浅谈汽车变速器壳体加工工艺及刀具方案

车辆与医电工程系毕业设计（论文）
浅谈汽车变速器加工工艺及刀具方案设计 摘 要此论文是本人在上海松德数控刀具制造有限公司实习期间完成的， 是对 5T17Z 手动汽车变速器壳体加工工艺、工装设计全过程及内容之浅显说明，主要包括汽 车变速器壳体加工工艺规程的设计和分析、专用刀具的选取及设计说明。 在加工工艺方面将从分析汽车变速器壳体的工艺、技术要求入手，确定毛坯、 拟定加工工艺路线；确定各工序所采用的设备；确定各主要工序的技术要求和检 验方法；确定个工序的加工余量、计算工序尺寸与公差；确定切削用量及估算基 本工序时间。最后，根据工艺选配专用刀具。
关键词：汽车变速器壳， 工艺， 刀具， 切削用量
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ABSTRACTThis thesis is my last SHANGHAI SUNDER NC- Tools Manufacturing Co., Ltd. completed during the internship period, is 5T17Z manual car transmission housing process, tooling design and content of the whole process simple and obvious instructions, including automotive transmission housing process planning of Design and analysis, special tool selection and design specification. Analysis of the processing technology from the automotive transmission housing process, the technical requirements to start to determine the rough, develop processing routes; identify the equipment used by each process; determine the major processes of technical requirements and test methods; determine a process of processing Margin calculation process dimensions and tolerances; determine the basic processes of cutting and estimation of time. Finally, the matching process-specific tools. KEY WORDS: Automotive Transmission shell, process, tool, cutting
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目前
录
言 ................................................................................................ 3 3
第 1 章 5T17Z 汽车变速器简介 ....................................................... 4 第 2 章 5T17Z 汽车变速器壳体分析 ................................................. 6 6 2.1 毛坯的选择 ........................................................................... 7 6 2.1.1 材料 ............................................................................. 7 6 2.1.2 毛坯制造 .....................................................................7 7 2.2 主要技术要求及分析 ...........................................................7 7 2.2.1 技术要去 ................................................................... 7 7 2.2.2 加工精度对总成性能的影响 .................................. 7 第 3 章 5T17Z 变速器壳体加工工艺分析 ........................................8 8 3.1 工艺分析 ...............................................................................9 8 3.1.1 工艺路线的安

