MT82變速箱二軸復(fù)合孔加工的工藝優(yōu)化

楊紅，江叔通，譚明皓

（南昌齒輪有限責(zé)任公司，江西南昌330044）

制造工藝

MT82變速箱二軸復(fù)合孔加工的工藝優(yōu)化

楊紅，江叔通，譚明皓

（南昌齒輪有限責(zé)任公司，江西南昌330044）

由于M T 82變速箱二軸復(fù)合孔的定位基準(zhǔn)長(zhǎng)度很短，軸向長(zhǎng)度不到1mm，若直接使用該定位基準(zhǔn)進(jìn)行大進(jìn)給量車削，則會(huì)造成該定位基準(zhǔn)失效。原工藝方案為在復(fù)合孔處先加工出B5工藝中心孔，最后加工復(fù)合孔，存在兩端孔的同軸度差和復(fù)合孔處的基準(zhǔn)面橢圓度質(zhì)量問題。設(shè)計(jì)一種帶輔助定位基準(zhǔn)的復(fù)合鉆，先將復(fù)合孔的定位基準(zhǔn)和輔助定位基準(zhǔn)同步加工出來，使用輔助定位基準(zhǔn)完成車削工序之后，再鉆孔完成復(fù)合孔的加工，此工藝優(yōu)化方案可保證兩端定位基準(zhǔn)的同軸度，同時(shí)也保證車削加工時(shí)外圓跳動(dòng)。

變速箱二軸；復(fù)合孔；輔助定位基準(zhǔn)；工藝優(yōu)化

MT82變速箱主要供應(yīng)的車型有Ford的Ranger皮卡和Mustang（野馬）跑車，江鈴全順V348商務(wù)車，江鈴福特U375撼路者等。該變速箱二軸粗車后的形狀為外徑不一的階梯軸，如圖1所示，兩端為R8中心孔和復(fù)合孔。

圖1 二軸粗車圖

二軸的毛坯采用楔橫軋工藝軋制而成，軋件經(jīng)過等溫正火，拋丸后再進(jìn)行切削加工。二軸的毛坯粗加工余量為：長(zhǎng)度方向?yàn)閱芜?.5~4 mm，外圓為單邊2~2.5mm.由于軸類零件基本都是以兩端基準(zhǔn)定位來加工徑向和軸向尺寸[1-2]，故車削加工之前時(shí)，必須先將各工序的定位基準(zhǔn)——兩端孔的基準(zhǔn)面加工好，一般軸類的工藝設(shè)計(jì)時(shí)，軸的兩端面（總長(zhǎng)）和定位基準(zhǔn)大多數(shù)是后續(xù)不再加工。

MT82變速箱二軸的右端為復(fù)合孔，如圖2所示，其定位基準(zhǔn)的軸向長(zhǎng)度較短，小于1 mm（圖示標(biāo)明為（0.75±0.2）mm），由于后續(xù)粗車外圓時(shí)，受到的切削力較大，易造成基準(zhǔn)B在粗車時(shí)被破壞。二軸的加工工藝流程首先加工出兩端的定位基準(zhǔn)，因R8中心孔的深度一致性（14.4±0.05）mm的要求較高，只能采用數(shù)控端銑機(jī)床來保證，右端的基準(zhǔn)面B軸向尺寸（21.71±0.21）mm和圓度0.02也可保證。若在粗車時(shí)使用基準(zhǔn)面B為定位基準(zhǔn)，加工完成后，基準(zhǔn)面B則會(huì)受切削力擠壓而變形，圓度形位公差和深度尺寸則會(huì)被破壞，尤其是在大切削力的情況下，故粗車時(shí)不能使用基準(zhǔn)面B，即該基準(zhǔn)只能在精車之后才能使用。

圖2 二軸兩端孔放大圖

為保護(hù)在粗加工時(shí)，復(fù)合孔的基準(zhǔn)B不受到傷害，則需要在粗加工使用輔助定位基準(zhǔn)替代基準(zhǔn)B，故右端的復(fù)合孔不能在端銑工序全部完成加工，同時(shí)二軸的總長(zhǎng)度是否一次加工到位則需根據(jù)復(fù)合孔的加工工藝來制定。

圖3 復(fù)合孔原工藝方案加工示意圖

1 原復(fù)合孔加工的工藝方案

端銑工序時(shí)，在復(fù)合孔處使用B5中心孔做工藝基準(zhǔn)，并在復(fù)合孔處端面留0.2 mm余量，粗車完成后，最后的工序時(shí)加工復(fù)合孔，基準(zhǔn)B在此工序完成加工，如圖3（b）圖所示。

