变速箱箱体加工工艺分析

王岩 董先达 郭凯 于淳

【摘 要】变速箱是汽车的重要传动部分，他可以实现汽车的平稳变速。而变速箱箱体的主要作用是支撑各传动轴，保证各轴间的中心距及平行度，并保证变速箱部件与发动机正确安装。因此变速箱箱体及箱体零件的加工质量，不但直接影响汽车变速箱的装配精度和运动精度，而且还会影响汽车的工作精度、使用性能和寿命等。本文重点阐述变速箱箱体结构制造工艺。

【关键词】变速箱箱体 制造工艺 工艺精度

中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2014.05.192

对于一个变速箱来说，加工方面的主要问题是箱体类零件的加工。而对于箱体类零件来说，主要加工位置是箱体平面及孔系。而对于整个加工过程来说，保证平面加工精度却比保证孔系加工精度容易很多。因此，变速箱箱体加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。

一、工艺分析

为了保证汽车变速箱的使用精度和制造成本，工艺上常将汽车变速箱箱体制作成薄壁壳体类零件。对于他的加工位置来说，除中间的孔系外，各接触面也需进行加工。对于三轴六档变速箱来说加工孔应有6个，平面则有8个。对于箱体类零件的加工，应遵循先面后孔的原则：即先加工箱体上的基准面，以基准面定位加工其他面，然后再加工孔系。这样的加工方法，不仅可以使得平面定位稳固，还可以保证孔的加工精度。在加工平面时，应先切去铸件表面的不平处，从而为提高孔的加工精度创造条件。加工完支撑孔系后，在前后端面上还需加工一系列螺纹孔，用于固定轴端端盖。为了保证变速箱的加工精度，现从以下三个方面进行论述：

二、平面加工

根据先面后孔的原则，要加工一个变速箱箱体，首先要加工的就是箱体上的基准平面，之后再以基准平面定位加工其他平面。这样做的主要原因是：加工后的平面表面面积大，用平面定位可以确保定位可靠、夹紧牢固，从而更容易保证后续孔系的加工精度。而在这部分加工中，还应遵循粗精加工分开的原则，将孔和平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔及平面的精度。在加工孔端面时，为了保证端面的加工精度，箱体一侧的所有孔端面需一次加工成形，通过这种方法可以大大的提高平面加工精度。这一部分加工主要包括：顶面的铣削加工及端面支撑部分的粗、细加工。加工过程要以顶面为主，顶面要有足够的表面精度，以确保表面的接触特性，一般要求表面粗糙度为Ra6.3μm。

三、孔系加工

变速箱箱体孔系的加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。在满足加工精度、加工效率的条件下，还需考虑经济因素。也就是在满足足够的精度要求和生产率的条件下，应选择价格最低的机床。在现实的加工生产中，能全部达到预期要求的加工方法为镗床镗孔法。

1.用镗模法镗孔。

在大批量生产中，汽车变速箱箱体孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。而镗模夹具是按照工件孔系要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进入镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。采用镗模法镗孔，不仅大大的提高了产品的工艺系统的刚度和抗振性，还可以节约更多的生产时间，大大的提高生产效率。但是镗模机构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模过程中的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差及镗套镗杆的磨损等原因，使得镗孔精度往往会受到一定的限制。

2.坐标法镗孔。

由于镗模的生产成品高、镗模板加工困难及生产周期长等缺点，因此镗模加工并不能满足高效、低成本的实际工作要求。那么，我们可以采用另一种镗削法——坐标法。用坐标法镗孔，需将箱体孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中做精密运动的机床进行镗孔。这种方法的最大特点是采用相对坐标系，孔与孔之间保证良好的工艺和位置要求，从而全面提高孔系的加工、位置精度。

四、基准定位选择

对于变速箱的箱体加工工艺来说，要想满足其足够的制造精度，如何选择基准是尤为重要的问题。而变速箱的基准选择必须在保证各重要支撑孔加工余量均匀的条件下，还需保证装入箱体的零件与箱壁有一定的间隙。因此，常常选用变速箱的主要支撑孔作为主要基准。即以变速箱箱体的输入轴和输出轴的支撑孔作为粗基准，让前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支撑孔定位限制的第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面，因此，以后再用精基准定位加工主要支撑孔时，孔加工余量一定是均匀的，由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的，因此孔的余量均匀也就直接保证了孔与箱壁的相对位置。

对于变速箱箱体的加工，必须按照正确的基准定位的选择方法进行选择，参照上述的加工工艺进行逐步加工，以保证变速箱箱体的工艺精度和配合精度。而对于箱体材料性能、力学性能、承载能力、使用寿命等，还要参照变速箱具体使用情况来确定。

参考文献

[1]吴拓.机械制造工程.机械工业出版社.2005

[2]陈宏钧.实用机械加工工艺手册。北京：机械工艺出版社.2003

[3]王先奎.机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册.安徽文化音像出版社.2003.9