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Ｏｉａｎｙａｎ
拖拉机变速器壳体零件的工艺分析
尤伟诚
（常州市广播电视大学，江苏常州２１３００１）
摘要：轮式拖拉机变速箱壳体零件是壳体零件中较有代表性的一类，现以常州东风集团公司的ＤＦ３００、ＤＦ３５０变速器为例，详细介绍了壳体的加工工艺，重点针对企业的具体情况，因地制宜，合理制定壳体零件的加工工艺，以使业内人士在设计工艺和选择装备时有所借鉴。
关键词：变速器壳；工艺分析；定位原理；基准选择：加工精度
拖拉机壳体的主要作用是变速传动、传递动力，因此在拖拉机中是关键零件。材料选用ＨＴ２００，变速器壳体主要加工表面和轴孔。此外轴孔加工不但要达到孔本身的尺寸精度要求，还要保证与其他轴孔的相互位置精度。另外变速器壳体里还装有轴承、齿轮、差速器等组件，这些零件和组件的装配精度在很大程度上取决于壳体本身的加工精度。变速器壳体的加工质量直接影响到拖拉机的传动性和其他一些性能。
１
壳体零件的主要技术要求
拖拉机变速器壳体的结构复杂，箱壁较薄，加工面较多，其简
图如图１至图３所示，各项技术精度可以归纳为以下几方面：
ｆＫ
图１
拖拉机变速器壳体主剖图
‘—、
Ｋ向
。４２６±０．０４８
７６
Ｌ
Ｌ
＿
◆
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一＿、
—士、
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工艺孔
图２拖拉机变速器壳体Ｋ向视图
１．１轴孔精度
轴孔的尺寸误差和几何形状误差会造成轴承与孔的配合不良，因此对轴孔的精度要求较高，主轴孔尺寸精度ＩＴ６级，其余为
ＩＴ６～７级（图１）。１．２孔的相互位置精度
同一轴线上各孔同轴度误差和轴孔端面对轴线垂直度误差、各轴线之间的平行度误差，均影响轴上齿轮的啮合质量，孔距误差也影响齿轮啮合间隙。该零件孔的同轴度最高为Ｏ．０４ｍｉｌｌ，主轴中
万方数据
Ｐ向团
图３拖拉机变速器壳体Ｈ向、Ｐ向视图
ｍｌＴｌ，各轴线平行度公差为０．１ｍｎｌ（图１）。
１．３轴孔和平面的相互位置精度
拖拉机的变速器壳体与发动机和后桥壳体联结，其前后端面
直度为０．１０５ｍｍ（图１）。学校要求教师假期进企业顶岗培训，笔者培训的车间是变速箱车间，以生产轮拖类变速箱总成为主，该车间为常州东风集团配套生产轮拖ＤＦ３００、ＤＦ３５０变速箱总成，所有工艺的难点主要集中长。常州东风集团加工此壳体摹本上在加工中心完成，成本高，效率低。在仔细研究了此壳体在整机上的装配位置及壳体的结构特点后，结合车间具体的设备条件，合理安排此壳体的加工工艺流程，在保证加工质量的前提下，整合工序，提高生产效率。此壳体的左端Ｐ向（图３）即喇叭口端与拖拉机的发动机相联接，靠由于喇叭口内孔的中心线与Ａ基准上的孔系的中心线同轴．心线距离公差±０．０２７与轴线有很高的位置度要求，表面粗糙度Ｒａ为３．２舢ｎ，与主轴垂２壳体加工的难点分析
在变速箱壳体的加工，此壳体结构复杂，精度要求高，且工艺流程２一咖１４Ｈ７销孔保证联接精度，所以２一咖１４Ｈ７销孔与壳体的孔系最好一次装夹一道工序加工下来，以保证最后整机的装配精度，此道工序由镗孔专机完成。３壳体具体工艺分析
３．１租基准选择
所以突破平时加工箱体的常规，用车床代替铣床，在Ｃ６３０车床上
№ｎｇＹｅ
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以喇叭口内孔及左端为粗基准（图３，Ｐ向视图），车加工喇叭口右
端面及Ａ基准上的孔系（图３，Ｈ向视图），下一道仍然在Ｃ６３０上
