汽車變速箱加工工藝

1、汽車變速箱加工工藝1.時(shí)間:2021.02. 11創(chuàng)作：歐陽(yáng)計(jì)齒輪加工的主要設(shè)備及齒輪材料與加工方法變速箱箱體與齒輪軸的機(jī)械加工工藝過(guò)程變速箱離合器殼等壓鑄生產(chǎn)線設(shè)備齒輪變速箱裝配流水線汽車齒輪加工的發(fā)展趨勢(shì)一、齒輪加工的主要設(shè)備及齒輪材料與加工方法1、變速箱齒輪的材料選擇：a、選材的原則：零件材料的選擇應(yīng)根據(jù)零件的使用 性能要求及加工工藝性能、經(jīng)濟(jì)成本要求進(jìn)行選擇：使用性能要求：使用性能是指零件在正常使用狀 態(tài)下，材料應(yīng)具備的性能，是保證零件工作安全可 靠、經(jīng)久耐用的必要條件。零件在選材時(shí)，首先要根 據(jù)零件的工作條件和失效形式，正確判斷所要求的使 用性能，再根據(jù)主要的使用性能指標(biāo)來(lái)選擇合適的

2、材 料o變速箱齒輪位于汽車傳動(dòng)部分，用于傳遞扭矩與動(dòng)力、調(diào)整速度的作用。其工作條件、失效形式及要求的力學(xué)性能如下表:零名變速箱齒輪A伙川BriF制序C抄學(xué)酗燈根時(shí)N娥裂耐創(chuàng)亦和扣 7- 、Az B w c n D ft高度預(yù).贏w .V 貳TRC昨wuk)o J齒5HR沏g;釦 ba 高 a2 c 4高雖高o g較 m 面t:HRO-面制根 OON部性/c 表磨643齒齒度o心韌0T 、耐8-度、 、 1、高 6 A r 5 B c D可能發(fā)生斷裂。通過(guò)對(duì)變速箱齒輪的工作條件、失效形式的全面分 析，并根據(jù)零件的幾何尺寸、使用壽命要求，就能確 定出零件應(yīng)具有的主要力學(xué)性能指標(biāo)。2）、加工工藝性能

3、要求：變速箱齒輪常用的加工工藝路線為： 下料T鍛造T正火T粗、半精切削加工T滲碳T 淬火、低溫回火T噴丸處理T加工花鍵T磨端面T磨齒T最終檢驗(yàn)根據(jù)以上工藝要求，變速箱齒輪的工藝性能要求如下：加工工藝類 別LI的性能要求材料要求鍛造制成毛坯一定的高溫塑性金相組織為固溶體的合 金正火消除鍛造應(yīng) 力，細(xì)化晶粒零件形狀簡(jiǎn)單，尺寸較 小。切削加工加工成半成品既有較高的強(qiáng)度、 硬度，乂有一定的塑性、韌性中、低碳的結(jié)構(gòu)鋼滲碳增加表面C%C% 0 o 25% 的低 碳合金鋼淬火提高表面硬度 和耐磨性提高淬透性，控制 與減少變形、開(kāi)裂傾向添加一定的合金元素 如：Cr、 Mn、 T i 的合金結(jié)構(gòu)鋼等3）、選材時(shí)

4、還應(yīng)充分考慮經(jīng)濟(jì)性:在保證使用性能的前提下，應(yīng)盡可能選用價(jià)格低、貨 源足、加工方便、總成本低的材料。b、材料的選擇：根據(jù)以上使用性能和加工工藝、 加工成本的綜合要求，可基本確定為低C%合金結(jié)構(gòu) 鋼：即我們常用的合金滲碳鋼。從目前我國(guó)汽車制造 廠常用的金屬材料來(lái)看，汽車變速箱齒輪多采用 20CrMnTi。2、齒輪加工工藝（一）齒輪常用加工工藝流程鍛造制坯T正火T車削加工T滾、插齒T剃齒T熱處理T 磨削加工T修整（二）各種齒輪加工方法齒輪加工原理有成形法和展成法兩種。常見(jiàn)加工方法有滾 齒加工、插齒加工、剃齒加工、斷齒加工和磨齒加工等2）滾齒加工a）滾齒機(jī)Y3150E型滾齒機(jī)是如圖10-3所示Y31

5、50E型滾齒機(jī)是一 種中型通用滾齒機(jī)，主要用于加工直齒和斜齒圓柱齒輪， 也可以采用手動(dòng)徑向切入法加工蝸輪b）加工直齒圓柱齒輪根據(jù)展成法原理用滾刀加工齒輪時(shí)，必須嚴(yán)格保持滾刀 與工件之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。因此，滾齒機(jī)在加工直齒圓柱齒輪時(shí)的工作運(yùn)動(dòng)有：主運(yùn)動(dòng)：就是滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（r/min）。展成運(yùn)動(dòng)：就是滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的復(fù)合 運(yùn)動(dòng)，即滾刀與工件間的嚙合運(yùn)動(dòng)兩者之間應(yīng)準(zhǔn)確的保持一對(duì)嚙合齒輪副的傳動(dòng)關(guān) 系。軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：就是滾刀沿工件軸線方向作連續(xù)進(jìn)給運(yùn) 動(dòng)，在工件的整個(gè)齒寬上切出齒形。C）滾齒加工的特點(diǎn):適應(yīng)性好；生產(chǎn)效率高；齒輪 齒距誤差小；齒輪齒廓表面粗糙度較差；主要用于直齒圓 柱齒