排 .........................................................9 8 3.1.2 壳体定位基准的选择 .................................................9 9 3.1.3 壳体主要表面的加工…………………………………… 9 3.2 加工刀具的选择 ................................................................. 10 10 3.2.1 刀具选择的主要因素……………………………………… 10 3.2.2 铝合金材料的切削加工性…………………………………10 3.2.3 变速器壳体加工中常用刀具选择要点…………………… 10 3.3 切削用量…………………………………………………… 14 3.3.1 切削用量的选择……………………………………… 14 3.3.2 制定切削用量的原则………………………………… 14 第 4 章 加工设备的选择 ................................................................. 15 4.1 加工中心的分类 ................................................................. 15 4.1.1 设备的选择方法 ....................................................... 15 15 第 5 章 夹具的选择 ......................................................................... 17 17 5.1 夹具的分类 ......................................................................... 17 17 5.2 专用夹具设计要求 ............................................................. 17 第 6 章 5T17Z 汽车变速器壳体加工刀具方案…………………… 191
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结
论 .............................................................................................. 20 20
谢 辞 ................................................................................................ 21 参考文献 .......................................................................................... 22 外文资料翻译
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前
言
中国将不仅是世界的制造中心，也必将成为全球最重要的汽车制造与 供应基地之一、跨国企业的全球汽车零部件采购中心。随着中国汽车市场 的成熟和发展，中国汽车装备市场发展蕴藏着令人难以置信的商机。对于 高科技应用最密集的汽车工业而言，先进的技术和装备是诸多竞争要素中 的关键。国内汽车制造业稳步发展，对先进技术与装备需求旺盛，汽车制 造业作为先进技术的“集大成者”对先进技术有着强烈的需求，因此，来 自汽车制造业的工程师们成为了诸多展会活动的主导群体。 目前，汽车产品具有更新、更快、品种更多的特点，作为汽车重要零 部件的变速器而言，如何选择一种高品质、高稳定性、高效率且低成本的 加工方法，是汽车变速器专业厂家在日趋激烈的市场中保持竞争力的重要 手段。本文主要通过一些实践体会介绍轻型车、轿车变速器壳体的制造技 术。