基准平行度Ｏ．１０，拨叉孔的精度影响将来的齿轮换挡，所以拨叉孔的加工也显得非常重要，此壳体右端及内腔筋板间距离２１６ｍｍ，为了保证拨叉孔的位置精度，采用钻模加工，以壳体右端（一面）及２一曲８０孔（两销）定位，钻、扩、铰３一咖１５Ｈ９拨叉孔，因钻模采用双导向，保证了拨叉孔的位置公差。
３．６其余次要孔的加工
以已加工的右端及Ａ基准上的内孔定位，来加工左端喇叭口端面及喇叭ｕ内孔，这样做的优点是面与孔一刀下来，保证垂直度；且可以少设计及制造两副复杂的铣夹具，车床上只要通用夹具：三爪卡盘（只需稍加改装，添一些调整螺钉和压板螺栓）及花盘；车床效率远远高于铣床，而且刀具消耗低。
３．２精基准选择及加工
拖拉机壳体各面上有许多次要孔及螺孔，这些孔基本在摇臂钻上通过钻模板完成，考虑到许多螺孔都在四周（除两端外）再加上壳体的自重，所以一般钻四周螺孔的钻夹具都设计成回转夹具，一方面减轻了操作工的强度，另一方面提高了工效，车间采取了简易的回转工装，利用喇叭【ｊ端面（一面），喇叭口端面上的币１０销孔及咖９２内孔（两销）定位，其中咖１０销做成插销，通过插入不同的位置，来实现壳体的回转，加工各面上的螺孔或小孔。４结语
以上便是ＤＦ３００、ＤＦ３５０拖拉机变速器壳体工艺流程的大致过程，车间按此工艺流程己成功进行了批量生产，满足了客户的需求。这里需指出的是，从小马力拖拉机变速箱到中马力拖拉机变速箱的结构都差不多．它们的加工过程必然存在相当多的共性，当然加工过程中必定还有许多细节问题，但只要抓住主要矛盾，问题便会迎刃而解。第
【参考文献】
［１］王先奎．机械制造工艺学．北京：机械工业出版社。１９９４［２］成大先．机械设计手册．第２卷．北京：化学工业出版社，２００８［３］王先逵．机械加工工艺手册．第３卷．北京：机械工业出版社，１９９８
壳体加工一般采用一面两销作为定位摹准，下一步便是精基准的加工，精基准选择壳体Ｋ向上的底面及２一咖１４Ｈ７工艺销孔（图２）。先在摇臂钻床上通过喇叭口内孔及端面、外形定位，钻、铰喇叭ｕ端面上咖１３孔（加工至咖１０）作为销孔；再以喇叭【］端面（一面）及喇叭口内孔、咖１０孔（两销）定位，在铣床上加工各面，其中底面（精基准面）留精铣余量，其余各面（包括斜窗口面）均加工到位；最后上加工中心加工精基准底面及底面上２－咖１４Ｈ７工艺销孔，通过高精度设备来保证精基准的尺寸、形位精度。优点是充分利用现有设备，减少加工中心工作量，只在加工中心完成关键工序。
３．３孔系的加工
考虑到主机厂需求量大，要求月生产能力达６００～８００台变速箱总成，通过加工中心来完成孔系加工显得不现实也不经济，所以决定制造镗孔专机来适应大批量生产，虽然一次投入较大，但以长期发展眼光来看是可取的；在专机上（分粗精镗）以一面两销定位，一次装夹，加工主要孔系及喇叭口上的２－咖１４Ｈ７销孔，保证了将来整机的装配质量。优点是机床调整方便，操作简单，加工精度稳定，效率高。
３．４喇叭口端内端面的加工
喇叭口端内端面是变速箱壳体的动力输入端，也是轴承盖板的定位面，它与壳体右端之问尺寸要求，由于内端面距喇叭口端面
尺寸２８０ｍｉｌｌ，再加上喇叭ｕ的干涉，一般铣床的主轴加上刀杆都
难以达到内端面进行加工，所以设计制造了加长刀杆解决此问题。在Ｘ６３Ｗ铣床上，一面两销定位，铣加工内端面保证尺寸。
３．５拨叉孔（３一咖１５Ｈ９）的加工
收稿日期：２０１０－０５—１０
作者简介：尤伟诚（１９７０－），男，江苏常州人，高级工程师，教师，主要从事机械制造方面的研究。
壳体右端（Ｈ向）及内腔筋板上各有３一咖１５Ｈ９拨叉孔，对Ａ
（上接第２３页）
