汽車變速箱加工工藝

汽車變速箱加工工藝汽車變速箱加工工藝汽車變速箱加工工藝V:1.0精細(xì)整理，僅供參考汽車變速箱加工工藝日期：20xx年X月汽車變速箱加工工藝齒輪加工的主要設(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：1)、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，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)來選擇合適的材料。變速箱齒輪位于汽車傳動部分，用于傳遞扭矩與動力、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：零件名稱工作條件常見失效形式要求的力學(xué)性能變速箱齒輪A、由于傳遞扭矩，齒根要承受較大的彎曲應(yīng)力和交變應(yīng)力；B、由于變速箱齒輪轉(zhuǎn)速變化范圍廣，齒輪表面承受較大的接觸應(yīng)力，并在高速下承受強(qiáng)烈的磨擦力；C、由于工作時不斷換檔，輪齒之間經(jīng)常要承受換檔造成的沖擊與碰撞。A、當(dāng)齒輪所受彎曲應(yīng)力過大時，可能發(fā)生齒根折斷；B、輪齒在交變應(yīng)力的作用下，長時間工作可能發(fā)生疲勞斷裂；C、齒面在強(qiáng)磨擦作用下可能發(fā)生磨損和點蝕現(xiàn)象。D、齒輪心部韌性過低時，在沖擊作用下可能發(fā)生斷裂。A、表面高硬度、高耐磨性：齒面硬度58-64HRC，心部硬度30-45HRC；B、齒面高的接觸疲勞強(qiáng)度；C、齒根高的彎曲強(qiáng)度（σb＞1000Mpa）；D、心部較高強(qiáng)度、高韌性（ak＞60J/cm2）。通過對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)、加工工藝性能要求：變速箱齒輪常用的加工工藝路線為：下料→鍛造→正火→粗、半精切削加工→滲碳→淬火、低溫回火→噴丸處理→加工花鍵→磨端面→磨齒→最終檢驗根據(jù)以上工藝要求，變速箱齒輪的工藝性能要求如下：目的性能要求材料要求加工工藝類別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，又有一定的塑性、韌性中、低碳的結(jié)構(gòu)鋼滲碳增加表面C%C%＜0。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、開裂傾向添加一定的合金元素如：Cr、Mn、Ti的合金結(jié)構(gòu)鋼等3)、選材時還應(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。從目前我國汽車制造廠常用的金屬材料來看，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→正火→車削加工→滾、插齒→剃齒→熱處理→磨削加工→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。常見加工方法有滾齒加工、插齒加工、剃齒加工、珩齒加工和磨齒加工等1）滾齒加工 a）滾齒機(jī)Y3150E型滾齒機(jī)是如圖10-3所示Y3150E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，必須嚴(yán)格保持滾刀與工件之間的運(yùn)動關(guān)系。因此，滾齒機(jī)在加工直齒圓柱齒輪時的工作運(yùn)動有：主運(yùn)動：就是滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動（r/min）。展成運(yùn)動：就是滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的復(fù)合運(yùn)動，即滾刀與工件間的嚙合運(yùn)動兩者之間應(yīng)準(zhǔn)確的保持一對嚙合齒輪副的傳動關(guān)系。軸向進(jìn)給運(yùn)動：就是滾刀沿工件軸線方向作連續(xù)進(jìn)給運(yùn)動，在工件的整個齒寬上切出齒形。C）滾齒加工的特點：適應(yīng)性好；生產(chǎn)效率高；齒輪齒距誤差?。积X輪齒廓表面粗糙度較差；主要用于直齒圓柱齒輪、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、床鞍等部件組成。加工直齒圓柱齒輪時所需運(yùn)動：主運(yùn)動、展成運(yùn)動、圓周進(jìn)給運(yùn)動、徑向切入運(yùn)動、讓刀運(yùn)動。插齒加工的特點：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；工件公法線長度變動量較大；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

萬能剃齒機(jī)：這類機(jī)床具有軸向剃、徑向剃、切向剃和對角剃功能。

由于機(jī)床的功能多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，會降低機(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：剃刀帶動工件旋轉(zhuǎn)，兩者之間沒有強(qiáng)制的展成運(yùn)動。強(qiáng)力剃：剃刀軸和工件分別由兩個電動控制，兩軸的同步由數(shù)控實現(xiàn)。4）珩齒加工珩齒加工是對淬硬齒形進(jìn)行精加工的方法之一。主要用于去除熱處理后齒面上的氧化皮，減小輪齒表面粗糙度值，從而降低齒輪傳動的噪聲。珩齒所用刀具為珩磨輪，也稱珩輪，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級或更高。磨齒加工的主要特點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)6～4級.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

1）滾齒（插齒、鍛齒）→剃齒→熱處理→（珩齒）

特點：加工效率高、加工成本低，適合轎車及微型車齒輪加工。

2）滾（插齒）→剃齒→熱處理

特點：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）→熱處理→磨齒

特點：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)械加工工藝過程1、變速箱箱體加工工藝過程變速箱箱體機(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暴露出來，以減少不必要的工時消耗變速箱箱體的機(jī)械加工工藝過程基本上分三個階段，即粗加工、半精加工和精加。主要工序包括銑削變速箱上基準(zhǔn)面、銑削輸送觸爪平面、半精銑前后端面、精鏜軸承孔、精銑倒車軸孔端面。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）銑鍵槽----銑床。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1、熱壓室壓鑄機(jī)（簡稱熱空壓鑄機(jī)）：壓室浸在保溫溶化坩堝的液態(tài)金屬中，壓射部件不直接與機(jī)座連接，而是裝在坩堝上面。這種壓鑄機(jī)的優(yōu)點是生產(chǎn)工序簡單，效率高；金屬消耗少，工藝穩(wěn)定。但壓室，壓射沖頭長期浸在液體金屬中，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合金鑄件，但也有用于壓鑄小型鋁、鎂合金壓鑄件2、冷室壓鑄機(jī)：壓室與保溫爐是分開的。壓鑄時，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)簡單,金屬利用率可達(dá)80％以上；勞動條件得到改善,并可實現(xiàn)機(jī)械化和自動化，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。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）兩項技術(shù)存在的主要問題，集合了兩項工藝的優(yōu)勢提出來的。它是兩項技術(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)勢和誘人的經(jīng)濟(jì)價值。擠壓壓鑄也是型腔模具成形工藝一項多年來尋求突破的技術(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位，用塞尺等工具檢測錯位值。通過緊擋圈、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。通過調(diào)整滑塊滑動導(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)展趨勢齒輪是汽車行業(yè)主要的基礎(chǔ)傳動元件，通常每輛汽車中有18~30個齒部，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