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第 1 章 5T17Z 汽车手动变速器简介借鉴梦迪博朗技术开发，主要特点： 1、壳体、拨叉为铝合金压铸，实现产品轻量化。 2、前进档全部采用滑块式同步器，一、二档采用三锥同步环，齿环同步容 量大，实现换档平顺、灵活、可靠。 3、全部齿轮均采用细长齿，通过设计优化，并进行强化处理，使本产品具 有大扭矩、低噪音的特点。 4、倒档采用平移滑动换档，设有倒档锁机构，避免了摘五档误入倒档，提 高安全可靠性。 5、设有叉轴定位座，使换档手感清晰、顺畅。 6、可匹配 1.6L 多款发动机。 基本结构： 基本结构 ： 三轴式；倒档、前进挡全同步换挡；变速器、主减速器和差速器是一个 整体。 技术参数表 ：5T17Z 手动 变 速器 1 基本 结构 前置 前驱 驱动 形式 ；三 轴式 ，倒 挡 、前 进挡 全同 步换 挡 ，变 速器 、主 减速 器和 差速 器一 个整 体 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 换挡 控制 机构 润滑 油量 及型 号 产品 重量(kg) 产品 外形 尺寸 设计 目标 最大 输入 扭矩 最大 转速 中心 距 各挡 速比 145M.m 4000r/min 71mm Ⅰ 3.909 Ⅱ 2.238 Ⅲ 1.52 Ⅳ 1.156 Ⅴ 0.945 倒 3.909
双摇 臂操 纵 2.5L/GL-4 33.6 490X325X382.7 50 万公里
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适配车型： 适配车型 ： 适配发动机排量为 1.6L 的乘用车。
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第 2 章 5T17Z 汽车变速器壳体分析
2.1 毛坯的选择毛坯的选择不仅影响毛坯制造工艺、设备及成本，而且极大地影响零 件机械加工的工艺过程、原材料和切削工具的消耗、切削加工的劳动生产 效率及零件的制造周期。因此，要选择合适的毛坯材料及制造方法。
2.1.1 材料 汽车变速器壳与离合器壳通常为压铸铝合金，5T17Z 变速器壳体 选用压铸铝合金。 a. 铝合金的特点 铝合金硬度小，导热好，适合高速切削，用硬质合金刀具加工铝 合金，切削速度可达 1000m／min。铝合金的另一个特点是熔点低。 在切削加工中容易形成积屑瘤，使被加工零件的尺寸精度和表面粗糙 度受到影响。此外铝合金在对精度高，粗糙度要求低时，只能采用精 镗、精铣，而不能用磨削加工。因此加工铝合金的刀具应刃磨得很锋 利、光洁，这样可避免形成积屑瘤。此外，精加工不宜用陶瓷刀具， 因为氧化了 AL2 O 3 的与刀具材料相同，造成摩擦阻力大，也容易出现 积屑瘤。 b. 温度变化对铝合金的影响 铝合金的热膨胀系数大，零件切削时温度升高尺寸增大，切削后 温度降低尺寸减少。 c. 铝合金的可切削性 据文献介绍，含铜量 0.5%-5.65%的铝合金，在固溶体晶粒的周围 有脆弱化合物 CuAl 2 ，因此具有良好的可切削性。

但是材料若含硅量 高（壳体含硅量达 8.0%-9.0%） 。由于硅元素具有磨料作用，所以刀具 也易磨损。 因此加工不同金属材料时，选用的刀具材料、几何角度、切削用 量等均不相同。6
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2.1.2 毛坯制造 汽车变速器壳体为形状复杂的铝合金铸件，生产批量大，多为自 动线加工，除有粗加工定位基准孔及面要求之外，还有上、下料机械 手定位基准，输送定位基准等，有些壳体还有油道。毛坯油道还必须 畅通，因此对零件毛坯几何形状要求很高。毛坯质量对机加工有很大 影响，如某些飞边就会造成加工失败，甚至发生损坏刀具和机床的事 故。
2.2 主要技术要求及分析2.2.1 技术要求 由于发动机前置并横置，两壳合件各轴线相互平行。主要孔 的 位 置 精 度 为 仅 有 0.05mm 的 公 差 ， 大 面 与 小 面 的 平 行 度 仅 有 0.05mm 的公差，轴承孔的同轴度也仅有 0.04mm。这就要求在加 工工件时必须选择合理的加工设备、精度要求高的刀具和专用夹 具。 2.2.2 加工精度对总成性能的影响 a.1 轴、2 轴中心距变化对重合度的影响 b.中心距变化对齿隙的影响 c.各孔中心线平行度对总成性能的影响
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第 3 章 5T17Z 变速器壳体加工工艺分析
3.1 工艺分析该壳体为薄壁型复杂壳体，关键孔位置要求很高。在产量小时， 可采用加工中心分体加工，具有互换性，有利于装配及生产管理；对 于年产 15 万台以上大批量生产，应采用自动线进行加工。本论以加工 中心作为生产设备。