线路侧晶闸管的转速和电流双闭环控制，转速闭环控制由功能包ＦＰ－ＮＲＧ实现，电流闭环控制由功能包ＦＰ—ＭＮｌ实现。功能包ＦＰ－ＭＮｌ包括实际值的处理、闭环电流控制，自动逆转逻辑及门极脉冲发生。此功能包ＦＰ－ＭＮｌ把来自闭环转速控制的电流输出点记录到直流耦合电路中，以获得合适的最大电流，产生最大的转矩，最快地达到设定速度。同时在低速范围内，断续换相所需要的无直流耦合电流间隔时间也在ＦＰ—ＭＮｌ中实现。另外，ＦＰ—ＭＮＩ还具备一些保护性功能，例如，在电源实际值故障、过电流等情况下，它能快速地降低电流。
电机侧晶闸管工作控制，即负载换相及断续换相控制均由功能包ＦＰ—ｓＭＳ实现，晶闸管的触发脉冲由同步电动机的反电势控制。功能包ＦＰ－ＳＭＳ使用无速度传感器矢量控制技术，通过霍尔效
应的电压互感器ＬＥＭＬＶ２００－ＡⅥｒ／２／ＳＰｌ和电流互感器
工业出版社，２００５［２］西门子运行维护手册
【参考文献】
都选择在电动机转子的磁通矢量与定子的磁通矢量互相成９００角的时刻进行换相．这样就保证了电动机的输出转矩最大。４结语
实践表明，西门子ＳＦＣ以其良好的调速性能，保证了大型西门子燃机的可靠启动。西门子ＳＦＣ在大型燃机启动中的应用，是继西门子ＳＦＣ在诸多领域应用的又一次成功尝试。ＳＦＣ还将在更多领域有着广泛的应用。因此，了解西门子ＳＦＣ的构成及工作原理有着重要的意义和作用。张
［１］吴忠智，吴加林编著．中（高）压人功率变频器应用手册．北京：机械
ＬＡｌ５０（ＯＴ／ＳＰ４８，测得电机的定子电压和电流，通过电机参数如定子电阻、漏电感，进行综合补偿计算后，计算出同步电动机电压模型的磁通矢量。根据计算出磁通矢量的角位置，ＴＳｌ２计数器与电机磁通矢量位置同步，即对逆变器晶闸管的触发脉冲的同步定位，计数器每６０电角度产生一个新的触发脉冲，同时使得逆变器每次
收稿日期：２０１０－０５—１３
作者简介：强磊（１９８１一），男，江苏无锡人，助理工程师，研究方向：电气工程。
机电信息２０１０年第１８期总第２６４期３７
万方数据
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拖拉机变速器壳体零件的工艺分析
尤伟诚
（常州市广播电视大学，江苏常州２１３００１）
摘要：轮式拖拉机变速箱壳体零件是壳体零件中较有代表性的一类，现以常州东风集团公司的ＤＦ３００、ＤＦ３５０变速器为例，详细介绍了壳体的加工工艺，重点针对企业的具体情况，因地制宜，合理制定壳体零件的加工工艺，以使业内人士在设计工艺和选择装备时有所借鉴。
关键词：变速器壳；工艺分析；定位原理；基准选择：加工精度
拖拉机壳体的主要作用是变速传动、传递动力，因此在拖拉机中是关键零件。材料选用ＨＴ２００，变速器壳体主要加工表面和轴孔。此外轴孔加工不但要达到孔本身的尺寸精度要求，还要保证与其他轴孔的相互位置精度。另外变速器壳体里还装有轴承、齿轮、差速器等组件，这些零件和组件的装配精度在很大程度上取决于壳体本身的加工精度。变速器壳体的加工质量直接影响到拖拉机的传动性和其他一些性能。
１
壳体零件的主要技术要求
拖拉机变速器壳体的结构复杂，箱壁较薄，加工面较多，其简
图如图１至图３所示，各项技术精度可以归纳为以下几方面：
ｆＫ
图１
拖拉机变速器壳体主剖图
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Ｋ向
。４２６±０．０４８
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工艺孔
图２拖拉机变速器壳体Ｋ向视图
１．１轴孔精度
轴孔的尺寸误差和几何形状误差会造成轴承与孔的配合不良，因此对轴孔的精度要求较高，主轴孔尺寸精度ＩＴ６级，其余为
ＩＴ６～７级（图１）。１．２孔的相互位置精度
