變速器箱體的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求內(nèi)容

1、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（圖1）,其表面具有多處加工部位，如箱體上的軸承孔、叉軸孔、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。因此，變速器箱體加工具有嚴(yán)格的技術(shù)規(guī)格要求,如：軸承孔的尺寸精度一般為IT6IT7,表面粗糙度Ra1.60.8卜m,圓度、圓柱度為0.0130.025mm,軸承孔之間的平行度為0.030.04mm,箱體連接面的平面度要求為0.050.08mm。圖1中型變速器箱體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，因此在加工時，不僅要選擇合理的火緊、定位點，而且還要控制切削力的大小。由于箱體上孔系的

2、位置度要求較高，連接孔、連接面較多，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，加工中心是最優(yōu)化的選擇。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： 由專用銃床粗銃前端面； 采用專用銃床粗銃與中殼體連接面； 如圖2所示，在立式加工中心上，完成半精銃、精銃前端面，鉆、攻前端面與離合器殼體各連接孔，鉆、較叉軸孔和各種油孔；圖2前端面及與離合器連接孔的加工、其他孔的加工 如圖3所示，在臥式加工中心上，完成與中殼連接面及連接孔、叉軸孔的加工，粗、精鍵軸承孔、叉軸孔;圖3與中殼連接面及連接孔、叉軸孔的加工 如圖4所示，采用臥式加工中心粗精銃頂蓋

3、連接面、標(biāo)牌平面、側(cè)取力面及各面連接螺紋孔；面、側(cè)取力面及各面連接螺紋孔 采用搖臂鉆床鉆斜油孔上述工藝過程的安排，具有如下特點:1、粗加工與精加工分開進(jìn)行，可以消除零件加工時的內(nèi)應(yīng)力變形、提高加工效率。2、用作精基準(zhǔn)的部位（前端面及兩個工藝孔）優(yōu)先加工，這樣使后序部位的加工具有了一個統(tǒng)一的工藝基準(zhǔn)，簡化了后序的設(shè)備工裝，減少了工件的定位誤差。3、與傳統(tǒng)的組合機床加工線比較，工藝路線大幅縮減，由原來的30多道工序縮減為6道工序，減少了機床的占地面積，減少了零件搬運過程中的磕碰傷。4、柔性化程度更高，可以在一條生產(chǎn)線上加工多個品種，滿足市場多樣化的需求。5、高剛性、高切削速度硬質(zhì)合金刀具的廣泛使用

4、，提高機床的加工效率。鉆削加工的切削速度可達(dá)120m/min,銃削加工的每齒進(jìn)給可達(dá)到0.3mm、切削深度可達(dá)68mm。表1所示為，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?？梢钥闯?，加工中心剛性好、各主軸電機功率大，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35倍，并能大幅提高加工精度。在大批量生產(chǎn)時，可以完全滿足產(chǎn)品和工藝的要求，雖然單件刀具成本略有提高，但是從人工成本、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。表L加工中心與組音機床的加1對比分析比較的刀具品種加工中心球令金7J具）祖臺機床（

5、使用商氈刪刀具）it效率100laORWim而削造麻；0-20£*W7速可：1530s二打切朋堰結(jié)上。11$m/hm也精度孔公生Jmrre徽:tio-ini板色而用植度凡3.2-1.6九0372成本（兀）0m工%閱殘孔）0.1帆工JU。竹孔，就削逃玷17WLOOteQ1D優(yōu)削譚度工6效率吼M速度E=003g=11rs幅的要蹌t300-3O0M/nn統(tǒng)蹤刺掠撞:3-；arttMiftJfei70-KKWfeiA刀桶嘎，克評平面）inttITS爆蕤面粗噴鷹Z1.6.Rfi.2成本f元）仇Ht力口工充任平面）0.25，編無怵平面HI效率5例琉度，2603un切削避Kh0.1-O.gft上可

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7、J!H）螂踐?16、機床具備自動測量和刀具磨損補償功能，使其在精鏈軸承孔等精加工工序中，批量加工精度等級穩(wěn)定在IT6級以上。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。加工中心分為臥式和立式兩種，臥式加工中心適于加工箱型零件，如泵體和箱體等；立式加工中心適合加工板類零件，如上蓋、蓋板、突緣等。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，因此，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，但是臥式加工中心的工藝性比較廣泛。因此，綜合考慮價格和加工工藝的需要，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,基本上實現(xiàn)比較平衡的生產(chǎn)節(jié)拍。

