汽車齒輪加工工藝研究

黃仁興

（浙江萬里揚(yáng)股份有限公司，金華321025）

1 汽車部件裝配線工藝

整車裝配過程由裝配工藝和裝配線裝配過程組成，具體過程如下：對前、后懸架安裝—底盤翻轉(zhuǎn)—輪胎裝配—緊固吊裝發(fā)動(dòng)機(jī)（包括駕駛室分裝）—驅(qū)動(dòng)軸安裝—散熱器安裝—駕駛室裝配線（包括駕駛室分裝）—制動(dòng)液、防凍液充填－整車下線。

制約生產(chǎn)能力的因素，包括以下幾方面：一是由于裝配線的底盤支撐架限制了位數(shù)的增加，生產(chǎn)能力的增加是有限的；二是輪胎擰緊工具裝配速度、車輛壓力；三是裝配線物流不合理、壓力大；四是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整裝配工藝、壓力；五是部分結(jié)構(gòu)的技術(shù)裝備，生產(chǎn)靈活，生產(chǎn)效率低，無法滿足部分汽車的生產(chǎn)需要。

2 齒輪加工工藝

齒輪制造的關(guān)鍵是齒輪加工技術(shù)的設(shè)定，根據(jù)齒輪的不同用途，在生產(chǎn)中采用不同的加工工藝控制齒輪的承載能力、精度等級和使用壽命。汽車齒輪毛坯的加工工藝一般是成形、熱處理、加工、齒輪毛坯齒面加工、淬火（如感應(yīng)淬火、激光淬火等）和化學(xué)熱處理（如滲碳、碳氮共滲、滲氮、氮碳共滲等）。

2.1 毛坯形成

一般為鍛件、棒料或鑄件，汽車齒輪坯件大都是來用熱模鍛成型的鍛造毛坯。

2.2 齒坯熱處理

正火/退火、去應(yīng)力等工藝，改善齒坯的金相及硬度便于后續(xù)齒輪的切削加工。汽車齒輪齒坯一般采用等溫正火工藝。

2.3 齒坯加工

齒面加工和檢測所用的基準(zhǔn)都是在此階段加工出來。

軸類齒坯加工：車(銑)兩端面；打兩中心孔；精車軸頸、外圓、圓錐和端面；封磨工藝軸頸和定位端面。

盤類齒輪加工：車端面、鍵內(nèi)孔、粗精加工分兩道工序完成；車端面膛內(nèi)孔、粗精加工在一次裝夾中完成；拉內(nèi)孔、車端面和外圓工藝。

2.4 齒形粗、精加工（熱處理前）

根據(jù)精度要求，從整體毛坯上切出齒槽，有時(shí)在槽側(cè)留出（熱處理前）適當(dāng)?shù)木庸び嗔?。目前，?yīng)用最廣的切齒加工工藝為滾齒（或插齒）一剃齒工藝進(jìn)行齒形切削加工。

2.5 齒端倒角去毛刺

汽車齒輪一般都需要去掉齒兩邊銳邊、毛刺，齒端按一定要求修整成一定形狀。

2.6 熱處理

熱處理根據(jù)材料不同，要求不同而異，常用熱處理工藝主要有：調(diào)質(zhì)、滲碳淬火、滲氮、高頻淬火。熱處理后要求進(jìn)行強(qiáng)力拋丸以提高齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度。齒輪通過熱處理工藝能夠形成良好的芯部韌性及理想的表面硬度，使成品齒輪具有耐磨損、耐腐蝕、耐疲勞、長壽命等優(yōu)良性能。

2.7 基準(zhǔn)面的精加工

基準(zhǔn)面的精加工通常是對齒輪內(nèi)孔、端面、車由的外徑、齒形等部分進(jìn)行精精加工加工，用于分度圓或分度圓錐作定位基準(zhǔn)。

軸類齒輪：研磨中心孔、校直、精磨定位端面及安裝軸頸。

盤類齒輪：精磨內(nèi)孔及定位端面。

3 機(jī)械加工刀具

切割技術(shù)的實(shí)施并不有效，它將直接決定生產(chǎn)能力和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。它的應(yīng)用效果不理想，刀具結(jié)構(gòu)工具的材料特點(diǎn)非常大。國外常用的刀具有碳素工具鋼、工具材料、陶瓷、金剛石等。

3.1 新型刀具材料開發(fā)應(yīng)用

首先，硬質(zhì)合金刀具的實(shí)現(xiàn)更為廣泛，而氮化鈦合金、金屬陶瓷、硬質(zhì)合金細(xì)顆粒、合金梯度合金或高速鋼粉末等新興材料在高速鋼刀具生產(chǎn)中占有較高比例。此外，在機(jī)械制造和加工領(lǐng)域，硬質(zhì)工具材料得到了廣泛應(yīng)用。隨著不斷改進(jìn)和CNB韌性的改善在切割工具的應(yīng)用比例顯著增加。

3.2 積極開發(fā)涂層技術(shù)

機(jī)床涂層技術(shù)自最初的研究和發(fā)展以來，對刀具屬性的優(yōu)化改進(jìn)和加工技術(shù)的提高起到了非常重要的作用。涂層刀具已逐漸成為當(dāng)前機(jī)械工具領(lǐng)域的重要標(biāo)志。

3.3 多功能專用刀具研發(fā)應(yīng)用

目前，具有優(yōu)良性能和質(zhì)量的多功能刀具包括車刀、鏜銑床等。在大批量生產(chǎn)線上，需要開發(fā)專用的智能化工具，節(jié)省投資，提高加工速度和操作精度。一些特殊的工具可以將加工零件的時(shí)間縮短到原來的1/10以下，可見效果特別明顯。因此，可以說，一般、多功能、特種工具的開發(fā)和研究逐漸成為工具產(chǎn)品不可缺少的組成部分。

4 塑料模具工藝

汽車塑料模具在汽車的設(shè)計(jì)、研制和開發(fā)中起著非常重要的作用。由于汽車外形復(fù)雜、尺寸大、精度高，汽車塑料件的加工工藝復(fù)雜。因此，增加了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和加工的難度，不使用現(xiàn)代技術(shù)，很難滿足要求。

首先，采用塑料件CAD/CAE/CAM系統(tǒng)，大大縮短設(shè)計(jì)時(shí)間、降低成本，提高企業(yè)競爭力。

其次，激光造型技術(shù)是為了適應(yīng)產(chǎn)品變化快和生產(chǎn)周期短的特點(diǎn)，將其應(yīng)用于汽車塑料件及塑模的產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計(jì)，可大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。它能加工出任何特殊的、復(fù)雜的三維實(shí)體零件。

最后，模具型面數(shù)控加工技術(shù)。從技術(shù)性、工藝性和復(fù)雜性等方面來說，型面加工是模具加工的核心。其主要加工方法有磨削加工、銑削加工、電火花成型加工和電火花線切割加工。高速銑削加工技術(shù)為汽車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，與普通加工方式相比，加工效率可提高到5～10倍,能加工硬度為60HRC的材料。

5 結(jié)語

通過對現(xiàn)今汽車制造工藝的了解，發(fā)現(xiàn)我國汽車制造加工技術(shù)水平已經(jīng)到達(dá)一定水平，但仍需要改進(jìn)一些汽車加工技術(shù)工藝。因此，本文分析了汽車部件裝配線工藝、齒輪加工工藝、機(jī)械加工刀具、塑料模具工藝等工藝，并探討了其將來的發(fā)展，希望能夠切實(shí)提高我國的汽車加工工藝水平。