變速器殼體簡介

變速器殼體因形狀不規(guī)則，同時受整車空間布局影響，在機(jī)加過程中定位基準(zhǔn)是前期考慮的重點(diǎn)與難點(diǎn)，本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，討論了定位基準(zhǔn)點(diǎn)的位置與毛坯鑄造精度、機(jī)加切削力、夾緊力、裝夾誤差的影響關(guān)系，并指出了合理的定位基準(zhǔn)點(diǎn)的位置方案。

變速器殼體是汽車零部件中較復(fù)雜的零件，其要求加工的內(nèi)容較多，加工精度要求較高，加工工藝比較復(fù)雜。因其形狀不規(guī)則剛性較差，同時受到整車空間布局的影響，在加工過程中定位基準(zhǔn)點(diǎn)的位置成為加工中的難點(diǎn)與重點(diǎn)，定位基準(zhǔn)點(diǎn)的合理與否是保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低加工節(jié)拍、降低加工成本的關(guān)鍵因素。

變速器殼體的工藝定位基準(zhǔn)點(diǎn)分為粗加工定位基準(zhǔn)點(diǎn)、精加工定位基準(zhǔn)點(diǎn)。在制定粗、精基準(zhǔn)方案時要考慮壓鑄精度、切削力、夾緊力、裝夾誤差等方面的因素對整體精度的影響，下面結(jié)合我廠生產(chǎn)實(shí)際情況討論殼體定位基準(zhǔn)的合理方案

1、切削力與定位基準(zhǔn)位置關(guān)系

切削力是零件機(jī)加過程中不能避免的實(shí)際存在因素，變速器殼體定位基準(zhǔn)點(diǎn)位置的確定要考慮工件受切削力時產(chǎn)生的變形及振動程度的影響。

基準(zhǔn)點(diǎn)位置在產(chǎn)品毛坯模具沒有形成的時候就要考慮，與產(chǎn)品設(shè)計同時進(jìn)行，要求產(chǎn)品設(shè)計員與機(jī)加工藝員鑄造工藝員相互溝通，在殼體壁上找到合適的位置，要在考慮降低零件機(jī)加過程中裝夾的難度，不能影響加工刀具的自由空間，不能影響其它零件的順序裝配前提下，保證工件整體受力剛性，加工過程不能發(fā)生震動。

下圖為工件的基準(zhǔn)在選用時考慮不充分，定位點(diǎn)選在殼體的一側(cè)，造成銑端面時切削力使懸臂遠(yuǎn)端產(chǎn)生振動，被加工表面有波紋。

下圖為工件的基準(zhǔn)選用時充分考慮了工件受力時的變形及振動程度，將定位基準(zhǔn)位置均布在殼體周圍，保證了工件剛性，加工時無振動，表面質(zhì)量好。

2、夾緊力與定位基準(zhǔn)的位置關(guān)系

殼體類零件機(jī)加過程多數(shù)是將基準(zhǔn)點(diǎn)與夾緊點(diǎn)重合在一起，便于簡化空間結(jié)構(gòu)，保持零件受力均衡。殼體類零件壁薄、整體剛性較差，對夾緊力非常敏感，夾緊力大容易造成零件變形，夾緊力小容易造成零件發(fā)生位移。

在工藝方案中要重點(diǎn)考慮夾緊力大小對零件質(zhì)量的影響，然而計算夾緊力對零件變形的影響程度要考慮多方面的因素，計算結(jié)果與實(shí)際情況符合程度也需要在實(shí)際加工中驗(yàn)證，這是一個復(fù)雜、難度較大的過程。為此，在考慮夾緊力對零件變形程度的影響時，就要考慮怎樣降低夾緊力對零件變形的影響程度，以避免計算夾緊力的復(fù)雜過程。為了減少夾緊力計算的復(fù)雜情況，就要考慮夾緊點(diǎn)的位置，盡量將夾緊點(diǎn)避免直接作用在容易使零件變形的位置，夾緊力大小對零件變形不會產(chǎn)生太大的影響的位置為最好。

在產(chǎn)品設(shè)計的初期，產(chǎn)品設(shè)計員與機(jī)加工藝員相互溝通，在殼體的周圍不影響整車空間布局的位置中，找到合適的點(diǎn)，在鑄造的時候生出2 - 4個工藝凸臺作為基準(zhǔn)夾緊點(diǎn)，這樣無論夾緊力怎么變化，不會讓零件產(chǎn)生受壓變形的情況發(fā)生。