3.1.1 工艺路线的安排 变速器壳体要求加工的表面很多。在这些加工表面中，平面加工 精度比孔可加工精度容易保证，于是壳体中主要孔的加工精度、孔系 加工精度就成了工艺关键问题。因此，在工艺路线的安排中应注意以 下问题。 a. 安排加工工艺的顺序时应先面后孔 由于平面面积较大，定位稳定可靠，有利于简化夹角结构，减少 安装变形。从加工难度来看，平面比孔加工容易。先加工平面，把铸 件表面的凹凸不平切除，保证平面的平面度，提供稳定可靠的定位基 准，并且加工平面时切去了铸件的硬皮和凹凸不平，对后序孔的加工 有利，可减少钻头引偏和崩刃现象，对刀调整也比较方便。对于孔的 加工和保证孔的加工精度都是有利的。因此，一般均应先加工平面。 b. 粗、精加工阶段要分开 粗、精加工分开的原则：对于刚性差、批量较大、要求精度较高 的壳体，一般要粗、精加工分开进行，即在主要平面和各支撑孔的粗 加工之后再进行精加工。这样，可以消除由粗加工所造成的内应力、 切削力、切削热、夹紧力对加

工精度的影响。为此，把粗精加工分开 进行， 有利于把已加工后由于各种原因引起的工件变形充分暴露出来， 然后在精加工中将其消除。
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3.1.2 壳体定位基准的选择 壳体定位基准的选择直接关系到壳体上各个平面与平面、孔与平 面、孔与孔之间的尺寸精度和位置精度要求是否能够保证。在选择基 准时，首先要遵守“基准重合”和“基准统一”的原则，同时必须考 虑生产批量的大小、生产设备特别是夹具的选用等因素。 a. 基准的选择 粗基准的作用主要是决定不加工面与加工面的位置关系，以及保 证加工面的余量均匀。 壳体零件上一般有几个主要的大孔， 为了保证孔的加工余量均匀， 可以该毛坯孔位粗基准的。在毛坯上要求预铸基准，有利于大批量生 产时保证加工产品的一致性。 b. 精基准的选择 壳体零件精基 准的选 择一般为“一 面两销 ” ，即以基 准面和定 位 销孔（一般为工艺孔）定位，有利于保证各轴承孔的尺寸和位置精度， 并且工件装卸方便，减少了铺助时间，有利于提高生产率。
3.1.3 壳体主要表面的加工 a.平面加工 壳体的主要平面是装配基准，并且是加工时的定位基准，所以应 有较高的平面度和较小的表面粗糙度值，否则直接影响壳体加工时的 定位基准。 壳体平面的粗加工一般用立式铣床， 既保证了平面间的位置精度， 又提高了生产率。精加工选用加工中心。 b.轴承孔的加工 壳体上的轴承孔支撑孔本身的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度 都要求较高，否则将影响轴承与壳体孔的配合精度，使轴的回转精度 下降，也易使传动件（如齿轮）产生振动和噪声。 由于轴承孔的精度比其他孔精度高，表面粗糙度值比其他孔小， 故应在其他孔加工后单独进行轴承孔的精加工。 c.孔系加工9
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壳体的孔系是有位置精度要求的各轴承孔的总和，其中有平行孔 中心线之间以及孔中心线与基准面之间的尺寸精度和平行度。同轴孔 系主要要求各孔的同轴度。成批或者大量生产壳体时，加工孔系一般 采用组合机床和加工中心。
3.2 加工刀具的选择3.2.1 刀具选择的主要因素 在选择刀具的形式和构造时，应当考虑下列几项主要因素。 生产性质 ：从经济观点看，生产的批量影响着刀具的选择。例如， 在大量生产时采用特殊刀具可是合算的，而在单件或成批生产时一般 应用标准刀具。 机床类型 ： 刀具类型（钻、车刀或铣刀）的选择决定于完成某种 工序所选用的机床类型。在保证工件质量及刀具系统刚性好的条件 下，允许采用高生产率的刀具，例如高速切削刀

具和大进给量刀具。 工艺方案： 工艺方案 ： 不同的加工方案可采用不同类型的刀具。例如，孔的 加工可以用钻及扩孔钻，也可以钻及镗刀来进行。 工件的尺寸外形：影响刀具构造和切削用量。例如，去皮粗铣时 可采用粗齿铣刀，精铣时最好用细齿铣刀。
3.2.2 铝合金材料的切削加工性 工件材料的切削加工性是指工件材料切削加工的难易程度，而难 易程度又随着具体加工要求及切削条件而不同。铝合金材料属于易切 削材料，其相对加工性 K V >3.0。 大的前角、后角使刃锋利，切削阻力小，切屑流畅是加工铝合金 刀具的共性。例如，钻头采用大螺旋槽（40°±3°） ，使前角加大， 将刀背磨去；加大后角，减少摩擦，易进冷却液，可以消除热量易集 中的现象。铣刀、镗刀均具有这个特点。 3.2.3 变速器壳体加工中常用刀具选择要点a. 钻头的选择
钻头用于精度较低的粗加工，例如壳体的螺栓过孔，螺纹底孔、10
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定位销孔的预孔。加工中心在钻孔过程中常常出现的问题是加工孔的 位置尺寸不稳定。选用合适钻头可避免此问题产生。 加工中心所用夹具没有钻套导向，普通麻花钻头在高速旋转切削 时切削力不对称，会发生偏摆运动。钻头的横刃长，在接触工件平面 的瞬间极易出现打滑现象，加工后易出现孔的位置尺寸不稳定、孔径 大小不均匀的缺陷。同时钻头主偏角 Kr<90 度，切削时主切削刃挤压 切削工件，切削后孔壁容易产生飞边毛刺。为消除此缺陷可用定心钻 头，这种钻头的横刃短，在接触工件平面的瞬间不易出现打滑现象， 加工的孔壁表面粗糙度可达到 Ra1.6μm 以上，孔径尺寸稳定，孔口 无毛刺、无翻边，同时能保证位置精度。