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汽车变速器零部件的加工工艺

1  齿轮及轴类零件


(1)齿轮加工工艺流程

根据不同结构要求,齿轮零件加工主要工艺流程采用的是锻造制坯→正火→精车加工→插齿→倒尖角→滚齿→剃齿→(焊接)→热处理→磨加工→对啮修整。


热后齿部一般不再加工,除了主减从齿或要求磨齿的零件。

 

(2)轴类工艺流程

输入轴:锻造制坯→正火→精车加工→搓齿→钻孔→插齿→倒尖角→滚齿→剃齿→热处理→磨加工→对啮修整。

输出轴:锻造制坯→正火→精车加工→搓齿滚齿→剃齿→热处理→磨加工→对啮修整。


(3)具体工艺流程

①锻造制坯。

热模锻是汽车齿轮件广泛使用的毛坯锻造工艺。以前较广泛采用的是热锻和冷挤压的毛坯,近年来,楔横轧技术在轴类加工上得到了大量推广。这项技术特别适合为比较复杂的阶梯轴类制坯,不仅精度较高、后序加工余量小而且生产效率高。


②正火。

这一工艺的目的是获得适合后序齿轮切削加工的硬度和为最终热处理做组织准备,以有效地减少热处理变形。一般的正火由于受人员、设备和环境的影响比较大,使得工件冷却速度和冷却的均匀性难以控制,造成硬度散差大,金相组织不均匀,直接影响机加工和最终热处理。


③精车加工。

为了满足高精度齿轮加工的定位要求,齿坯的精车加工全部采用数控车床。齿轮先进行内孔和定位端面的加工,然后另一端面及外径加工同步完成。既保证了内孔与定位端面的垂直度要求,又保证了大批量齿坯生产的尺寸离散小。从而提高了齿坯精度,确保了后序齿轮的加工质量。


轴类零件加工的定位基准和装夹主要有以下三种方式:

①以工件的中心孔定位:在轴的加工中,零件各外圆表面、端面的同轴度,端面对旋转轴线的垂直度是其相互位置精度的主要项目,这些表面的设计基准一般都是轴的中心线,若用两中心孔定位,符合基准重合的原则。


②以外圆和中心孔作为定位基准(一夹一顶):用两中心孔定位虽然定心精度高,但刚性差,尤其是加工较重的工件时不够稳固,切削用量也不能太大。粗加工时,为了提高零件的刚度,可采用轴的外圆表面和一中心孔作为定位基准来加工。这种定位方法能承受较大的切削力矩,是轴类零件最常见的一种定位方法。


③以两外圆表面作为定位基准:在加工空心轴的内孔时,(例如:机床上莫氏锥度的内孔加工),不能采用中心孔作为定位基准,可用轴的两外圆表面作为定位基准。当工件是机床主轴时,常以两支撑轴颈(装配基准)为定位基准,可保证锥孔相对支撑轴颈的同轴度要求,消除基准不重合而引起的误差。

2  壳体类零件


(1)工艺流程

一般工艺流程是铣结合面→加工工艺孔和连接孔→粗镗轴承孔→精镗轴承孔和定位销孔→清洗→泄漏试验检测。


(2)控制方法

夹具方面。

变速器壳体的加工工序以采用“立式加工中心加工。10#工序+立式式加工中心加工20#工序+卧式加工中心加工30#工序”为例,需要三套加工中心夹具,避免工件的夹紧变形,还要考虑刀具干涉、操作灵活、多件一夹、快速切换等因素。


刀具方面。

在汽车零部件制造成本中,刀具成本占总成本的3%-5%。模块式结构的复合刀具具有精度较高,刀柄可重复使用,库存量少等特点,被广泛采用,可以大幅缩短加工时间,提高劳动效率。因此,在精度要求不高、标准刀具能够达到比较好的加工效果时尽量采用标准刀具,降低库存,提高互换性。同时,对于大批量生产的零件,精度要求又高的零件采用先进的非非标复合刀具更能提高加工精度和生产效率。


