董淑婧， 魯雪巖， 王余意

（大連科技學院，遼寧 大連 116052）

汽車變速器上蓋撥叉孔擴孔-倒角專用機床工藝方案設(shè)計

董淑婧， 魯雪巖， 王余意

（大連科技學院，遼寧 大連 116052）

汽車減速器上蓋是變速器整體裝配中的基礎(chǔ)件，其加工質(zhì)量對變速器的工作精度和性能有著較大的影響，其加工過程是整個變速器制造過程中不可忽視的一步。針對汽車變速器上蓋撥叉孔尺寸、位置精度要求均較高，并且孔徑小、孔深大、斷續(xù)孔的特點設(shè)計專用加工機床。通過機床“一面兩銷”的定位夾緊方式使汽車變速器上蓋撥叉孔加工精度和效率有所提高，利用導向裝置解決加工深孔過程中刀具剛度不足的問題。根據(jù)變速器上蓋零件的特點，并綜合考慮勞動效率、經(jīng)濟性等因素，設(shè)計選擇特定的切削加工參數(shù)和刀具參數(shù)。

專用機床；夾具；傳動系統(tǒng)；小直徑斷續(xù)深孔

1 減速器上蓋撥叉孔精度要求

減速器上蓋的材料采用HT200，該材料的硬度為170～220HB，上蓋整體質(zhì)量為6.25 kg。減速器上蓋屬于殼體類零件，具有結(jié)構(gòu)大致對稱、壁厚均勻的特點，其上的撥叉孔呈直線分布，且距離小。被加工撥叉孔的尺寸精度為±0.10 mm；位置精度對定位面的平行度公差為±0.125 mm；三軸孔軸線平行度公差為±0.12 mm。以上精度要求均較高，綜合精度要求及結(jié)構(gòu)特點設(shè)計加工工序如圖1所示。

圖1 加工工序簡圖

2 機床工藝方案的擬定

由于被加工零件的精度要求、加工部位尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)特點、材料、生產(chǎn)率要求等均不相同，因此設(shè)計組合機床必須采用不同的工藝方法和工藝過程［1］。

2.1 機床配置型式的確定

考慮到本工序加工孔是非通孔，3個孔呈直線分布，軸線相互平行，因此采用單面加工即可。由于被加工孔中心線與底面平行，為使裝卸工件方便，排屑容易，故選用臥式組合機床。另外為了提高加工精度，選用固定夾具。綜上所述，最后決定選用帶有固定夾具的單面單工位臥式組合機床［2］。

2.2 加工方法的確定

對于一般擴孔加工可達到的精度為粗糙度Ra6.3μm，公差等級IT9～IT10，位置精度±0.10～±0.15 mm。由此可以看出機床刀具完全能滿足加工要求。另外，為了提高勞動生產(chǎn)率，采用擴孔、倒角一次加工的方法。用提高機床夾具的導向和定位精度來進一步保證被加工零件的精度要求。

具體措施為：1）選用較大的切削速度和較小的進給量?？山档痛植诙戎担M而提高零件的工作性能；2）選用導向裝置，提高剛度和精度；3）盡量減小擴孔鉆和導套之間、導向套和夾具體之間的配合間隙；4）在不妨礙排屑的前提下，盡量減小導套端面與工件端面間的距離，并嚴格控制主軸與導向套之間的同軸度。

2.3 夾緊點的選擇

由圖中可以看出，對于兩銷孔不僅尺寸精度要求很高，而且還有位置精度的要求。因此，為了有利于整個工藝過程基準統(tǒng)一，使夾緊機構(gòu)簡單，夾緊方便，采用“一面雙銷”定位。為了使工件在加工過程中不產(chǎn)生移動。保證夾緊可靠，夾緊點應選在定位平面接近加工部位的位置，又考慮到夾緊方便，故夾緊點選在零件的階梯表面上。為了提高夾緊的平穩(wěn)性和可靠性，采用液壓缸帶動的夾緊機構(gòu)。

2.4 切削參數(shù)選擇

切削用量的選擇：為了做到合理利用刀具，充分發(fā)揮其性能，在選用切削用量時，盡可能在允許的情況下選用大切削速度和小進給量，可減少刀具承受的軸向力，從而提高加工精度。但若切削速度過大，進給量過小，會導致刀具磨損加?。?］。綜上考慮，切削用量如下：切削速度V=28.05 m/min；進給量f=0.15 mm/r；切削深度ap=（18.6-15.8）/2=1.4 mm；轉(zhuǎn)速n=1000v/（πd）=480 r/min；進給速度Vf=nf=72 mm/min。

2.5 刀具的選擇

根據(jù)切削用量計算相應刀具參數(shù)［5］：

切削轉(zhuǎn)矩為

M=1.2×6.75·D0.83·f0.68·t0.79·HB0.6=7140 N·mm；

為了提高勞動效率，使加工方便，采用擴孔、倒角復合刀具。刀具材料選用硬質(zhì)合金。由加工孔深度及其他各部分尺寸確定刀具總長應稍長，刀具的接桿外部分為135 mm，擴孔部分鉆頭直徑d=18.6 mm，導向部分直徑d1=21 mm，錐柄為莫氏1號錐度。

3 機床的主要優(yōu)缺點分析

1）本機床大部分由通用部件組成，在需要時可以部分或全部進行改裝。2）本機床是專為加工汽車變速器上蓋三撥叉孔設(shè)計的?？紤]到其中精度不高，可以采用最有效合理的工藝方案。3）本機床采用復合刀具，工序集中，效率較高。4）由于采用液壓夾緊、松開，減輕了工人勞動強度，同時也提高了生產(chǎn)效率。5）由于通用部件多，可換性好。

4 結(jié)語

由于本機床的加工精度不高，所以成本較低，本機床的負荷率和自動化程度都不高，技術(shù)經(jīng)濟好。汽車制造業(yè)具有批量大的特點，所以采用組合機床加工其零部件，具有很好的經(jīng)濟性，但是隨著科技的不斷發(fā)展，產(chǎn)品改型的周期越來越短，這就對組合機床提出了更高的要求。我們應該提高組合機床的柔性，使之適應更多零部件的加工。

［1］李月琴，任新梅，弓申.變速箱上蓋撥叉孔鉆擴鉸三工位組合機床設(shè)計［J］.制造技術(shù)與機床，2010（7）：67-70.

［2］大連機床研究所.組合機床設(shè)計［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1975：21-50.

［3］大連機床研究所.組合機床設(shè)計參考圖冊［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1975：72-80.

［4］陳懋圻.機械制造工藝學［M］.沈陽：遼寧科學技術(shù)出版社，1984：115-200.

［5］王信義，計志孝，王潤田，等.機械制造工藝學［M］.北京：北京理工大學出版社，1990：159-175.

（編輯 昊 天）

U464.133

A

1002-2333（2015）11-0033-02

大連科技學院校教改項目（教改1404）

董淑婧（1981—），副教授，碩士，研究方向為機械加工工藝。

2015-06-15