同一轴线上各孔同轴度误差和轴孔端面对轴线垂直度误差、各轴线之间的平行度误差，均影响轴上齿轮的啮合质量，孔距误差也影响齿轮啮合间隙。该零件孔的同轴度最高为Ｏ．０４ｍｉｌｌ，主轴中
万方数据
Ｐ向团
图３拖拉机变速器壳体Ｈ向、Ｐ向视图
ｍｌＴｌ，各轴线平行度公差为０．１ｍｎｌ（图１）。
１．３轴孔和平面的相互位置精度
拖拉机的变速器壳体与发动机和后桥壳体联结，其前后端面
直度为０．１０５ｍｍ（图１）。学校要求教师假期进企业顶岗培训，笔者培训的车间是变速箱车间，以生产轮拖类变速箱总成为主，该车间为常州东风集团配套生产轮拖ＤＦ３００、ＤＦ３５０变速箱总成，所有工艺的难点主要集中长。常州东风集团加工此壳体摹本上在加工中心完成，成本高，效率低。在仔细研究了此壳体在整机上的装配位置及壳体的结构特点后，结合车间具体的设备条件，合理安排此壳体的加工工艺流程，在保证加工质量的前提下，整合工序，提高生产效率。此壳体的左端Ｐ向（图３）即喇叭口端与拖拉机的发动机相联接，靠由于喇叭口内孔的中心线与Ａ基准上的孔系的中心线同轴．心线距离公差±０．０２７与轴线有很高的位置度要求，表面粗糙度Ｒａ为３．２舢ｎ，与主轴垂２壳体加工的难点分析
在变速箱壳体的加工，此壳体结构复杂，精度要求高，且工艺流程２一咖１４Ｈ７销孔保证联接精度，所以２一咖１４Ｈ７销孔与壳体的孔系最好一次装夹一道工序加工下来，以保证最后整机的装配精度，此道工序由镗孔专机完成。３壳体具体工艺分析
３．１租基准选择
所以突破平时加工箱体的常规，用车床代替铣床，在Ｃ６３０车床上
№ｎｇＹｅ
Ｏｉａｎｙａｎ！坌些墼星Ｉ
以喇叭口内孔及左端为粗基准（图３，Ｐ向视图），车加工喇叭口右
端面及Ａ基准上的孔系（图３，Ｈ向视图），下一道仍然在Ｃ６３０上
基准平行度Ｏ．１０，拨叉孔的精度影响将来的齿轮换挡，所以拨叉孔的加工也显得非常重要，此壳体右端及内腔筋板间距离２１６ｍｍ，为了保证拨叉孔的位置精度，采用钻模加工，以壳体右端（一面）及２一曲８０孔（两销）定位，钻、扩、铰３一咖１５Ｈ９拨叉孔，因钻模采用双导向，保证了拨叉孔的位置公差。
３．６其余次要孔的加工
以已加工的右端及Ａ基准上的内孔定位，来加工左端喇叭口端面及喇叭ｕ内孔，这样做的优点是面与孔一刀下来，保证垂直度；且可以少设计及制造两副复杂的铣夹具，车床上只要通用夹具：三爪卡盘（只需稍加改装，添一些调整螺钉和压板螺栓）及花盘；车床效率远远高于铣床，而且刀具消耗低。
３．２精基准选择及加工
拖拉机壳体各面上有许多次要孔及螺孔，这些孔基本在摇臂钻上通过钻模板完成，考虑到许多螺孔都在四周（除两端外）再加上壳体的自重，所以一般钻四周螺孔的钻夹具都设计成回转夹具，一方面减轻了操作工的强度，另一方面提高了工效，车间采取了简易的回转工装，利用喇叭【ｊ端面（一面），喇叭口端面上的币１０销孔及咖９２内孔（两销）定位，其中咖１０销做成插销，通过插入不同的位置，来实现壳体的回转，加工各面上的螺孔或小孔。４结语
以上便是ＤＦ３００、ＤＦ３５０拖拉机变速器壳体工艺流程的大致过程，车间按此工艺流程己成功进行了批量生产，满足了客户的需求。这里需指出的是，从小马力拖拉机变速箱到中马力拖拉机变速箱的结构都差不多．它们的加工过程必然存在相当多的共性，当然加工过程中必定还有许多细节问题，但只要抓住主要矛盾，问题便会迎刃而解。第
【参考文献】
［１］王先奎．机械制造工艺学．北京：机械工业出版社。１９９４［２］成大先．机械设计手册．第２卷．北京：化学工业出版社，２００８［３］王先逵．机械加工工艺手册．第３卷．北京：机械工业出版社，１９９８
