汽車變速器制造技術現狀及發展趨勢汽車變速器制造技術現狀及發展趨勢汽車變速器制造技術現狀及發展趨勢資料僅供參考文件編號：2022年4月汽車變速器制造技術現狀及發展趨勢版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準:發布日期：汽車變速器制造技術現狀及發展趨勢2008-07-16

[字體：大中小]1現狀分析

目前，公司生產的汽車變速器(驅動橋)采用手動換擋型式，匹配發動機排量為，搭載于經濟型轎車上。制造技術主要涉及核心零件(軸及齒輪、殼體)生產、裝配總成、試驗檢測等工藝過程。

根據產品設計要求.軸及齒輪零件加工工藝流程采用的是鍛造制坯→正火→車加工→滾/插齒→剃齒→熱處理→磨加工→修整，熱后齒部不再加工。這種流程適宜于大批量生產的模式。考察國內汽車變速器(驅動橋)生產廠家了解到在同等級別的產品中，軸及齒輪零件加工也基本上是這種模式，如唐山愛信齒輪有限公司、上海汽車齒輪總廠、杭州依維柯汽車變速器有限公司、北京MOBIS變速器有限公司等。殼體類零件加工既有采用由組合機床、專機等設備組成的剛性生產線，又有采用以加工中心組成的柔性生產線。

軸及齒輪零件加工工藝

(1)鍛造制坯：熱模鍛仍然是汽車齒輪件廣泛使用的毛坯鍛造工藝。近年來，楔橫軋技術在軸類加工上得到了大量推廣。這項技術特別適合為比較復雜的階梯軸類制坯，它不僅精度較高、后序加工余量小而且生產效率高。公司從2002年開始與山東萊蕪楔橫軋廠進行工藝協作，幾年來已實現了大批量生產。現在，所生產的軸件皆采用這項技術制坯。

(2)正火：這一工藝的目的是獲得適合后序齒輪切削加工的硬度和為最終熱處理做組織準備，以有效地減少熱處理變形。公司所用齒輪鋼的材料通常為20CrMnTi，一般的正火由于受人員、設備和環境的影響比較大，使得工件冷卻速度和冷卻的均勻性難以控制，造成硬度散差大，金相組織不均勻，直接影響機加工和最終熱處理；使得熱變形大而無規律，零件質量無法控制。為此，采用等溫正火工藝。實踐證明，采用這種等溫正火有效地改變了一般正火的弊端，產品質量穩定可靠。

(3)車加工：為了滿足高精度齒輪加工的定位要求.齒坯的加工全部采用數控車床.使用機械夾固不重磨車刀，實現了在一次裝夾下孔徑。端面及外徑加工同步完成。既保證了內孔與端面的垂直度要求，又保證了大批量齒坯生產的尺寸離散小。從而提高了齒坯精度，確保了后序齒輪的加工質量。另外，數控車床加工的高效率還大大減少了設備數量，經濟性好。

(4)滾/插齒：加工齒部所用設備仍大量采用普通滾齒機和插齒機，雖然調整維護方便，但生產效率較低，若完成較大產能需要多機同時生產。隨著涂層技術的發展，滾刀、插刀刃磨后的再次涂鍍可方便地進行.經過涂鍍的刀具能夠明顯地提高耐用度，一般能提高90%以上，有效地減少了換刀次數和刃磨時間，效益顯著。目前，這項技術已在公司推廣。

(5)剃齒：徑向剃齒技術以其效率高，設計齒形、齒向的修形要求易于實現的優勢被廣泛應用于大批量汽車齒輪生產中。公司自1995年技術改造購進意大利公司專用徑向剃齒機以來，在這項技術上已經應用成熟，加工質量穩定可靠。

(6)熱處理：汽車齒輪要求滲碳淬火.以保證其設計要求的良好機械性能。對于熱后不再進行磨齒加工的產品，穩定可靠的熱處理設備是必不可缺的。公司引進的是德國勞易公司的連續滲碳淬火生產線，獲得了滿意的熱處理效果。

(7)磨加工：主要是對經過熱處理的齒輪內孔。端面、軸的外徑等部分的精加工，以提高尺寸精度和形位精度。齒輪加工采用節圓夾具定位夾緊，能有效保證齒部與安裝基準的加工精度，獲得滿意的產品質量。

(8)修整：這是變速驅動橋齒輪裝配前對齒部進行磕碰毛刺的檢查清理，以消除它們在裝配后引起的噪聲異響。通過單對嚙合聽聲音或在綜合檢查儀上觀察嚙合偏差來完成。

殼體類零件加工工藝

公司生產的變速器中殼體零件有離合器殼、變速器殼和差速器殼。離合器殼、變速器殼是承重零件，一般采用壓鑄鋁合金經專用模具壓鑄而成，外形不規則較復雜，一般工藝流程是銑結合面→加工工藝孔和連接孔→粗鏜軸承孔→精鏜軸承孔和定位銷孔→清洗→泄漏試驗檢測。當前使用兩條由組合機床、專機組成的剛性生產線和兩條以加工中心為主組成的柔性生產線。這4條生產線年生產能力達到22萬件。其中兩條剛性生產線產能達到12萬件，但只能加工兩種殼體。差速器殼是運動零件.所用材料一般為球墨鑄鐵，外形似球.內外表面都需要機加工。一般工藝流程是半精加工一端→精加工另一端→精加工一端→加工工藝孔及連接孔→加工內球面→清洗→檢驗。