但这种刀具的二次刃磨技术 要求较高，需用专用机床刃磨，生产成本高。 钻头在钻削过程中的轴向力占总钻削力的 50%-60%。轴向力易使 钻头钻孔时弯曲。所以为了提高钻头的刚性，应尽量选用较短的钻头。 麻花钻的工作部分大于被加工孔的深度，以便排削和输送冷却液。 钻远离端面的孔时，应选用刚性好的接长杆，而不用长钻头，以 避免钻头的摆差大不能保证孔的行位尺寸精度。如果接长杆直径受到 限制，接杆应选用重金属材料并带有防震装置。 由于刀具旋转，加工中心钻孔时切屑的流出方向在不断改变，所 以切屑的排出比较困难。特别是加工盲孔、深孔、小直径孔时排屑困 难，导致钻头散热不好，大大降低了刀具使用寿命和生产效率。现在 的钻孔加工一般都采用带有内冷却孔的钻头。刀具在高速旋转过程中 有高压冷却液从冷却孔内喷出，可及时将切屑及热量带

走，保证了排 屑通畅、表面加工质量稳定和良好的刀具寿命。b. 铣刀的选择
铣刀在变速器壳体的加工中主要是用于粗、精铣平面。 铣削加工时常遇到的问题是，铣平面是工件产生振动，造成铣削 表面粗糙度不能达到工艺要求，因此就需要根据加工的具体情况选用 合理的铣刀，以避免问题的发生。 在铣削壳体类零件的端面时，因为壳体零件外壁薄，刚性不好， 会产生振动， 所以影响工件表面质量； 同时也会因其发出较大的噪声，11
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影响工作环境。为此可采用密齿端面铣刀，让铣刀的多个切削刃同时 进行切削，达到冲击平稳、减少工件振动、降低表面粗糙度同时降低 噪声的目的。 粗铣时可使用粗铣齿刀，因其可承受大的切削深度；铣刀直径要 小些，因为粗铣时加工余量大，切削力大，选小直径铣刀可减小切削 扭矩。铣削时有冲击，所以刀具前角应尽量小些。在加工强度和硬度 都很高的材料时，可以选择负前角铣刀。 精铣时可以选用密齿铣刀，用小进给量达到低的表面粗糙度；以 防止振动。 铣刀半径要尽量大些， 能够包容整个加工宽度和加工效率， 减少接刀痕迹。 值得注意的是，立铣刀的柱面和端面上都有切削刃。立铣刀的柱 面和端面上都有切削刃。立铣刀的柱面为主切削刃，主切削刃为螺旋 齿，这样可增加切削的平稳性，提高加工精度。端面上的切削刃为副 切削刃，但端面中心无切削力，所以立铣刀不能轴向进给，但可做扩 孔刀具。c. 镗刀的选择
镗刀在变速器壳体上主要是加工精度较高的孔。镗刀上安装具有 微调机构的装置调整孔径大小， 通过微调机构， 达到满足加工的目的。 可加工出 H7、H6 精度等级的孔。 按切削刃的数量，镗刀分为单刃镗刀和双刃镗刀。 双刃镗刀用于粗加工，生产效率高；因为受力均匀，同时可消除 切削力对镗刀的影响。 单刃镗刀用于精加工。单刃镗刀属于悬臂状态，切削时受力不均 匀，刚性差，容易引起震动，因此加工后孔的稳定性和圆度误差成了 镗孔常出现的问题。所以镗刀系统中要考虑刀片的形状、材质等细节 问题。刀片的前角、后角、刀尖圆角、断屑槽形状不同所产生的切削 抗力也不同，由此产生的振动使孔径不稳定、表面粗糙度不合格。在 精加工铸铁材料时，镗刀刀片的 Kr 取 90 度，可加工高质量的表面粗 糙度；在粗镗钢件孔时，刀片的 Kr 取 60 度-75 度，可提高刀片使用 寿命。12
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镗孔后孔的位置精度超差是经常出现难以解决的问题。 镗孔的位置精度主要是由机床系统刚性和工作台重复定位精度决 定的

。但镗刀的选用也有一定的影响。选用镗刀先要考虑刀具系统刚 性。镗刀的系统刚性是决定产品质量和生产效率的关键因素。它包括 刀柄、镗杆、镗头以及中间连接部分的刚性。镗刀的动平衡也属于系 统刚性的范畴。如果镗刀是质量较大的大孔径刀具，必须要进行动平 衡检测。镗刀自身动平衡量超差，在转动时因不平衡离心力的影响容 易导致振动的发生。特别是在高速加工时，刀具的动平衡性对工件质 量会产生很大的影响。 镗刀在结构上分整体镗刀和模块式镗刀。 整体式镗刀主要用在批量产品的生产上，但实际上机床主轴与刀 具连接方式多种多样，使整体式镗刀的选择受到机床的限制。特别是 近几年来产品周期日益缩短，这就要求加工设备以及加工刀具有更充 分的柔性。所以，整体式镗刀不适于现在小批量生产形式及频繁的新 产品试制。 模块式镗刀将镗刀分为主柄、加长杆、镗头、刀片等多个部分， 在生产中可根据具体加工要求用模块方式进行组合。这样，不但大大 减少了刀柄数量，降低了成本，也可以迅速对应各种加工要求，并延 长刀具整体寿命。d. 铰刀的选择
铰刀一般在精加工孔的最后阶段，大部分用于直径小于 25mm 的 孔精加工。铰刀是成型刀具，不需要调整，因此操作方便，工作效率 高。铰刀的齿数多，导向好；容屑槽浅，刚性好。加工后孔的精度可 达 IT6-IT8，粗糙度达 Ra0.4-1.6μm。 铰刀的柄部分为直柄、锥柄两种。直柄铰刀的夹紧机构是弹簧夹 头，具有自动定心，自动消除偏摆的优点。直径小的刀具最好选择该 类型。 铰刀不能修正孔的偏心，无法获得精确的位置尺寸精度。如果铰 刀加工孔后的孔位置尺寸不稳定，应在其前序增加定心效果好的镗工 序。13
