双离合变速箱壳体中法兰式镗铰刀的运用

谌志能

摘   要：双离合变速箱通过两套离合器的相互交替工作，来达到无间隙换挡的效果。将现代化的工艺应用在双离合变速箱的优化设计方面，通过改良产品的铸造、加工工艺，不但可以提升其燃油效率和使用寿命，还可以减少因离合器失效引发的安全事故。本文笔者根据变速箱壳体加工过程中遇到的实际问题，浅析了法兰式镗铰刀在壳体加工中的运用。

关键词：双离合变速箱  燃油效率  法兰式镗铰刀

中图分类号：TG713                                 文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）10（a）-0050-02

1  双离合变速箱变速及工作原理

双离合变速箱结合了手动变速箱和自动变速箱的优点，没有采用变矩器，转而采用两套离合器，通过两套离合的相互交替工作，来达到无间隙换挡的效果。两组离合器分别控制奇数档和偶数档，具体来说就是在换档前，DSG已经预先将下一档位齿轮啮合，在得到换挡指令后，DSG迅速向发动机发出指令，在得到指令后，发动机转速升高，此时先前啮合的齿轮迅速结合，同时第一组离合器完全松开，完成一次升档动作，后面的动作以此类推。

如离合器变速原理图所示：离合器1负责1档、3档、5档和倒挡，离合器2负责2档、4档和6档;挂上奇数档时，离合器1结合，输入轴1工作，离合器2分离，输入轴2不工作，即在DSG变速器的工作过程中总是有2个档位是结合的，一个正在工作，另一个则在为下一步做好准备，如果起始档位和最终档位属于同一个离合器控制，则会通过另一个离合器控制器的档位转换一下，如果起始档位和最终档位不属于同一个离合器控制的，则可以直接跳跃至所定档位。传动滑轮构造分成活动的左右两半，可以相对接近或分离。锥形盘可在液压的推力作用下收紧或张开，挤压钢片链条以此来调节V型槽的宽度。档椎型盤向内侧移动收紧时，钢片链条在椎盘的挤压下向圆心以外的方向，即离心方向运动，相反会向圆心以内运动。这样，钢片链条带动的圆盘直径增大，传动比也就发生了变化。因为没有变距器，所有发动机的动力可以完全发挥出来，同时两组离合器相互交替工作，使得换挡时间极短，发动机的动力断层也就非常有限。作为驾驶者我们最直接的感受就是：切换档动作极其迅速而且平顺，动力传输过程几乎没有间断，车辆动力性能可以得到完全的发挥。与采用变距器的传统自动变速器比较起来，由于DSG的换挡更直接，动力损失更小，所以其燃油效率得到提高，据某合资汽车数据显示其燃油消耗可以降低10%以上。

2  法兰式镗铰刀在双离合变速的运用

双离合变速箱壳体中，加工轴承孔孔径要求D60R6精度要求内，圆度要求在6谬以内，位置度要求5丝以内，精度要求很高，特别是图纸对圆度的要求，体现了刀具选用的重要性。通常我们在选用刀具方案时，大多数会采用普通标准镗刀的工艺方案，显然在这一次中很难保证圆度的要求。经过多次加工实际经验和探索，发现带法兰式的镗铰刀在提高产品稳定性、圆度、跳动、表面质量等方面有明显的优势。

2.1 法兰式镗铰刀结构设计

法兰式镗铰刀的结构设计可分为2块，即镗铰刀整体结构图和法兰式结构图，镗铰刀用锁紧螺钉固定契型块，导向材料硬度等级相对较高（达T15），设计外圆切削部位比刀片部位小4～6个谬以内。其中刀片设计了独特的断屑台，大前角及后角使刀片刃口更加锋利，在保证刀片有效断屑的情况下，切削更轻快。同时，导向精度圆环（6个人造金刚石刀片均匀分布）的设计要求导向体和配合的单向推力球轴承无窜动且转向灵活，表面粗糙度要求Ra1.6，在用测量工具检测时，要求导向精度圆环的径向跳动小于2丝以内，刀片方向的径向跳动小于1丝以内。

在加工过程中，刀片的断屑能力直接影响到孔径是否合格。在我们传统设计标准镗刀结构时，采用大头刀柄加镗刀杆形式（双台阶），当切削孔径要求很高时，切削刃口保持在切削孔径外部，切削刃上的速度差小，切削的横向卷曲不会很强烈，切削折断比较困难，易于产生长的带状切屑，另一方面由于镗刀杆上刀片采用普通断屑槽形式，镗孔与扩孔部分共用一个容屑槽，镗孔切屑和扩孔切屑需要通过同一沟槽排除，扩孔部分不易折断的带状切屑极易堵塞主切屑刃的沟槽，从而妨碍孔的排屑。法兰式镗铰刀刀片经过特殊涂层设计，采用独特的纳米结构涂层，与基体结合更加紧密，韧性和硬度更高，保证了刀片表面光滑的同时，降低摩擦力，使排屑更流畅。

2.2 法兰式镗铰刀布局方案

法兰式镗铰刀布局方案，应同时体现镗刀和铰刀的布局，既能保证镗刀对孔径位置度的要求，又能保证铰孔对孔径精度的要求。在设计中，我们采用了导向精度圆环与法兰盘连接的方式，在连接中有人造金刚石导条刃和法兰固定环，左右两侧各有一个刀座。其中，一个刀座的径向位置较接近外径，称为外刀座。通过调整外刀座的径向位置，就可达到调整镗孔的目的。

布局方案中，导向精度圆环进给采用右向移动方式，刀片在切屑孔径时，通过车外圆的方式镗内部孔径。在这一过程中，刀片会对孔壁有挤压作用力，对镗杆的径向产生一个反向作用力，使孔壁产生竖向刀纹，影响孔径精度、圆度和表面质量。如能有效控制反向作用力的产生，即能提高孔的加工质量。我们研制的法兰式镗铰刀在布局中有导向精度圆环，平衡了转动体快速转动时产生的反向作用力，同时在镗孔的过程中导条刃起到了支撑和提供拉力切屑的方式，从而有效的解决了反向作用力的问题，提高了孔的加工质量。

2.3 D孔圆度加工效果与验证

法兰式镗铰刀对双离合变速壳体轴承孔加工后进行检测，产品孔壁表面光亮且无竖向刀纹，粗糙度值Ra0.8um，孔的尺寸精度范围2丝—5丝，通过专用检具检测孔的圆度合格。为进一步得到法兰式镗铰刀对加工稳定性的影响，采用三坐标扫描、取点的方式分别测量孔的圆度，得出稳定性在99.73%以上，充分满足生产要求。

3  结语

本文浅析了双离合变速箱壳体中法兰式镗铰刀的运用，并分析了双离合变速及工作原理，通过研究分析镗铰刀整体结构和法兰式结构对加工孔圆度的影响，表明：带法兰式镗铰刀在提高产品稳定性、圆度、直线度、表面质量等方面有明显的优势，值得运用及推广。

参考文献

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