壳体加工一般采用一面两销作为定位摹准，下一步便是精基准的加工，精基准选择壳体Ｋ向上的底面及２一咖１４Ｈ７工艺销孔（图２）。先在摇臂钻床上通过喇叭口内孔及端面、外形定位，钻、铰喇叭ｕ端面上咖１３孔（加工至咖１０）作为销孔；再以喇叭【］端面（一面）及喇叭口内孔、咖１０孔（两销）定位，在铣床上加工各面，其中底面（精基准面）留精铣余量，其余各面（包括斜窗口面）均加工到位；最后上加工中心加工精基准底面及底面上２－咖１４Ｈ７工艺销孔，通过高精度设备来保证精基准的尺寸、形位精度。优点是充分利用现有设备，减少加工中心工作量，只在加工中心完成关键工序。
３．３孔系的加工
考虑到主机厂需求量大，要求月生产能力达６００～８００台变速箱总成，通过加工中心来完成孔系加工显得不现实也不经济，所以决定制造镗孔专机来适应大批量生产，虽然一次投入较大，但以长期发展眼光来看是可取的；在专机上（分粗精镗）以一面两销定位，一次装夹，加工主要孔系及喇叭口上的２－咖１４Ｈ７销孔，保证了将来整机的装配质量。优点是机床调整方便，操作简单，加工精度稳定，效率高。
３．４喇叭口端内端面的加工
喇叭口端内端面是变速箱壳体的动力输入端，也是轴承盖板的定位面，它与壳体右端之问尺寸要求，由于内端面距喇叭口端面
尺寸２８０ｍｉｌｌ，再加上喇叭ｕ的干涉，一般铣床的主轴加上刀杆都
难以达到内端面进行加工，所以设计制造了加长刀杆解决此问题。在Ｘ６３Ｗ铣床上，一面两销定位，铣加工内端面保证尺寸。
３．５拨叉孔（３一咖１５Ｈ９）的加工
收稿日期：２０１０－０５—１０
作者简介：尤伟诚（１９７０－），男，江苏常州人，高级工程师，教师，主要从事机械制造方面的研究。
壳体右端（Ｈ向）及内腔筋板上各有３一咖１５Ｈ９拨叉孔，对Ａ
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线路侧晶闸管的转速和电流双闭环控制，转速闭环控制由功能包ＦＰ－ＮＲＧ实现，电流闭环控制由功能包ＦＰ—ＭＮｌ实现。功能包ＦＰ－ＭＮｌ包括实际值的处理、闭环电流控制，自动逆转逻辑及门极脉冲发生。此功能包ＦＰ－ＭＮｌ把来自闭环转速控制的电流输出点记录到直流耦合电路中，以获得合适的最大电流，产生最大的转矩，最快地达到设定速度。同时在低速范围内，断续换相所需要的无直流耦合电流间隔时间也在ＦＰ—ＭＮｌ中实现。另外，ＦＰ—ＭＮＩ还具备一些保护性功能，例如，在电源实际值故障、过电流等情况下，它能快速地降低电流。
电机侧晶闸管工作控制，即负载换相及断续换相控制均由功能包ＦＰ—ｓＭＳ实现，晶闸管的触发脉冲由同步电动机的反电势控制。功能包ＦＰ－ＳＭＳ使用无速度传感器矢量控制技术，通过霍尔效
应的电压互感器ＬＥＭＬＶ２００－ＡⅥｒ／２／ＳＰｌ和电流互感器
工业出版社，２００５［２］西门子运行维护手册
【参考文献】
都选择在电动机转子的磁通矢量与定子的磁通矢量互相成９００角的时刻进行换相．这样就保证了电动机的输出转矩最大。４结语
实践表明，西门子ＳＦＣ以其良好的调速性能，保证了大型西门子燃机的可靠启动。西门子ＳＦＣ在大型燃机启动中的应用，是继西门子ＳＦＣ在诸多领域应用的又一次成功尝试。ＳＦＣ还将在更多领域有着广泛的应用。因此，了解西门子ＳＦＣ的构成及工作原理有着重要的意义和作用。张
［１］吴忠智，吴加林编著．中（高）压人功率变频器应用手册．北京：机械
ＬＡｌ５０（ＯＴ／ＳＰ４８，测得电机的定子电压和电流，通过电机参数如定子电阻、漏电感，进行综合补偿计算后，计算出同步电动机电压模型的磁通矢量。根据计算出磁通矢量的角位置，ＴＳｌ２计数器与电机磁通矢量位置同步，即对逆变器晶闸管的触发脉冲的同步定位，计数器每６０电角度产生一个新的触发脉冲，同时使得逆变器每次
收稿日期：２０１０－０５—１３
作者简介：强磊（１９８１一），男，江苏无锡人，助理工程师，研究方向：电气工程。
机电信息２０１０年第１８期总第２６４期３７
万方数据