汽车变速箱齿轮轴的设计,对于变速箱类的设计,减速器轴的设计都有帮助。

汽车变速箱齿轮轴的工艺设计内江职业技术学院一

胡文彬

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零件的工艺分析

不被折断，保证零件工作可靠。因该零件属大批量生产， 且它的轮廓尺寸不大，可以采用模锻成形，以提高生产率 和保证加工精度。3定位基准的选择

1零件的功用 .

如图一所示的零件是某汽车变速箱上的齿轮轴，位于

变速箱体的内部，它的主要作用一是传递转矩，使汽车获 得前进的动力；二是实现变速的目的。零件上有 4半圆个键槽，用来安装齿轮，在加上自身的轴齿轮 z,5齿 =1 3个

齿轮轴是一般的轴类零件，其粗基准选用外圆；精 基准选用两端的中心孔，这样符合基准统一与基准重合原则。4编制机械加工工艺路线

轮可与其它轴上的滑移齿轮啮合，以实现传递运动和动力的目的。

编制机械加工工艺路线，首先应该保证零件的加工 质量。在生产类型已确定为大批量生产的条件下，尽量使 工序集中以提高工作效率。此外，还应当考虑经济效益， 以便降低生产成本。 ① .提出工艺路线方案下面是两种工艺方案进行比较o●抖 0 1 2其簟 0 3^地座 0 A化丸地理 O 4 s托■自.钻■中心礼 o扭阜左■善 6外霸；扭阜右■善外一 0}切 .置 R 7 I 2一扁善外一：倒扁 I 4 X 、3 X4s . 6 O*

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2零件的工艺分析 .

()轮轴的结构分析 1.齿

根据对零件图的分析，轴具有以下特点：形状上该从看，工件为多阶梯结构的实心齿轮轴：长度与直径之比该从 (/ L D一8看，主轴仍接近于刚性轴；表面加工类型看， )该从外圆表面有圆柱面、半圆键槽、齿轮及外螺纹。()轮轴的技术条件分析 2.齿齿轮轴的支承轴颈 43 g、 44 k是该轴的设计、装 ' 5 6 '0 6

丰精阜左■善外一 .调 .丰精阜右■倒^ 1 5、 X4 X4’ 1 5一扁 、6 0 o 8切 .置 1

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配基准面，其尺寸精度为 I6 T,表面粗糙度为 R 08 a .,它的制造精度会直接影响到齿轮的回转精度；配合轴颈 4 r、 5 r、 5 、 5 r的尺寸精度为 I6表面 56 2 6 256 r 36 T,粗糙度为 R 16由于该轴颈是与齿轮孔相配合的表面对 a,

研中礼 1蘑右■外一是■自王足寸：度■自王足寸 1 9 7珩齿王足寸 1 8齿■倒^ 蘑左■外霸置■自王足寸2甚赣 t j

( .工艺方案的比较与分析

支承轴颈有同轴度要求，以保证齿轮啮合良好及传动平稳，少噪声 I此对支承轴颈的径向圆跳动公差为减因 00 5 .2 mm;轮大径为 46 .6 1 ( .,数 z 3其左端面齿 ' 70 h 1“ 齿 )=1,的径向圆跳动公差为 00 5 2 mm,端倒角 1。。齿面渗碳右 5

以上两种工艺方案，它们的特点各不相同，各有优、 缺点，它们的缺点在于：方案一和方案二的前 6工序一道样，第七道与第八道工序的先后顺序调换，在方案二中先半精加工外圆，再切槽及 R圆角较合适，因为半精加工是 2采用数控机床来实现的，而数控机床在一次加工中不能间断切削，而方案一则相反，这样一来就不符合数控机床的加工要求，不能满足加工精度；方案一将“端倒角”安齿排在滚齿之后、铣键槽之前，符合工艺要求，同时也为后 几道工序 (剃齿、珩齿 )提供方便，便于刀具的进入，如 反之不利于刀具的正常进入切削，影响加工表面的质量； 方案一的“齿”工序可