8、1、機床規(guī)格的選擇機床最主要的規(guī)格有工作臺尺寸、運動軸數(shù)量、運動軸行程、主軸的功率和轉(zhuǎn)矩、刀庫容量以及工作臺的額定負(fù)載等。以伊頓變速器廠生產(chǎn)的最大箱體為例，該箱體基本尺寸為520mmx320mmX430mm,為了安裝夾具留出足夠的空間，選取工作臺尺寸為630mmx630mm的臥式加工中心，X、Y、Z軸行程分別為1000mm、800mm、810mm,主軸輸出功率不小于20kW,最大轉(zhuǎn)矩466Nm,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(biāo)。由于箱體上加工孔系較為分散，所以機床工作臺具備3600分度功能，另外，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，刀庫容量不低于20把；臥

9、式加工中心中，刀庫容量不低于40把。刀庫容量不宜太大，因為大容量的刀庫成本高，機構(gòu)復(fù)雜，刀具管理復(fù)雜，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(jìn)行整理。2、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，尤其是重復(fù)定位精度，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(biāo)。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(jìn)行補償，也可對進(jìn)行傳動鏈上各環(huán)節(jié)的系統(tǒng)誤差進(jìn)行穩(wěn)定性補償。進(jìn)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，例如，一個數(shù)控軸正向給予的運動指

10、令為40mm,實測移動距離為39.985mm,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，便可使坐標(biāo)移到原點。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，無法用插補方法得到全部補償。3、機床的使用效率在加工過程中，主軸轉(zhuǎn)速是由被加工件材料所決定的，如加工有色金屬，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，因為對于類似箱體類的復(fù)雜零件，每加工一個制件，大約需要更換4050把刀具。采用帶機械臂的滾子凸輪式換刀機構(gòu)（圖5）相比斗笠式換刀機構(gòu)（圖6）,換刀時間大為縮短，約為5.5s左右。圖5凸輪式換刀機構(gòu)圖6斗笠式換刀機構(gòu)加工中心常用的刀具

11、和夾具1、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，才能保證零件安裝方便和滿足加工精度要求。因此，設(shè)計夾具時，需考慮下列因素：(1)工件的定位基準(zhǔn)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，既要粗銃、粗鏈，又要精銃、精鏈，要求夾具既要能承受大切削力，又要滿足定位精度的要求。(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(zhǔn)T型槽、轉(zhuǎn)臺中心定位孔、工作臺面?zhèn)让婊鶞?zhǔn)等。(3)夾具設(shè)計時，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。例如使用端銃刀加工零件時，在進(jìn)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；由于鉆頭及鏈刀桿等容易與夾具

12、干涉，因此，箱體加工時，可以考慮利用其內(nèi)部空間來安排夾緊裝置(圖7)o圖7箱體臥加夾具(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，需要夾緊力大，但要防止將工件夾壓變形，因此，必須慎重選擇夾具的支撐點、定位點和夾緊點，壓板的夾緊點要盡可能接近支撐點，避免把夾緊力加在零件無支撐的區(qū)域。(5)夾具必須拆裝方便：夾具的夾緊方式有液壓夾緊、氣動夾緊和手動夾緊。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。(6)對批量不大，又經(jīng)常變換品種的零件，應(yīng)優(yōu)先考慮使用成組夾具或組合夾具，以節(jié)省夾具的費用和準(zhǔn)備時間。2、刀具的選用加工中心使用的刀具分為刀柄部分

13、和刃具部分。刃具部分和通用刃具一樣，如鉆頭、絲錐、鏈刀、錢刀等。但是必須考慮刀具的直徑、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，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)、CAT系列、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、40、50等多個品種。(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，伊頓變速器廠擁有30臺加工中心，雖然生產(chǎn)廠家不同，但選擇的刀柄僅有兩種，臥式加工中心選用BT50刀柄，立式加工中心選用BT40刀柄，不僅增加了刀柄的使用率，還降低了刀具管理成本；其次，首選標(biāo)準(zhǔn)刀具，盡量減少特殊刀具的使用。特殊刀具適用于大批量加工生產(chǎn)中，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、小批量的生產(chǎn)條件下，采用特殊刀具并不是經(jīng)濟的選擇。3、加工中心附件的選擇對機床的冷卻、防護(hù)、排屑、主軸油溫控制、冷卻液溫供控制等附件，要求可靠性高。加工中心機床上冷卻防