在數(shù)控端銑機(jī)床上完成第一道工序，銑端面、鉆孔，R8中心孔成形，保證（14.4±0.05）mm深度要求，復(fù)合中心孔處鉆B5的中心孔，復(fù)合孔端面留0.2 mm余量總長(zhǎng)（419.85±0.15）mm，此工序加工出輔助定位基準(zhǔn)面C，見圖3（a）圖所示。由于B5中心孔為工藝基準(zhǔn)，粗車使用該基準(zhǔn)之后，加工復(fù)合中心孔時(shí)，B5中心孔被去除。

以兩端基準(zhǔn)定位，車削徑向和軸向尺寸。最后，加工復(fù)合孔，使用的機(jī)床為數(shù)控車床，三爪裝夾位為圖1所示的最大外圓尺寸（94.8±0.15）mm，中心架夾持位置為圖1所示的（41.5±0.15）mm.首先將端面留用0.2 mm的余量車削完，保證尺寸（341.2±0.1）mm，間接保證了總長(zhǎng)尺寸（419.65±0.15）mm；其次，鉆至深度（29±0.5）mm；最后，利用鏜孔刀車基準(zhǔn)面B、（24.2±0.1）mm，R4，等其余尺寸至要求，見圖3（b）圖所示。

此工藝方案總長(zhǎng)尺寸控制較為不易，中心架與卡爪存在同軸度誤差，造成加工出的定位基準(zhǔn)B可能存在橢圓度狀況，則圓度0.02尺寸很難保證，另外深度（21.71±0.1）mm的一致性控制也較難。

2 復(fù)合孔加工的工藝方案優(yōu)化

（續(xù)下圖）

原工藝方案B5中心孔的基準(zhǔn)面C與圖示的定位基準(zhǔn)B加工過程不同步，則會(huì)造成較大質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)成形復(fù)合鉆的設(shè)計(jì)與制造較為成熟[3-4]，都是基于定位基準(zhǔn)的軸向長(zhǎng)度較長(zhǎng)，但本文介紹的二軸復(fù)合孔定位基準(zhǔn)軸向長(zhǎng)度只有（0.75±0.2）mm，長(zhǎng)度過短，則會(huì)造成車削時(shí)，切削力過大，會(huì)損傷該定位基準(zhǔn)，故直接將復(fù)合定位中心孔方案不可行。

現(xiàn)行使用輔助定位基準(zhǔn)C與原定位基準(zhǔn)B同步加工出來的工藝方案，則可保證兩基準(zhǔn)的同軸度，這需要設(shè)計(jì)帶輔助定位基準(zhǔn)的復(fù)合鉆。加工設(shè)備為數(shù)控端銑機(jī)床，先使用盤銑刀，銑端面以保證軸的總長(zhǎng)尺寸（419.65±0.15）mm，后使用兩端分別使用R8中心鉆和復(fù)合鉆，加工至尺寸要求，復(fù)合孔加工如圖4（a）圖所示。圖中的基準(zhǔn)C為后續(xù)車削加工的定位基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)B與基準(zhǔn)面C使用復(fù)合鉆同時(shí)加工成形，可保證同軸度的要求，基準(zhǔn)C的延伸線到中心的交點(diǎn)到端面的距離要比基準(zhǔn)面B延伸到中心的交點(diǎn)到端面的距離小，否則輔助定位基準(zhǔn)無法使用，后續(xù)粗車時(shí)，頂尖不能與基準(zhǔn)面B接觸，即在精車之前，基準(zhǔn)面B狀態(tài)為端銑加工后的狀態(tài)。完成粗車工序（加工工序的內(nèi)容不變），最后將復(fù)合孔的余量通過鉆孔去除，完成整個(gè)二軸的粗加工，如圖4（b）圖所示。

圖4 復(fù)合孔工藝方案優(yōu)化后的加工示意圖

定位基準(zhǔn)面B一致性尺寸（21.71±0.1）mm很重要，采用該種工藝方案，定位基準(zhǔn)的一致性可以得打保證，后續(xù)精車和搓絲工序的工裝為端面驅(qū)動(dòng)工裝，但有差異，與二軸的定位基準(zhǔn)B接觸的頂尖固定在設(shè)備上不動(dòng)，端驅(qū)裝置夾緊零件，該種驅(qū)動(dòng)工裝對(duì)定位基準(zhǔn)B提出很高的要求。