6、輪、斜齒圓柱齒輪和蝸輪。2）插齒加工插齒加工是按展成原理加工齒輪的.Y5132型插齒機(jī)主要 由床身、立柱、刀架、插齒刀、主軸、工作臺(tái)、床鞍等部 件組成。加工直齒圓柱齒輪時(shí)所需運(yùn)動(dòng)：主運(yùn)動(dòng)、展成運(yùn)動(dòng)、圓 周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、徑向切入運(yùn)動(dòng)、讓刀運(yùn)動(dòng)。插齒加工的特點(diǎn)：齒形精度高；獲得的齒廓表面粗糙度 較細(xì)；有利于提高工件的齒形精度和減小表面粗糙度；工 件公法線長(zhǎng)度變動(dòng)量較大；生產(chǎn)率低；加工斜齒輪很不方 便，且不能加工蝸輪。3）剃齒加工a）剃齒常用于未淬火圓柱齒輪的精加工，生產(chǎn)效率 很高，在成批、大量生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。YK4232 剃齒機(jī)床具有徑向及軸向剃齒功能，能剃削鼓形齒及 小錐度齒，特別適合汽車及摩

7、托車等行業(yè)的成批大量 齒輪加工。b）剃齒機(jī)按控制方式分機(jī)械剃齒機(jī)：這類機(jī)床通常 采用PLC方式控制。數(shù)控剃齒機(jī)：包括一軸至六軸數(shù) 控。c）剃齒機(jī)按功能分萬(wàn)能剃齒機(jī)：這類機(jī)床具有軸 向剃、徑向剃、切向剃和對(duì)角剃功能。由于機(jī)床的功 能多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，會(huì)降低機(jī)床的剛性。徑向剃齒機(jī)： 只有徑向剃功能，機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛性好。通用剃齒 機(jī)：機(jī)床具有軸向剃和徑向剃功能，這是目前應(yīng)用最 廣泛的兩種剃削方式。d）按剃齒方式分自由剃：剃刀 帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，兩者之間沒(méi)有強(qiáng)制的展成運(yùn)動(dòng)。強(qiáng)力 弟剃刀軸和工件分別由兩個(gè)電動(dòng)控制，兩軸的同步 由數(shù)控實(shí)現(xiàn)。4）術(shù)齒加工術(shù)齒加工是對(duì)淬硬齒形進(jìn)行精加工的方法之一。主要用 于去除熱處

8、理后齒面上的氧化皮，減小輪齒表面粗糙度 值，從而降低齒輪傳動(dòng)的噪聲。術(shù)齒所用刀具為斷磨輪， 也稱術(shù)輪，它是由輪坯及齒圈構(gòu)成。5）磨齒加工磨齒加工主要用于對(duì)高精度齒輪或淬硬的齒輪進(jìn)行齒形 的精加工，齒輪的精度可達(dá)6級(jí)或更高。磨齒加工的主要特點(diǎn)是能加工出高精度的齒輪，一般條 件下，加工齒輪精度可達(dá)64級(jí)特別適合加工齒面硬度很 高的齒輪。但是除蝸桿形砂輪磨齒外，一般磨齒加工效率 均較低，設(shè)備結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，調(diào)整設(shè)備困難，加工成本較 高。目前，磨齒主要用于加工精度要求很高的齒輪，特別 是硬齒面的齒輪。（三）汽車齒輪加工最常用的工藝方法及其特點(diǎn)1）滾 齒（插齒、鍛齒）剃齒熱處理（壬行齒）特點(diǎn)：加 工效率高、

9、加工成本低，適合轎車及微型車齒輪加工。2）滾（插齒）一剃齒一熱處理特點(diǎn)：加工效率高、加工 成本低，適合于一般中重型汽車齒輪加工。3）滾（插 齒）一熱處理一磨齒特點(diǎn)：加工精度高、加工效率較 低、加工成本，適合于高速齒輪、大型客車、高檔重型 汽車齒輪的加工。二、變速箱箱體與齒輪軸的機(jī)械加工 工藝過(guò)程1變速箱箱體加工工藝過(guò)程變速箱箱體機(jī)械加工生產(chǎn)線的安排是先面后孔的原則， 最后加工蛛紋孔。這樣安排，可以首先把鑄件毛坯的氣孔、砂眼、裂紋等缺陷在加工平 面時(shí)暴露岀來(lái)，以減少不必要的工時(shí)消耗變速箱箱體的機(jī) 械加工工藝過(guò)程基本上分三個(gè)階段，即粗加工、半精加工 和精加。主要工序包括銃削變速箱上基準(zhǔn)面、銃削輸送