齿轮及轴类零部件作为变速箱中的核心部件,对汽车平稳运行起着重要的作用。对于齿轮、轴等零件的生产工艺、品质特性、模具结构、热处理等内容做进一步的探讨与挖掘,这里有一个机会。中国锻压协会定于2018年7月3~5日在江苏省盐城市召开“典型锻造零部件先进制造技术论坛—第三届齿、轴专题”会议。本次会议将围绕“自动化生产线建设”、“润滑剂选择”、“模具寿命”、“人才引进”等齿轮、轴类锻件锻造企业关心的热点话题安排精彩的行业报告和技术讲座,会后进行参观江苏森威精锻有限公司。


江苏森威精锻有限公司成立于2006年4月18日,是由万向钱潮股份有限公司与江苏森威集团共同出资组建的有限责任公司,是国家高新技术企业。主要产品有:汽车等速万向节系列精锻件、汽车变速箱轴类冷锻件、汽车变速箱齿轮类冷精锻件、工程机械精密锻件等。目前主要客户有:一汽大众、神龙汽车、本田(广州)、大众汽车自动变速器(大连、天津)有限公司、麦格纳、上海纳铁福传动轴有限公司、NEXTEER、丹麦丹佛斯、肯纳等。


 

公司具有精密锻造自主研发能力,建立了省级企业技术中心、省工程研发中心。与上海交通大学、合肥工业大学等多所高校院所共同建立了产学研平台,实施省级以上科技项目4项,拥有12个省级高新技术产品,获得专利授权53项。公司的冷温精锻工艺水平和产品质量居国内领先地位,是国家行业协会推荐的中国锻造样板企业,是国际精密锻造成形领域最权威的国际学术组织——国际冷锻组织(ICFG)唯一的中国企业会员。


公司于2006年通过ISO/TS16949、ISO9001质量保证体系认证、2011年通过ISO14001:2004环境管理体系和OHSAS18001:2007职业健康安全管理体系认证,2010年获得大众汽车(中国)投资有限公司和一汽大众公司A级供应商资质。


公司先后引进代表国际先进水平的2条日本栗本五工位2000吨自动化温锻生产线、1条瑞士HATEBUR高速镦锻生产线以及3台瑞士MIKRON五轴高速铣床建设了多条智能化生产线,并通过消化吸收再创新及近30年的自主研发,开发了各类汽车、工程机械精密锻件200多个,现年产各类精密锻件6万吨。公司规划于2020年将公司建设成为年产各类冷温热精密锻件及零件15万吨的冷温热精密锻造基地,成为国内领先、国际先进的冷温热精锻服务商。


本次会议也从以下几个方面向行业内征集论文:⑴自动化生产线建设;⑵节能降耗的措施;⑶润滑剂应用与选择;⑷模具的使用与维护;⑸人才引进与企业文化;⑹前沿设备及技术。非常欢迎技术分享,促进行业发展。如确认投稿,阐述理念。请于2018年6月15日前投递至邮箱xinghuaiyu@chinaforge.org.cn


下面为本次会议的相关讲座内容情况(后续持续更新),期待与参会代表共飨关于齿轮、轴类相关的知识盛宴。


报告单位

报告题目

中国锻压协会

待定

洛阳华冠齿轮股份有限公司

《节材锻造及提高模具寿命在锥齿轮精密成形领域的综合运用》

南昌齿轮有限责任公司

《自动化粗车对闭式模锻齿坯的要求》

苏州银涛精密锻造有限公司

《谈谈国内外精密锻造成形》

南昌大学

《曲齿圆锥齿轮精密成形研究进展》

万向钱潮传动轴有限公司

《传动轴锻造新工艺研发》

德国莱赫钢铁有限公司上海代表处

待定

东风锻造有限公司

待定

江苏飞船股份有限公司

待定

江苏森威精锻有限公司

待定

陕西法士特齿轮有限责任公司

待定

湖北三环车桥有限公司

待定

江苏太平洋精锻科技股份有限公司(待定)

待定

太仓久信精密模具有限公司(待定)

待定

河北东安精工股份有限公司(待定)

待定

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