要可不要，因为剃齿、珩齿同属剃于自由对滚的展成加工，修正误差能力相似；方案一的第1道工序 (处理工序 )在该零件的工艺路线中必不可 5热少，因为零件技术要求中有此项要求。

09— 13 . mm,表面淬火达 HRC5 8— 6,心部硬度为 3 HR 0—4;4半圆键槽，槽宽为 1 N9 ( ),槽深为 C3 5个 097”。要求键槽要对准齿槽。 :”且，

以上这三组加工表面而言，先加工齿轮，然后以齿槽为基准加工键槽，最后精] T-F,以保证外圆的尺寸及 J#圆 I位置精度要求。二、工艺规程设计1确定生产类型及工艺特征 .

根据工厂的年生产纲领为 2 0件/,该零件属于大 00年批量生产。考虑零件的复杂性、制造成本以及高生产率的要求，在广泛采用通用机床、通用夹具的基础上，适当采 用高效率的专用机床、数控机床以及专用夹具，以满足工艺要求。

通过以上分析，最后确定工艺路线如下： 0备料 0模锻 0热处理 0强化喷丸处理 0铣两端 1 2 3 4 5面，钻两端中心孔 (用专用机床进行加工 )采 0粗车左端各外圆；粗车右端各外圃 0半精车左端 6 7各外圃；调头，半精车右端各外圃：倒角 1 5、 X4。 3 4。、6。 (用数控车床进行加工 ) 0多刀切槽及 X5 0采 8R2角 (用组合刀具进行加工 ) 0检验 圆采 9 1N z=1的齿轮 o 3 1齿端倒角 1。 1剃齿 l 2 5 1铣①、 3

按照上述原则，端面及中心孔加工采用专用机床； 该齿轮外圆多阶梯，半精车外圆采用数控车床；退刀槽较 多，采用组合刀具加工；键槽有 4,采用专用铣键槽夹 处具来加工，这样既可保证表面间的相互位置精度，减少机床数量和操作工人，还减少了工件的装夹次数和辅助时间，提高了劳动生产率。2确定毛坯种类 .

③半圆键槽；铣②、④半圆键槽 (左往右 ) (采用专用从夹具进行加工 ) 1检验 1 4 1艺套；渗碳淬火 5 -工1车 M3 X156螺纹 1铣右端 6 0 .-g 7 HRC

5￣ 3取下工艺套 86;

齿轮轴的材料为 2 Cr Ti 0 Mn,零件在工作过程中经常 承受正、反向冲击载荷，因此选用锻件，以便使金属纤维

面缺口平面 L研磨中心孔 l磨右端外圆及端面至尺寸； 8 9磨左端外圆及端面至尺寸 2珩齿至尺寸 2总检验 0 l

固 肛科技 20年第6 03期

汽车变速箱齿轮轴的设计,对于变速箱类的设计,减速器轴的设计都有帮助。

5 .数控车床采用工厂改进的经济型数控车床，系统采用成都广泰实业有限公司的C 2系统，以工件左端面 TC B与中心线的交点为工件坐标系原点，加工左端外圃及倒角 (圃留磨余量 0 5 m,如图二所示 )的加工程序如下：外，r aX455 W 35

槽宽由铣刀宽度保证，槽深及对齐位置由夹具保证。2工件的定位方案、

根据工序图的加工要求，工件需完全定位。利用外圃 4、 6 4 r定位，采用两短 V形块 4别限制 2自由 56分个度；利用齿轮齿顶及端面定位，采用一窄 V形块 6挡板 和 5限制 1自由度。各个3工件的夹紧方案、

X53 W 5 4 X3 9 W 25

—

—

一

弹一

根据工件的定位方案，采用外圃表面作为夹紧力的作用点，方向朝向定位面。为防止和铣刀发生干涉，夹紧元件顶端不超过外圃上母线。该工件不太大，为提高效率 .采用操作手柄 1,由斜锲 2使压板7 9 O联动央紧工件， 操作方便、迅速。4夹具在机床上的安装方式及夹具结构、