下圖為夾緊力直接作用在零件的軸承孔外壁上，加工完成后，在沒有松開夾緊力的情況下，測量孔徑的尺寸是合格的，滿足要求，當(dāng)松開夾緊力后，再次測量孔徑尺寸，孔的圓度產(chǎn)生0.1-0.15mm的變化量，且變化規(guī)律一致，方向與夾緊力同向，這是因?yàn)閵A緊力作用下殼體發(fā)生彈性變形的結(jié)果。

下圖為零件外周生出4個定位點(diǎn)，夾緊力的大小不會影響到零件變形，加工后零件完全合格。

3、裝夾誤差與基準(zhǔn)點(diǎn)位置的關(guān)系

工件在裝夾過程中存在著裝夾誤差，這種誤差受由夾具的制造精度、零件的定位基準(zhǔn)精度、定位面的清理干凈程度、夾緊力的大小等諸多因素影響，在最初的基準(zhǔn)位置確定時就要考慮以上存在的因素對裝夾誤差影響的程度。

如圖3 O1、O2為定位銷孔，O3為待加工孔，如果2個基準(zhǔn)點(diǎn)定位銷孔在裝夾過程中發(fā)生以O(shè)1為圓心的偏差，偏差角度為α，則待加工孔O3在X方向的偏差量要比O2在X方向偏差值大，約為α×π×(a-b)/180,從式中可以看出，2個定位銷孔距離越近，則被加工孔在X方向上產(chǎn)生的位置偏差就越大。

如果將O1、O3為定位銷孔，O2為待加工孔，如果2個基準(zhǔn)點(diǎn)定位銷孔在裝夾過程中發(fā)生以O(shè)1為圓心的偏差，偏差角度為α，則待加工孔O3在X方向的偏差量小于O2在X方向偏差值。

所以在基準(zhǔn)位置確定時要考慮2個定位基準(zhǔn)點(diǎn)距離的大小對待加工孔系位置尺寸的影響。在產(chǎn)品設(shè)計時機(jī)加工藝員與鑄造工藝員及產(chǎn)品設(shè)計員共同商討，在毛坯成型前將粗、精定位基準(zhǔn)點(diǎn)選擇在零件最大外周，基準(zhǔn)點(diǎn)位置尺寸距離應(yīng)大于被加工孔中心距離，減小裝夾誤差的影響。

4、鑄造精度與粗定位基準(zhǔn)的關(guān)系

受零件在壓鑄過程中尺寸精度、表面質(zhì)量、變形程度的影響，壓鑄件不能保證壓鑄尺寸一致性，鋁合金材質(zhì)的零件壓鑄尺寸可以控制在鑄造精度CT4-7級之間，因變速器的殼體外形尺寸一般在200-400mm，壓鑄件外形尺寸公差變化值在0.56-1.1mm之間。如果利用毛坯外形作為粗定位基準(zhǔn)點(diǎn)會產(chǎn)生0.56-1.1mm的尺寸變化，而零件切削余量一般為1.5mm，這樣容易產(chǎn)生加工余量不均，嚴(yán)重時會產(chǎn)生裝入箱體內(nèi)的齒輪、齒圈等零件與殼體內(nèi)壁相刮碰情況。因此毛坯外形定位不是理想的定位基準(zhǔn)點(diǎn)。

采用毛坯預(yù)鑄定位銷孔做粗基準(zhǔn)更能減小毛坯的定位誤差，毛坯預(yù)鑄2個定位銷孔，這2個定位銷孔在鑄造時與軸承孔、撥叉軸孔、及殼體內(nèi)壁的型芯是一個整體，這樣就能保證他們間的相互位置精度，也能能保證所有孔位的加工余量均勻。

預(yù)鑄的定位銷孔尺寸不宜過大，在Φ10-12mm比較合理，因?yàn)閴鸿T尺寸精度可控制在CT4-7級之間，10-12mm的基本尺寸公差能控制在0.28mm以內(nèi)，這樣的變化量能保證加工余量的均勻及各孔位相互位置關(guān)系。如果為了鑄造方便選用毛坯軸承孔做粗定位基準(zhǔn)，軸承孔尺寸一般多為ф50-80mm，這樣大的基本尺寸值，公差會相應(yīng)增大，變化量就增大，定位產(chǎn)生的誤差就增大，難以控制產(chǎn)品精度，圖4為用毛坯軸承孔定位加工，因零件不一致，加工后造成產(chǎn)品余量不均勻。

結(jié)語：綜上所述，殼體零件加工時要考慮切削力、夾緊力、裝夾誤差、鑄造精度與零件定位基準(zhǔn)的關(guān)系，定位基準(zhǔn)點(diǎn)采用ф10-12mm預(yù)鑄毛坯孔，遠(yuǎn)距離、均布在殼體壁上突出的工藝凸臺，能夠降低切削力、夾緊力、裝夾誤差、鑄造精度對其影響。

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