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汽车变速器制造技术现状及发展趋势

1现状分析

制造技术主要涉及核心零件(轴及齿轮、壳体)生产、装配总成、试验检测等

工艺过程。

根据产品设计要求.轴及齿轮零件加工工艺流程采用的是锻造制坯→正火→

车加工→滚/插齿→剃齿→热处理→磨加工→修整，热后齿部不再加工。这种流

程适宜于大批量生产的模式。考察国内汽车变速器(驱动桥)生产厂家了解到在同

等级别的产品中，轴及齿轮零件加工也基本上是这种模式，如唐山爱信齿轮有限

公司、上海汽车齿轮总厂、杭州依维柯汽车变速器有限公司、北京MOBIS变速

器有限公司等。壳体类零件加工既有采用由组合机床、专机等设备组成的刚性生

产线，又有采用以加工中心组成的柔性生产线。

1.1轴及齿轮零件加工工艺

(1)锻造制坯：热模锻仍然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。这项技术特别适合为比较复杂的阶梯

轴类制坯，它不仅精度较高、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。齿轮钢的材料通常为20CrMnTi，一

般的正火由于受人员、设备和环境的影响比较大，使得工件冷却速度和冷却的均

匀性难以控制，造成硬度散差大，金相组织不均匀，直接影响机加工和最终热处

理；使得热变形大而无规律，零件质量无法控制。为此，采用等温正火工艺。实

践证明，采用这种等温正火有效地改变了一般正火的弊端，产品质量稳定可靠。

(3)车加工：为了满足高精度齿轮加工的定位要求.齿坯的加工全部采用数控

车床.使用机械夹固不重磨车刀，实现了在一次装夹下孔径。端面及外径加工同

步完成。既保证了内孔与端面的垂直度要求，又保证了大批量齿坯生产的尺寸离

散小。从而提高了齿坯精度，确保了后序齿轮的加工质量。另外，数控车床加工

的高效率还大大减少了设备数量，经济性好。

(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。随着涂层技术

的发展，滚刀、插刀刃磨后的再次涂镀可方便地进行.经过涂镀的刀具能够明显

地提高耐用度，一般能提高90%以上，有效地减少了换刀次数和刃磨时间，效益

显著。目前，这项技术已在公司推广。

(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的

优势被广泛应用于大批量汽车齿轮生产中。目前这项技术上已经应用成熟，加工

质量稳定可靠。

(6)热处理：汽车齿轮要求渗碳淬火.以保证其设计要求的良好机械性能。对

于热后不再进行磨齿加工的产品，稳定可靠的热处理设备是必不可缺的。

(7)磨加工：主要是对经过热处理的齿轮内孔。端面、轴的外径等部分的精加

工，以提高尺寸精度和形位精度。齿轮加工采用节圆夹具定位夹紧，能有效保证

齿部与安装基准的加工精度，获得满意的产品质量。

(8)修整：这是变速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的噪声异响。通过单对啮合听声音或在综合检查仪上观察啮

合偏差来完成。

1.2壳体类零件加工工艺

变速器中壳体零件有离合器壳、变速器壳和差速器壳。离合器壳、变速器壳

是承重零件，一般采用压铸铝合金经专用模具压铸而成，外形不规则较复杂，一

般工艺流程是铣结合面→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。当前使用两条由组合机床、专机组成的刚性生产

线和两条以加工中心为主组成的柔性生产线。这4条生产线年生产能力达到22

万件。其中两条刚性生产线产能达到12万件，但只能加工两种壳体。差速器壳

是运动零件.所用材料一般为球墨铸铁，外形似球.内外表面都需要机加工。一般

工艺流程是半精加工一端→精加工另一端→精加工一端→加工工艺孔及连接孔

→加工内球面→清洗→检验。

2变速器发展趋势

现在市场上的变速器细分为5类，手动变速器(MT)、手动自动一体变速器

(AMT)、无级变速器(CVT)、双离合器变速器(DCT)和自动变速器(AT)，各自都

有不同的优势。国内外的汽车制造与销售数据显示，人们对汽车驾乘的舒适性越

来越重视。在欧洲市场，原本是手动变速器的市场，不断被自动变速器占领。如

在英国.现在装配自动变速器的汽车占汽车总量的15%。而5年前，这个数字是

13.5%。日前，世界著名的变速器制造商——德国ZF公司预测说，到2012年，

北美市场出售的汽车中