變速箱換擋導(dǎo)塊如何加工？

浙江萬里揚股份有限公司
藍健 張裕強 孫宇倫



一、加工中出現(xiàn)的問題

換擋導(dǎo)塊是汽車變速箱中的一個重要零件，其典型零件尺寸如圖1所示。長期以來，該類產(chǎn)品工藝中的首先兩序加工內(nèi)孔、定位面常采用立式鉆床擴孔，再用車床平定位端面及孔口倒角，然后再拉內(nèi)孔。



某供應(yīng)商的機加工典型工藝中，首先進行的工序為：擴孔→車定位面及倒角→拉孔，共使用加工設(shè)備3臺，需操作人員3人。其中擴孔、車定位面及倒角工序由于工時較拉孔長，經(jīng)常出現(xiàn)產(chǎn)能不足、加班趕貨的現(xiàn)象。擴孔工序采用的是立式鉆床配普通麻花鉆，以外圓毛坯面定位夾緊，加工時存在孔偏大、偏位的現(xiàn)象，當后道工序再以外圓毛坯面定位夾緊車定位面及倒角時，夾緊點容易發(fā)生偏差，導(dǎo)致車出的定位面與底孔垂直度差，進而出現(xiàn)拉孔工序無法將孔完全拉出的現(xiàn)象。

二、工藝改進方案

針對前述工藝缺陷，采用數(shù)控車床進行工藝改進，投入液壓工裝與刀具后，改擴孔為車底孔，同時將車定位面和兩端面倒角一并完成，相比原先工藝零件一次裝夾完成兩道工序，一方面提高了拉前底孔的穩(wěn)定性，另一方面極大地提高了拉前底孔與定位面的垂直度，完全消除了因此造成的拉孔無法加工出的問題。工藝改進后的工序為：車底孔→平端面及倒角→拉孔。

1、數(shù)控車床液壓夾具的設(shè)計

根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，一端靠緊，以φ26mm毛坯外圓定位夾緊，設(shè)計出數(shù)控車床夾具，如圖2所示。通過液壓系統(tǒng)工作帶動聯(lián)接拉桿前后運動，進而帶動活動拉桿運動，實現(xiàn)壓爪和V形壓塊對導(dǎo)塊工件的夾緊和松開。夾具主體中充滿機油，保證各活動件充分潤滑。頂塊對工件的毛坯端面進行限位，堵頭防止切屑進入主體。設(shè)計排屑孔的作用是透空使工件可以實現(xiàn)內(nèi)倒角。



1.聯(lián)接螺栓 2.聯(lián)接拉桿 3.主體 4.活動拉桿 5.壓爪 6.V形壓塊 7.頂塊 8.堵頭

2、刀具的選用
根據(jù)本工序需完成的工作，即平端面、車底孔、內(nèi)倒角和外倒角，選用的刀具為內(nèi)孔車刀（見圖3）。



導(dǎo)塊的材料為ZG310-570，選用泰珂洛的內(nèi)孔TAC車刀，具體型號為：刀桿A12M-STFPR1102-D140，配套的刀片型號TPMT110208PM T6130。

3、切削參數(shù)的計算與選用
參考金屬切削手冊，留拉孔余量0.6mm，故內(nèi)孔車至φ（15.5±0.1）mm。

根據(jù)廠家提供的刀具樣本上給出的參考參數(shù)：vc=60～150m/min，切深ap=1～3mm，進給量f=0.07～0.3mm/r，結(jié)合設(shè)備的自身狀態(tài)，選定vc=70m/min，計算轉(zhuǎn)速n＝1 000vc/（πd）＝1 000×70/（3.14×15.5）≈1 400（r/min），f取0.2mm/r，內(nèi)孔毛坯底孔約為φ14.5mm，ap取0.5mm。

三、夾具、刀具的安裝和生產(chǎn)調(diào)試

1、夾具、刀具的安裝

將制作完成的夾具安裝至車床上，安裝時注意不要磕碰，安裝完成后對夾具的端面跳動、徑向跳動進行檢測，檢測跳動不大于0.05mm的視為合格，可投入使用。刀桿安裝在相應(yīng)的刀位上，根據(jù)工件的長度預(yù)留合適的加工空間。對刀桿的安裝高度進行復(fù)檢，確定刀尖和主軸中心在同一高度上，用百分表對刀桿上母線和側(cè)母線進行復(fù)檢，若跳動較大，利用墊片進行調(diào)整，將跳動控制在0.03mm以內(nèi)。

2、編寫加工程序

繪制走刀軌跡如圖4所示，其中實線表示切削軌跡。



根據(jù)走刀軌跡編寫加工程序如下：
G99；
M03 S01；
M08；
T03；
G0 X15.8 Z3；
G1 Z-39 F0.2；
U1 Z-39；
U-1.6；
X14.5；
G0 Z-1.7；
G1 X15 F0.2；
Z0 X18；
X29 F0.1；
G0 Z120；
M09；
M05；
M30；
完成對程序的檢查后進行試加工，根據(jù)實際工況再對加工程序進行優(yōu)化。

四、經(jīng)濟效益對比分析

由于機物料消耗難以統(tǒng)計，本次改進涉及的幾道工序機物料消耗不多，故經(jīng)濟效益主要從人工、電耗和設(shè)備幾方面計算單件成本的降低（見附表）。
工藝改進前后成本對比