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铰孔常遇到的问题是孔径圆度超差。选用不等分铰刀可修正孔的 圆度超差。 在实际加工中要注意铰孔前的底孔尺寸， 底孔尺寸公差要尽量小。 底孔所留的加工余量直接影响铰孔的孔径。对于 180-220HBS 的铸铁 类材料，加工φ8-20 的孔，铰削留的余量控制在单边 0.15-0.25mm 效 果较理想。如果单边加工余量过小（只有 0.01-0.03mm） ，铰刀只能起 到修光的作用，无法切削材料，孔径同样达不到工艺要求。 大批量生产中采用整体硬质合金铰刀，抗震性好，耐用度比高速 钢镶齿刀高，提高生产效率。 铰刀是成型刀具，磨损后整体保费，所以打孔径的精加工尽量不 采用铰刀。而选用镗刀，采用更换刀片调整尺寸的方式来保证孔的尺 寸精度，这样会降低生产成本。
3.3 切削用量3.3.1 切削用量的选择 正确地选择切削用量，对于提高生

产率、保证加工质量和刀具耐 用度及经济性都具有重要意义。 在大批量生产中，特别是流水线生产或自动化生产中，必须在工 艺文件里为各工序、工步规定合理的切削用量，以保证加工质量、生 产节拍和良好的经济效益。
3.3.2 制定切削用量的原则
制定切削用量就是确定具体加工条件下的切削深度、进给量、切 削速度及刀具耐用度。应综合考虑加工质量、生产率及加工成本。 “合 理”的切削用量是指充分发挥刀具和机床的性能，保证加工质量、高 的生产率和低的加工成本下的切削用量。
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第 4 章 加工设备的选择
4.1 加工中心的分类加工中心的种类繁多，功能各异，区分方法也很多。其中按主要 的布置方式分为立式、卧式、立卧复合式 3 类。 立式加工中心是三轴机床，主轴垂直了工作台面，工作台可在平 面内做直线运动，这种机床仅能加工工件的顶面。主要适合于加工板 类、盘类、模具及小型壳体类零件。 卧式加工中心是四轴机床，主轴平行于工作台面，工作台能 360 度任意角度旋转，可加工工件的各个侧面，适合加工箱体类零件。 复合式加工中心是带立、卧两个或者多个主轴的加工中心，他们 能在一次装夹中对工件进行顶面、侧面等多个面的加工。适合于复杂 空间曲面的叶轮转子，模具、刃具等工件的加工。
4.1.1 设备的选择方法 选择合适加工变速器壳体的加工中心时，一般应从以下 3 个方面考 虑。 根据技术要求和工艺规范确定机床类型；依据毛坯的材料和种 类、壳体轮廓形状复杂程度，尺寸大小、加工内容、加工精度等条件， 确定机床主轴转速范围、工作台尺寸大小、刀库容量、定位精度、重 复定位精度、操作系统等。从经济方面考虑，应做到合理利用资源， 避免高精度机床用于粗加工工序，造成资源浪费。 机床的操作系统也是一个很重要的部件。一般情况下，该系统可 以选配。目前，比较通用的是 FANUC 系统。其操作系统技术成熟， 功能强大，完全能满足各种零件的加工。 依据装夹方式确定机床类型：采用卧式或者立式加工中心，将直 接影响所选择的夹具结构类型，且关系到数控编程的难易程度和数控 加工的可靠性。数控加工应重点考虑减少工件装夹次数，这样可以消 除工件二次装夹的定位误差，保证工件加工精度。卧式加工中心一次15
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装夹可以完成多个面的加工， 具有工序集中的优点， 能确保加工精度。 根据生产纲领确定机床类型：采用卧式或者立式加工中心，直接 影响生产效率。卧式加工中心一般都配有两个自动交换工作台

的托 盘。一个托盘装着工作台在加工舱内加工，另一个托盘则在装卸舱内 装卸工件。机床完成加工循环后自动交换托盘，装夹工件与工件加工 同时进行，这样就缩短了非加工时间，提高了工作效率。 综上所述， 加工变速器壳体较理想的设备是四轴联动卧式加工中 心。采用该加工中心壳体经 2-3 次装夹就可以完成全部加工内容，能 保证工件加工精度。
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第 5 章 夹具的选择
5.1 夹具的分类夹具是装夹工件不可缺少的工艺装备，直接影响着工件加工精 度、加工效率、操作劳动强度及生产成本等。 夹具的种类繁多。根据夹具在不同生产类型中的通用特性，夹具 可以分为通用夹具、专用夹具、组合夹具和模块夹具；按装夹的动力 源可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液増力夹具等。 数控加工适合于多品种、中小批量生产。为能装夹不同尺寸、不 同形状的多品种工件、数控加工的夹具应具有柔性，经过适当调整即 可加持多种形状和尺寸的工件。 在产品相对稳定、批量较大的生产中，应采用专用夹具，这样可 获得较高的生产效率和加工精度。
