變速箱換擋導(dǎo)塊如何加工？

浙江萬里揚(yáng)股份有限公司
藍(lán)健 張?jiān)?qiáng) 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(gè)重要零件，其典型零件尺寸如圖1所示。長(zhǎng)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(kuò)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(jī)加工典型工藝中，首先進(jìn)行的工序?yàn)椋簲U(kuò)孔→車定位面及倒角→拉孔，共使用加工設(shè)備3臺(tái)，需操作人員3人。其中擴(kuò)孔、車定位面及倒角工序由于工時(shí)較拉孔長(zhǎng)，經(jīng)常出現(xiàn)產(chǎn)能不足、加班趕貨的現(xiàn)象。擴(kuò)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(shí)存在孔偏大、偏位的現(xiàn)象，當(dāng)后道工序再以外圓毛坯面定位夾緊車定位面及倒角時(shí)，夾緊點(diǎn)容易發(fā)生偏差，導(dǎo)致車出的定位面與底孔垂直度差，進(jìn)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(jìn)方案

針對(duì)前述工藝缺陷，采用數(shù)控車床進(jìn)行工藝改進(jìn)，投入液壓工裝與刀具后，改擴(kuò)孔為車底孔，同時(shí)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(jìn)后的工序?yàn)椋很嚨卓?rarr;平端面及倒角→拉孔。

1、數(shù)控車床液壓夾具的設(shè)計(jì)

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(jì)出數(shù)控車床夾具，如圖2所示。通過液壓系統(tǒng)工作帶動(dòng)聯(lián)接拉桿前后運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)活動(dòng)拉桿運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)壓爪和V形壓塊對(duì)導(dǎo)塊工件的夾緊和松開。夾具主體中充滿機(jī)油，保證各活動(dòng)件充分潤(rùn)滑。頂塊對(duì)工件的毛坯端面進(jìn)行限位，堵頭防止切屑進(jìn)入主體。設(shè)計(jì)排屑孔的作用是透空使工件可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)倒角。



1.聯(lián)接螺栓 2.聯(lián)接拉桿 3.主體 4.活動(dòng)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(hào)為：刀桿A12M-STFPR1102-D140，配套的刀片型號(hào)TPMT110208PM T6130。

3、切削參數(shù)的計(jì)算與選用
參考金屬切削手冊(cè)，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(jìn)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(jì)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(shí)注意不要磕碰，安裝完成后對(duì)夾具的端面跳動(dòng)、徑向跳動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)跳動(dòng)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(zhǎng)度預(yù)留合適的加工空間。對(duì)刀桿的安裝高度進(jìn)行復(fù)檢，確定刀尖和主軸中心在同一高度上，用百分表對(duì)刀桿上母線和側(cè)母線進(jìn)行復(fù)檢，若跳動(dòng)較大，利用墊片進(jìn)行調(diào)整，將跳動(dòng)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(shí)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(duì)程序的檢查后進(jìn)行試加工，根據(jù)實(shí)際工況再對(duì)加工程序進(jìn)行優(yōu)化。

四、經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比分析

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