2變速器發展趨勢

現在市場上的變速器細分為5類，手動變速器(MT)、手動自動一體變速器(AMT)、無級變速器(CVT)、雙離合器變速器(DCT)和自動變速器(AT)，各自都有不同的優勢。國內外的汽車制造與銷售數據顯示，人們對汽車駕乘的舒適性越來越重視。在歐洲市場，原本是手動變速器的市場，不斷被自動變速器占領。如在英國.現在裝配自動變速器的汽車占汽車總量的15%。而5年前，這個數字是%。日前，世界著名的變速器制造商——德國ZF公司預測說，到2012年，北美市場出售的汽車中將只有6%是手動擋；2013年歐洲變速器市場上，配備手動自動一體的變速器將占20%。可以預見，帶有自動功能變速器的汽車是未來市場的主導產品，發展和掌握自動變速器制造技術是追趕世界變速器制造潮流的方向。而優先開發手動自動一體變速器具有技術上的延續性，對我國來說具有更大的優勢。

AMT是在MT基礎上增加ASCS自動換擋控制系統組成的。ASCS由微控制器控制的執行機構(液壓、氣壓或電機)組成，

以電控液壓(氣壓)或電機機構代替人力控制離合器和選換擋機構實現自動變速功能。AMT具有自動換擋的功能，能大幅提高離合器、同步器壽命(先進的AMT技術還可實現無離合器和無同步器下的自動換擋)和行車安全性，且保留了傳統有級機械變速器傳動效率高、體積小、機構簡單、使用可靠、易于制造、成本低、燃油消耗少和維護與使用費用低等優點，特別適合我國國情。目前，公司AMT項目正在按計劃實施。

3制造技術發展趨勢

新技術新工藝不斷得到應用

隨著全球能源及原材料價格的不斷上漲，汽車銷售價格的下降，要求汽車變速器倡E動橋)向著體積小、質量輕、承載能力大、結構緊湊上發展。這就要求零件設計結構。機械性能也要相應有所改變，向著小巧緊湊，高強度、高剛性方向改進，進而也要求有新技術、新工藝來保證能夠制造出來。

如圖1所示設計的零件結構，中間的結合齒圈采用一般的切削加工是無法實現的，通常考慮將齒體與結合圈分兩部分(圖中虛線為分界線)分別加工出來，然后通過花鍵過盈壓裝連接成一體，這不僅使工序增多，增加加工成本，而且有時受結構限制花鍵是無法加工出來的(本例即為花鍵無法加工)，所以必須尋求新的工藝技術支持。因此，齒輪焊接與整體精鍛新工藝應運而生。另外，軸類的冷擠壓制坯、熱處理后應用強力噴丸工藝進行齒面強化等都是近年來國外已經廣泛應用的新技術。

(1)齒輪焊接與整體精鍛

圖2為整體精鍛齒輪與焊接結構齒輪(結構見圖1)。可以看出，使用齒輪焊接與整體精鍛技術在結構設計上可去掉機加工用退刀槽，該部尺寸既可留做增加齒寬以提高齒部強度，也可直接省去減小整體設計尺寸，使結構更加緊湊。整體鍛造工藝獲得的齒部加工精度依賴于模具加工精度，目前關鍵成型模具還要依賴進口，且一套模具只能用于一種零件。前期投入較大，工藝的適用范圍窄，只適于大批量的生產。焊接工藝比整體鍛造技術更加靈活，通用性強，能夠適應多品種生產，加工成本也更低。當然.一般的焊接工藝由于熱影響區的緣故使焊后零件變形較大，且無法控制，是無法滿足齒輪加工要求的。只有電子束焊與激光焊接技術能夠適應。這兩種技術由于焊后熱影響區很小，對于齒輪加工精度幾乎沒有影響。焊后牢靠且焊縫美觀。近年來.隨著激光技術的發展，國內在激光焊接技術方面的研究已從試驗研究階段進入生產應用階段，并開始走向成熟。公司于2004年底購進一臺，兩年多生產了20萬件。激光焊接技術比電子束焊易于操作，具有更多優勢，應用前景更加廣闊。

(2)軸類的冷擠制坯技術

在歐美、日本等汽車工業發達的國家，軸類零件的冷擠制坯技術在上世紀90年代已得到廣泛應用，這不僅能實現少無切削加工，節約金屬材料，降低加工成本，而且零件機械強度表面粗糙度顯著降低。隨著我國鍛造技術的發展和汽車工業的要求，這項技術已經由試驗研發階段開始進入生產應用階段.并在上海汽車齒輪總廠已經得到應用，杭州依維柯汽車變速器有限公司正在小批應用。我公司正與天海同步器公司合作開發這項技術。

高速高效、環保的設備不斷應用

滾齒設備采用數控多軸聯動控制，不僅加工精度高，而且調整方便。特別是干式滾齒機的應用，實現了齒輪加工的高速、高效和環保。一個典型的例子是使用干式滾齒機加工模數2mm、外徑240mm、齒厚30mm的差速器齒圈僅需42s，而普通滾齒機一般需要3min。可有效減少機床數量，工藝流程更簡潔，便于實現自動化生產。

殼體類零件加工隨著高速加工中心(主軸工作轉速在10000r/min以上)的應用，使得柔性生產單元效率更上一層。如對差速器殼的加工，若使用數控設備僅需6臺便可實現10萬件/年生產能力。

另外，隨著人們對汽車駕乘舒適性的要求不斷提高以及AT與AMT的發