—

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。圈二 。

。

通过定向键与铣床工作台的T型槽配合，夹具体上的耳座用螺栓与工作台紧固，保证夹具上的定位元件的工作表面对工作台的进给方向一致。5夹具的误差分析、

以工件右端面与中心线的交点为工件坐标系原点，加工右端外圃及倒角 (圃留磨余量 05 m,如图三所示 )外 .r a 的加工程序如下：G 92 X 2 1 3 4 1 40 Z M 03 TO 1 G l Z1 0 G 03 X34 W . R 2 2 G 01 X40 5

铣键槽应该保证的工序尺寸为97t (= ) I 8 0,其 J k 3尺寸精度校

核如下： ()位误差△d 1定=差△G= 2 00

=o0 7

()整误差△T 00 ()装误差△A= .3 ()床误 2调= .3 3安 00 4机X 49

N{ x

G 01 3】W - F 1 f X【 3 1 5 X46 W 26

则央具的误差为：0+吁+吁+02: 8<8k√ n o .: O0 4 0 故夹具尺寸公差设计合理。6夹具总图 (图四所示 )、如

两V形块的中心线对 A、B准面的平行度误差不超基过 00 mm。 .2

囤三三、专用铣键槽夹具设计图一所示：序 I￣ I 4半圆键槽，宽为 1 N9” )工 I个 3槽 0 ( ,

槽深为 97

。加工的工艺要求为键槽对准齿槽中心线。

夹具设计方案如下：1设计准备、

根据工序图的加工要求 .选择卧式铣床 X6 W,用宽 2度为 1 mm、直径为 3,mm的三面刃盘铣刀完成加工。 0 25■■… ■■■… t■■… ■,… ■一 _… t _… t -■… t■… ●●一

(上接 1页 )催化剂，开发适合大规模生产的连续氯化 9装置，对现有氯化苯的装置上进行适度的技术改造，实行一氯苯和二氯苯联产，根据市场销售情况控制生产比例。研究新的对位二氯苯分离技术，着眼于自动化、低能耗的静态结晶和动态结晶研究。开展对二氯苯造粒技[考文献]参

…魏文德 .机化工原料大全 (二版 )卷 .京：学有第下北化工业出版社 .9 1 99

[]学杰细化工基本生产技术及应用 .东：东 2T精广广科技出版社 .9 5 19 .

术开发，解决包装结块问题，提高在国际市场上的竞争能力。也可引进国外先进的连续氯化技术和关键设备。3 2加速下游产品开发力度 .

[】锦宗 .业有机合成基础北京：国石化出版 3扬工中社 .9 1 98

二氯苯作为重要的精细化工中间体，用处非常广泛。例如：聚苯硫醚是以对二氯苯为原料生产的性能优

[】先亮陈新兰精细化学品化学 .北：汉大学出 4张湖武版社 1 9 99

异的特种工程塑料，国外近十年来年需求量一直

保持两位数的增长率，而我国聚苯硫醚产量远远不能满足实际生产的需求，主要依赖进口来解决。可见，二氯苯下游产品开发力度不够，是导致设备生产能力过剩的重要原因之一。因此今后国内应加大二氯苯下游产品开发的开发力度，充分挖掘二氯苯生产设备的能力。(:该校正申报升格为扬州职业技术学院 )注

[】仲芩 .工有机原料深加工 .京：学工业出 5洪化北化版 . 99 1 7

[】 t:/ 6 ht/ www. p ww3 .o万维商务网一中国企业应 5c m用平台

作者简介：徐少华，男，1 6一，扬州化工学校讲 95师。工程师 .教务科副科长，主要从事化工专业课程教学与研究工作。

南曩工科技 2 0年第6团 03期