汽车齿轮加工工艺研究

2018-02-17黄仁兴

现代制造技术与装备 2018年8期

黄仁兴

（浙江万里扬股份有限公司，金华321025）

1 汽车部件装配线工艺

整车装配过程由装配工艺和装配线装配过程组成，具体过程如下：对前、后悬架安装—底盘翻转—轮胎装配—紧固吊装发动机（包括驾驶室分装）—驱动轴安装—散热器安装—驾驶室装配线（包括驾驶室分装）—制动液、防冻液充填－整车下线。

制约生产能力的因素，包括以下几方面：一是由于装配线的底盘支撑架限制了位数的增加，生产能力的增加是有限的；二是轮胎拧紧工具装配速度、车辆压力；三是装配线物流不合理、压力大；四是产品结构调整装配工艺、压力；五是部分结构的技术装备，生产灵活，生产效率低，无法满足部分汽车的生产需要。

2 齿轮加工工艺

齿轮制造的关键是齿轮加工技术的设定，根据齿轮的不同用途，在生产中采用不同的加工工艺控制齿轮的承载能力、精度等级和使用寿命。汽车齿轮毛坯的加工工艺一般是成形、热处理、加工、齿轮毛坯齿面加工、淬火（如感应淬火、激光淬火等）和化学热处理（如渗碳、碳氮共渗、渗氮、氮碳共渗等）。

2.1 毛坯形成

一般为锻件、棒料或铸件，汽车齿轮坯件大都是来用热模锻成型的锻造毛坯。

2.2 齿坯热处理

正火/退火、去应力等工艺，改善齿坯的金相及硬度便于后续齿轮的切削加工。汽车齿轮齿坯一般采用等温正火工艺。

2.3 齿坯加工

齿面加工和检测所用的基准都是在此阶段加工出来。

轴类齿坯加工：车(铣)两端面；打两中心孔；精车轴颈、外圆、圆锥和端面；封磨工艺轴颈和定位端面。

盘类齿轮加工：车端面、键内孔、粗精加工分两道工序完成；车端面膛内孔、粗精加工在一次装夹中完成；拉内孔、车端面和外圆工艺。

2.4 齿形粗、精加工（热处理前）

根据精度要求，从整体毛坯上切出齿槽，有时在槽侧留出（热处理前）适当的精加工余量。目前，应用最广的切齿加工工艺为滚齿（或插齿）一剃齿工艺进行齿形切削加工。

2.5 齿端倒角去毛刺

汽车齿轮一般都需要去掉齿两边锐边、毛刺，齿端按一定要求修整成一定形状。

2.6 热处理

热处理根据材料不同，要求不同而异，常用热处理工艺主要有：调质、渗碳淬火、渗氮、高频淬火。热处理后要求进行强力抛丸以提高齿轮的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度。齿轮通过热处理工艺能够形成良好的芯部韧性及理想的表面硬度，使成品齿轮具有耐磨损、耐腐蚀、耐疲劳、长寿命等优良性能。

2.7 基准面的精加工

基准面的精加工通常是对齿轮内孔、端面、车由的外径、齿形等部分进行精精加工加工，用于分度圆或分度圆锥作定位基准。

轴类齿轮：研磨中心孔、校直、精磨定位端面及安装轴颈。

盘类齿轮：精磨内孔及定位端面。

3 机械加工刀具

切割技术的实施并不有效，它将直接决定生产能力和技术标准。它的应用效果不理想，刀具结构工具的材料特点非常大。国外常用的刀具有碳素工具钢、工具材料、陶瓷、金刚石等。

3.1 新型刀具材料开发应用

首先，硬质合金刀具的实现更为广泛，而氮化钛合金、金属陶瓷、硬质合金细颗粒、合金梯度合金或高速钢粉末等新兴材料在高速钢刀具生产中占有较高比例。此外，在机械制造和加工领域，硬质工具材料得到了广泛应用。随着不断改进和CNB韧性的改善在切割工具的应用比例显著增加。

3.2 积极开发涂层技术

机床涂层技术自最初的研究和发展以来，对刀具属性的优化改进和加工技术的提高起到了非常重要的作用。涂层刀具已逐渐成为当前机械工具领域的重要标志。

3.3 多功能专用刀具研发应用

目前，具有优良性能和质量的多功能刀具包括车刀、镗铣床等。在大批量生产线上，需要开发专用的智能化工具，节省投资，提高加工速度和操作精度。一些特殊的工具可以将加工零件的时间缩短到原来的1/10以下，可见效果特别明显。因此，可以说，一般、多功能、特种工具的开发和研究逐渐成为工具产品不可缺少的组成部分。

4 塑料模具工艺

汽车塑料模具在汽车的设计、研制和开发中起着非常重要的作用。由于汽车外形复杂、尺寸大、精度高，汽车塑料件的加工工艺复杂。因此，增加了产品设计、模具设计和加工的难度，不使用现代技术，很难满足要求。

首先，采用塑料件CAD/CAE/CAM系统，大大缩短设计时间、降低成本，提高企业竞争力。

其次，激光造型技术是为了适应产品变化快和生产周期短的特点，将其应用于汽车塑料件及塑模的产品开发与设计，可大大缩短产品开发周期。它能加工出任何特殊的、复杂的三维实体零件。

最后，模具型面数控加工技术。从技术性、工艺性和复杂性等方面来说，型面加工是模具加工的核心。其主要加工方法有磨削加工、铣削加工、电火花成型加工和电火花线切割加工。高速铣削加工技术为汽车大型塑模型面加工注人了新的活力，其加工速度提高到1～6m/min，与普通加工方式相比，加工效率可提高到5～10倍,能加工硬度为60HRC的材料。