥式加工中心骇扇，X摔竿、Y、Z軸行程分別為1000mm、800mm拯坟、810mm但金，主軸輸出功率不小于20kW，最大轉(zhuǎn)矩466Nm郁季，較高的功率和轉(zhuǎn)矩是機床提高切削效率的一個重要指標冷溃。

　　由于箱體上加工孔系較為分散，所以機床工作臺具備360°分度功能弹双，另外碰素，采用雙交換托盤可以有效提高工作效率。

　　通常在立式加工中心中战辨，刀庫容量不低于20把媒邀；臥式加工中心中，刀庫容量不低于40把莱火。刀庫容量不宜太大滴推，因為大容量的刀庫成本高，機構(gòu)復(fù)雜驻碟，刀具管理復(fù)雜仪从，每更換一種新的產(chǎn)品，機床調(diào)整人員就要根據(jù)工藝要求對刀具進行整理卸禽。

　　2潜狭、機床精度的選擇

　　根據(jù)箱體類零件關(guān)鍵部位的加工精度選擇機床的精度。機床的定位精度和重復(fù)定位精度反映了各運動部件的綜合精度洪稿，尤其是重復(fù)定位精度谭央，它反映了該軸向在有效行程內(nèi)任意定位點的定位穩(wěn)定性，這是衡量數(shù)控軸能否穩(wěn)定可靠工作的基本指標疟位。

　　加工中心數(shù)控系統(tǒng)的軟件可以對控制軸的螺距誤差和反向差值進行補償瞻润，也可對進行傳動鏈上各環(huán)節(jié)的系統(tǒng)誤差進行穩(wěn)定性補償。進給傳動鏈中反向失動量也可以用反向間隙補償功能來補償甜刻，例如敢订，一個數(shù)控軸正向給予的運動指令為40mm，實測移動距離為39.985mm罢吃，可稱反向失動量為0.015mm，由數(shù)控系統(tǒng)補償0.015mm的運動量昭齐，便可使坐標移到原點尿招。對于由于各軸機械傳動鏈、驅(qū)動伺服元器件工作特性差造成的重復(fù)性誤差阱驾，無法用插補方法得到全部補償就谜。

　　3、機床的使用效率

　　在加工過程中里覆，主軸轉(zhuǎn)速是由被加工件材料所決定的丧荐，如加工有色金屬缆瓣，必須選擇較高的轉(zhuǎn)速。影響加工效率的最主要因素是換刀時間圣辩，因為對于類似箱體類的復(fù)雜零件啼厌，每加工一個制件，大約需要更換40～50把刀具匆罗。采用帶機械臂的滾子凸輪式換刀機構(gòu)（相比斗笠式換刀機構(gòu)（终于，換刀時間大為縮短，約為5.5s左右记辖。

　　加工中心常用的刀具和夾具

　　1禁脏、夾具的選用

　　夾具是完成零件加工的重要保證，夾具設(shè)計合理苗圃，才能保證零件安裝方便和滿足加工精度要求谣泄。因此，設(shè)計夾具時惫饲，需考慮下列因素：

　」邮ァ（1）工件的定位基準和對夾緊的要求：加工中心是多工序集中加工，零件在一次裝夾中轴座，既要粗銑禀综、粗鏜，又要精銑苔严、精鏜定枷，要求夾具既要能承受大切削力，又要滿足定位精度的要求届氢。

　∏分稀（2）夾具、工件與機床工作臺面的連接方式：加工中心工作臺面上要有基準T型槽退子、轉(zhuǎn)臺中心定位孔岖妄、工作臺面?zhèn)让婊鶞实取?/p>

　　（3）夾具設(shè)計時寂祥，必須考慮刀具運動軌跡：夾具不能和各工序刀具軌跡發(fā)生干涉荐虐。例如使用端銑刀加工零件時，在進刀軌跡和出刀軌跡處不能和夾具的壓緊螺栓和壓板發(fā)生干涉丸凭；由于鉆頭及鏜刀桿等容易與夾具干涉福扬，因此，箱體加工時惜犀，可以考慮利用其內(nèi)部空間來安排夾緊裝置铛碑。

　　（4）夾具在設(shè)計時必須考慮夾緊變形：零件在粗加工時，切削力大赦锰，需要夾緊力大息队，但要防止將工件夾壓變形，因此灼址，必須慎重選擇夾具的支撐點沿硕、定位點和夾緊點，壓板的夾緊點要盡可能接近支撐點篇臭，避免把夾緊力加在零件無支撐的區(qū)域钠彬。

　　（5）夾具必須拆裝方便：夾具的夾緊方式有液壓夾緊肢抚、氣動夾緊和手動夾緊汹改。在所加工零件毛坯尺寸合格的情況下，采用液壓加緊和氣動夾緊夾具可以提高拆裝零件的效率别主。

　〗┙（6）對批量不大，又經(jīng)常變換品種的零件色罚，應(yīng)優(yōu)先考慮使用成組夾具或組合夾具碰缔，以節(jié)省夾具的費用和準備時間。

　　2戳护、刀具的選用

　　加工中心使用的刀具分為刀柄部分和刃具部分金抡。刃具部分和通用刃具一樣，如鉆頭腌且、絲錐梗肝、鏜刀、鉸刀等铺董。但是必須考慮刀具的直徑巫击、長度以及自重。

　【（1）刀柄的種類：不同的機床規(guī)格和不同的生產(chǎn)商坝锰，所選用的刀柄規(guī)格和系列各有不同。常見的刀柄分為BT系列（常用）重付、CAT系列顷级、DIN系列（德國常用）。刀柄的規(guī)格又根據(jù)機床規(guī)格的不同分為30涵店、40伺罗、50等多個品種。

　⌒氐（2）選擇刀柄及刀具的注意事項：首先必須考慮刀柄的通用化，例如，伊頓變速器廠擁液壓夾具有30臺加工中心债烹，雖然生產(chǎn)廠家不同含罪，但選擇的刀柄僅有兩種，臥式加工中心選用BT50刀柄闪侨，立式加工中心選用BT40刀柄惠服，不僅增加了刀柄的使用率，還降低了刀具管理成本挑明；其次断猩，首選標準刀具，盡量減少特殊刀具的使用沪翔。特殊刀具適用于大批量加工生產(chǎn)中肪瘤，如復(fù)合刀具可以有效節(jié)省加工時間，但在目前汽車零部件多品種潮瓶、小批量的生產(chǎn)條件下陶冷，采用特殊刀具并不是經(jīng)濟的選擇。

　　3毯辅、加工中心附件的選擇

　　對機床的冷卻埂伦、防護、排屑思恐、主軸油溫控制沾谜、冷卻液溫供控制等附件，要求可靠性高胀莹。加工中心機床上冷卻防護裝置設(shè)計的合理性是衡量機床綜合水平的重要標志基跑。臥式加工中心的冷卻液噴射采用多頭、多管淋浴式冷卻嗜逻、沖洗涩僻，并且具有主軸內(nèi)冷裝置，使刀具具備內(nèi)冷功能栈顷。

　　小結(jié)

　　與傳統(tǒng)組合機床相比逆日，采用加工中心加工箱體類零件，無論從提高加工質(zhì)量辐菩、提高生產(chǎn)效率芭贬，還是降低生產(chǎn)成本方面，效果都是顯著的处膛。選用加工中心坚呜，必須考慮其加工經(jīng)濟性，也就是必須從機床規(guī)格胆抓、切削參數(shù)闸虹、工裝夾具暴既、工件材料、生產(chǎn)批量等多方面考慮敌痴。另外磁饮，人員的素質(zhì)培訓(xùn)也是必不可少的。

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