10、觸 爪平面、半精銃前后端面、精鎮(zhèn)軸承孔、精銃倒車軸孔端 面。2、齒輪軸的加工工藝及設(shè)備刀具：1）下料鋸床。2）粗車車床。3）熱處理箱式爐。4）精車車床。5）銃鍵槽銃床。6）滾齒滾齒機(jī)。7）齒面淬火高頻淬火機(jī)床。8）磨外圓磨床三、變速箱離合器殼等壓鑄生產(chǎn)線設(shè)備2、熱壓室壓鑄機(jī)（簡(jiǎn)稱熱空壓鑄機(jī)）:壓室浸在保溫溶 化圮煙的液態(tài)金屬中，壓射部件不直接與機(jī)座連接，而是 裝在堆煙上面。這種壓鑄機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)工序簡(jiǎn)單，效率 高；金屬消耗少，工藝穩(wěn)定。但壓室，壓射沖頭長(zhǎng)期浸在 液體金屬中，影響使用壽命。并易增加合金的含鐵量。熱 壓室壓鑄機(jī)目前大多用于壓鑄鋅合金等低熔點(diǎn)合金鑄件， 但也有用于壓鑄小型鋁、鎂合金壓

11、鑄件2、冷室壓鑄機(jī)：壓室與保溫爐是分開(kāi)的。壓鑄時(shí)，從保 溫爐中取出液體金屬澆入壓室后進(jìn)行壓鑄。冷室壓鑄機(jī)金 屬的熔點(diǎn)高，生產(chǎn)效率低，鑄件質(zhì)量穩(wěn)定性低（通常適用 鋁合金，鎂合金，銅合金）。3、低壓鑄造機(jī)：在低壓氣體作用下使液態(tài)金屬充填鑄型 并凝固成鑄件的鑄造方法。低壓鑄造的優(yōu)點(diǎn)是：金屬液在壓力下充型有利于鑄造 薄壁鑄件;鑄件的致密性得到提高；底注充型平穩(wěn)，可減少因 金屬液沖擊飛濺而引起的氧化夾雜；澆冒口系統(tǒng)簡(jiǎn)單，金屬 利用率可達(dá)80%以上；勞動(dòng)條件得到改善，并可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化 和自動(dòng)化，生產(chǎn)效率高。4、擠壓壓力機(jī):將預(yù)熱后的預(yù)制塊放入預(yù)熱的鑄型中，在 重力下澆入液態(tài)金屬或合金，然后在壓頭作用下使液體

12、滲 入預(yù)制塊，液態(tài)金屬在壓力下凝固。不采用預(yù)制塊的另一 種做法是將機(jī)械攪拌和擠壓結(jié)合起來(lái)。擠壓壓鑄是為了解 決普通壓鑄和傳統(tǒng)擠壓鑄造（液態(tài)模鍛）兩項(xiàng)技術(shù)存在的 主要問(wèn)題，集合了兩項(xiàng)工藝的優(yōu)勢(shì)提出來(lái)的。它是兩項(xiàng)技 術(shù)突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸，走向綜合的必然結(jié)果，具有強(qiáng)大的 技術(shù)優(yōu)勢(shì)和誘人的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。擠壓壓鑄也是型腔模具成形 工藝一項(xiàng)多年來(lái)尋求突破的技術(shù)。四、齒輪變速箱裝配流水線（1）變速箱底板和變速箱箱體聯(lián)接；（2）安裝固定軸；（3）主軸安裝；（4）花鍵導(dǎo)向軸的安裝；（5）軸承端蓋的安裝、固定端透蓋的安裝；（6）滑塊撥叉的安裝；（7）齒輪嚙合面寬度差的調(diào)整如齒輪與齒輪之間有明顯的 錯(cuò)位，用塞尺等工具檢測(cè)錯(cuò)位值。通過(guò)緊擋圈、松圓螺母 和松擋圈、緊圓螺母的方法進(jìn)行兩嚙合齒輪嚙合面寬度差 調(diào)整。通過(guò)調(diào)整滑塊滑動(dòng)導(dǎo)向軸的左右位置進(jìn)行兩嚙合齒輪嚙合面寬度差調(diào)整。五、汽車齒輪加工的發(fā)展趨勢(shì)齒輪是汽車行業(yè)主要的基礎(chǔ)傳動(dòng)元件，通常每輛汽車中 有1830個(gè)齒部，齒輪的質(zhì)量直接影響汽車的噪聲、平穩(wěn)性 及使用壽命。齒輪加工機(jī)床是一種復(fù)雜的機(jī)床系統(tǒng)，是汽 車行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。為適應(yīng)齒輪加工行業(yè)對(duì)制造精度、生