变速箱的
制造
Automatic
Transmission
变速器是汽车中除发动机之外最关键的总成，随着用户对汽车驾驶舒适性要求的提高，变速器技术的发展将对汽车产业产生至关重要的作用。轻量化、多挡化、自动化成为变速器发展的主流方向。要实现这“三化”，尤其是自动变速器的产业化，真正将变速器技术通过制造过程，达到规模化生产，还有很长的路要走。制造过程离不开先进的加工设备、切削刀具、装配生产线及检测清洗设备。本期策划不仅有变速器技术的介绍，也有变速器制造方面的解决方案。
先来了解一下汽车变速器的基本结构组成：
我们以目前轿车应用最广泛的液力机械自动变速器AT为例，其内一般包括液力变矩器、齿轮变速机构、换挡执行机构、液压控制系统、电子控制系统等。
变速器的生产主要包括核心零部件轴、齿轮、壳体的生产，装配总成、试验检测、修整清洗等过程。
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下面来了解一下变速器核心零部件的生产过程：
齿轮是汽车、拖拉机等变速箱的重要部件，用于改变发动机曲轴和传动轴的速度比。通过齿面的接触传递动力，两齿面在相对运动过程中，既有滚动也有滑动，存在较大的压应力和摩擦力。经常换挡使齿端部受到冲击。要求变速箱齿轮具有高的抗弯强度、接触疲劳强度和良好的耐磨性。
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材料：多采用锻钢及碳素合金钢
制作流程：锻造制坯→正火→车削加工→调质→滚、插齿→剃齿→热处理→磨削加工→修整
(1)锻造制坯：
热模锻是汽车齿轮件广泛使用的毛坯锻造工艺。近年来，楔横轧技术在轴类加工上得到了大量推广，特别适合为比较复杂的阶梯轴类制坯，加工精度高、后序加工余量小而且生产效率高。
(2)正火：
这一工艺的目的是获得适合后序齿轮切削加工的硬度和为最终热处理做组织准备，以有效地减少热处理变形。采用等温正火工艺。可有效改变一般正火的弊端，产品质量稳定可靠。
(3)精车加工：
为了满足高精度齿轮加工的定位要求，齿坯的精车加工全部采用数控车床。
(4)滚、插齿：
加工齿部所用设备仍大量采用普通滚齿机和插齿机，虽然调整维护方便，但生产效率较低，若完成较大产能需要多机同时生产。经过涂镀的滚刀、插刀刀具能够明显地提高使用寿命，效益显著。
(5)剃齿：
径向剃齿技术以其效率高，设计齿形、齿向的修形要求易于实现等优势被广泛应用于大批量汽车齿轮生产中。
(6)热处理：
汽车齿轮要求渗碳淬火，以保证其良好的力学性能。
(7)磨削加工：
主要是对经过热处理的齿轮内孔、端面、轴的外径等部分进行精加工，以提高尺寸精度和减小形位公差。
(8)修整：
变速器、驱动桥齿轮装配前对齿部进行磕碰毛刺的检查清理，以消除它们在装配后引起噪声异响。
目前，对于变速箱齿轮的生产，自动化技术已经取得广泛应用。完整齿轮制造系统的开发和建设，需要将独立的机床通过机器人、夹具和传送料道连接起来。埃马克开发的“自动上下料”技术，其中，工作主轴用于实现工件在加工区域的传输。各机床之间的工件通过加工区域后部的传送带或通过式料道进行传输。其中一个自动化模块将工件从传送带上提取，将其放到菱形柜内。各机床之间的接口可用于连接小型缓存工位或下料工位。紧凑的系统实现了良好的工艺集成，确保生产线上纯自动化零部件比其他解决方案的零部件减少了15%。另外，该系统还具备一个关键的优势，即体积紧凑的 VL 机床和VT机床之间的行程比较短，能够减少工件的生产时间，降低单位成本。
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输入轴是动力进入变速器的轴，动力从发动机经输入轴进入变速器，再由输入轴带动轴上的输入齿轮将动力传递给输出齿轮而带动输出轴转动，并带动差速器运动，起到动力传输作用。
材料：多采用 40Cr，20CrMnTi等
制造流程：
输入轴：锻造制坯→正火→精车加工→搓齿→钻孔→插齿→倒尖角→滚齿→剃齿→热处理→磨加工→对啮修整
输出轴：
锻造制坯→正火→精车加工→搓齿滚齿→剃齿→热处理→磨加工→对啮修整
如今通过制造更小齿轮比增量的变速器来实现更高的燃油效率已蔚然成风。而为达到这个目标，传动轴需要达到更高的精度，同时也要提高轴类加工设备的利用率。尤其是在传动轴的磨削工序，产品质量、节拍时间、单件成本、产量和加工过程的可靠性是必须考虑的因素。
变速器壳和离合器壳（简称“两壳”）是变速器的基础零件,它将变速器中的输入轴总成、输出轴总成、换挡机构总成等零部件,按一定的相互位置关系装配成一个整体,并支撑输出轴按一定的传动比关系输出转矩。其加工质量直接影响变速器总成的装配精度、运动性能、换挡灵活性、挡位噪声、密封性能和使用寿命。因此,变速器壳体的质量决定着变速器总成的性能。
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材料：多采用压铸铝合金
制作流程：
铣结合面→加工工艺孔和连接孔→粗镗轴承孔→精镗轴承孔和定位销孔→清洗→泄漏试验检测
▲变速箱壳体
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变速器最终完成装配总成还要经历试验检测、修整清洗等过程才能“整装待发”。
汽车变速箱零部件材质一般为锻钢和铝合金材质，零部件表面污物多为低粘度切削油和切削液，多采用喷淋清洗方式，选用清洗剂时在考虑清洗能力的同时要考虑清洗剂的消泡能力，另一方面，由于漂洗清洗剂浓度一般较低，范围在0.5%-1.5%，要求清洗剂具有较好的防锈能力。
一些特定工艺条件下，推荐清洗剂时必须要考虑后面工序的影响，如在变速箱轴、齿生产某一工艺流程：磨齿-喷淋清洗（中间清洗）-抛丸-喷淋清洗（终洗），其中喷淋中间清洗过程要考虑下一道喷丸工序，清洗剂清洗零件烘干后，零部件表面不能有粘性清洗剂残留或防锈覆盖膜，否则将会影响喷丸工序，带来质量缺陷。
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