一文看懂汽车变速器壳体、轴、齿轮加工工艺

目前，多数汽车变速器搭载的是手动变速器，匹配发动机排量为0．8～1．8L，搭载于经济型轿车上。随着近年的发展，逐步往自动变速器发展。变速器主要涉及核心零件轴及齿轮、壳体的生产、总成装配、试验检测等过程在公司内进行。

图1

一、第一部分：齿轮、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，除了主减从齿或顾客要求磨齿的零件。

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，它不仅精度较高、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；使得热变形大而无规律，零件质量无法控制，对刀具的磨损也较大，尤其对搓齿这种受力大的工序更是明显。为此，采用等温正火工艺。实践证明，采用这种等温正火有效地改变了一般正火的弊端，产品质量稳定可靠。

（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。另外，数控车床加工的高效率还大大减少了设备数量，经济性好。

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。

中心孔不仅是车削时的定为基准，也是其他加工工序的定位基准和检验基准，又符合基准统一原则。当采用两中心孔定位时，还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面。

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。

（4）搓／滚／插齿

加工齿部所用设备仍大量采用普通滚齿机和插齿机，虽然调整维护方便，但生产效率较低，若完成较大产能需要多机同时生产。随着涂层技术的发展，滚刀、插刀刃磨后的再次涂镀可方便地进行。经过涂镀的刀具能够明显地提高耐用度，一般能提高90％以上，有效地减少了换刀次数和刃磨时间，效益显著。

对于花键的加工，为解决插齿效率低的问题，可以采用搓齿进行加工，效率大大提高，加工一档花键需要 10～30s的时间。加工的插齿设备主要有德国Gleason－Pfauter插齿机、南京YS5120CNC等，滚齿设备主要有日本KASHIFUJI 数控滚齿机、重庆YS3118五轴数控滚齿机、YKX3132 数控滚齿机等，滚齿设备主要有德国EXCELLO搓齿机和日本KASHIFUJI搓齿机等。