5.2 专用夹具设计要求在设计专用夹具时，应使其具有刚性好、精度高、敞开性良好、 操作劳动强度低等基本特点。 刚性方面： 刚性方面 ： 数控加工具有工序集中的特点，在工件的一次装夹中 既要进行切削力很大的粗加工，又要进行精度要求较高的精加工，因 此夹具本身应有足够的刚度和夹紧力，以适应大切削用量的切削。对 于刚度小的工件，应使夹紧力作用在支撑点上，防止夹紧变形。同时 可以考虑设计铺助夹紧件，让操作者在粗加工后变换夹紧力（适当减 小） ，以减小夹紧力变形对精度的影响。 精度方面： 精度方面 ： 数控机床精度很高，一般用于工件的高精度加工，因 此要求夹具要有较高的定位安装精度。夹具的定位要可靠，定位元件 应具有较高的定位精度，定位部位应便于清屑，无切屑积瘤。如果工 件的定位面偏小，可考虑增设工艺凸台或者辅助基准。 敞开性方面 ： 数控加工为刀具自动进给加工，夹具及工件应为刀 具的快速移动和换刀提供比较宽敞的运动空间。夹具结构应该简单、17
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开敞、防止刀具与夹具在运行中磕碰。 位置关系方面 ： 数控机床均有自己固定的坐标系。为编程方便， 一般采用建立夹具坐标系的方法。夹具上应指定一个明确的对刀点， 表明工件位置，据此计算工件原点。应保证夹具坐标系与机床坐标位 置关系明确，数据简单，以便于坐标转换计算。 卧式加工中心夹具可以绕回

转轴旋转，因此尽量让夹具回转中心 与加工件 2 个主轴中心连线重合，这样能避开在编程中的角度及尺寸 换算，从而消除因基准不重合而引起的积累误差。 操作方面： 操作方面 ： 卧式加工中心有专门的装卸件工作舱，加工与装卸工 件可同时进行， 因此在结构方面应重点考虑夹具装卸工件的方便程度。
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第六章
5T17Z 汽车变速器壳体加工刀具方案
据 5T17Z 汽车变速器壳体的加工工艺分析要点，并结合我公司的发展 现状， 充分利用在实习期所掌握的数控刀具知识， 配出如下刀具方案： （注： 所有标准刀具均为以色列 ISCAR 刀具， 非标类为上海松德数控刀具制造有 限公司刀具） I) 标准类刀具 见附表 II) 非标准类刀具 由于在实际生产中，为了提高生产效率，降低加工成本，若选用 标准类刀具会增加加工工件时间，所以要用复合刀具进行加工。另外， 由于工件的控制轴尺寸要求严格，所以要做专用型非标刀具。 见附图（仅以对控制轴粗加工为例）
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结
论
综上所述，当前针对汽车变速器壳体的加工工艺日趋单一，但是所用 来加工的刀具的种类却越来越多，明显提高了零件的加工质量和工件稳定 性，并且通过提高零部件加工效率来降低成本，为企业带来更多经济效益。 整篇文章对变速器壳体的加工工艺分析的还不透彻，重要的细节分析 的还不到位，只因本身所学十分有限，望各位老师批评指正。
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谢 辞本论文是在导师何振虎总经理和朱永胜工程师的悉心指导下完成的。 导师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦 的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人 格魅力对我影响深远。不经使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研 究方法，还使我明白了许多接人待物与为人处世的道理。本论文从选题到 完成，每一步都是在导师的指导下完成的，倾注了导师大量的心血。在此， 谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！ 同时要感谢师兄朱正志、韩文选在刀具方面给予我巨大的帮助，他们 精湛的刀具设计技术和先进的设计思想让我获益匪浅；感谢我在车间实习 时的王梦君师傅、徐娥师傅、张新友师傅，感谢他们在产品检验、装配、 加工中心等方面对我的培养。最后，感谢长期关心我的老师和同学们，感 谢你们长期对我的支持。
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参考文献[1] 朱秀琳. 汽车机械基础. 北京: 电子工业出版社, 2005 [2] 徐宏海. 数控机床刀具及其应用. 北京

: 化学工业出版社, 2010 [3] 中国机械工业标准汇编. 北京:中国标准出版社, 1998 [4] 王兴民. 北京:中国劳动出版社, 1996
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