3 帶輔助基準(zhǔn)的復(fù)合鉆設(shè)計(jì)

帶輔助定位基準(zhǔn)的復(fù)合鉆[5-6]，設(shè)計(jì)見圖5所示，實(shí)物見圖6.復(fù)合鉆材料為W6Mo5Cr4V2，硬度為HRC63-68，為了以便排屑，排屑槽帶有10°螺旋角。復(fù)合鉆包括鉆孔導(dǎo)引部位，粗加工用的輔助定位基準(zhǔn)C，精加工用的定位基準(zhǔn)B和鉆套夾持位（16±0.05）mm.其中，輔助定位基準(zhǔn)C要比定位基準(zhǔn)B要小（基準(zhǔn)B的延長(zhǎng)線要處于基準(zhǔn)C的上方），否則基準(zhǔn)C不能起到粗加工定位作用。

圖5 帶輔助定位基準(zhǔn)的復(fù)合鉆

圖6 帶輔助定位基準(zhǔn)的復(fù)合中心鉆實(shí)物

復(fù)合孔除鉆孔的尺寸外，其余尺寸都由復(fù)合鉆加工時(shí)保證，即（24.2±0.1）mm，（0.75±0.2）mm，R0.4，45°，尺寸3mm，（0.5±0.3）mm和基準(zhǔn)B都由復(fù)合鉆的尺寸保證，故設(shè)計(jì)復(fù)合鉆時(shí)，需考慮上述尺寸直接成形。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)MT82變速箱二軸復(fù)合孔的加工工藝進(jìn)行了優(yōu)化之后，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）完成了銑端面鉆中心孔工序之后，對(duì)零件進(jìn)行粗車工序，以輔助定位基準(zhǔn)C來定位，可以進(jìn)行重力切削，可保護(hù)好精加工用的定位基準(zhǔn)B；

（2）由于輔助定位基準(zhǔn)C和精加工用的定位基準(zhǔn)B是用復(fù)合鉆同時(shí)加工出來，兩者的同軸度可以得到保證；

（3）復(fù)合鉆也是類似成形鉆，除孔尺寸之外，由復(fù)合鉆直接將孔的其他尺寸全部加工完成，可保證尺寸的一致性和加工精度的要求，后續(xù)只需要鉆孔工序，即可完成復(fù)合孔內(nèi)所有尺寸的加工，達(dá)到簡(jiǎn)化復(fù)合孔的加工過程的目的。

[1]王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.

[2]王小娥.小軸類零件數(shù)控車削加工工藝設(shè)計(jì)[J].廣西輕工業(yè)，2011，（9）：84-85.

[3]汪津澤，顧祖慰.大直徑復(fù)合鉆的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].工具技術(shù)，1992，（26）：5-8.

[4]周國(guó)剛.孔加工刀具的發(fā)展[J].四川兵工學(xué)報(bào)，2008，（29）：109-110.

[5]唐永鵬.高效復(fù)合中心鉆的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].金屬加工：冷加工，2009，（21）：37-38.

[6]樂兌謙.金屬切削刀具[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

Process Optimization of Two Axis Composite Hole Processing of MT82 Gearbox

YANG Hong，JIANG Shu-tong，TAN Ming-hao
（Nanchang Gear Co.，Ltd.，Nanchang Jiangxi 330044，China）

The datum length of the compound hole of the MT82 gearbox output gear shaft is very short，and the axial length is less than 1 mm，so that the datum will invalidate if being used to deep feed turning. B5 center hole is drilled in the composite hole at first by the original process，the composite hole is machined at last，but the quality problems of the poor concentricity of the both ends of the center hole and the elliptical datum of the compound hole. The datum of the composite hole and the auxiliary datum are machined together using the composite drill with auxiliary datum，after using the auxiliary datum to machine the turning process，the process of the output gear shaft is completed after drilling the composite hole，the process scheme can guarantee the concentricity of the datum，but also ensures cylindrical beating during turning processing.

output gear shaft；composite hole；auxiliary datum；process optimization

T G52

A

1672-545X（2016）09-0120-04

2016-06-11

楊紅（1970-），女，江西吉安人，工程師，碩士，主要從事鍛造工藝和機(jī)械加工工作。