汽车制造工艺实习指导书.doc

黑龙江工程学院

汽车制造工艺实习指导书

汽车与交通工程学院

一、实习目的
生产实习是本科教学计划中在企业进行的、非常重要的实践性教学环节，其目的是使学生了解和掌握基本生产知识、验证、巩固和丰富已学过的专业课内容，培养学生理论联系实际，提高其在生产实际中调查研究、观察问题、分析问题以及解决问题的能力，为后续专业课程的学习打下基础。通过生产实习，还应使学生了解现代化生产方式和先进制造技术，培养学生创新性思维、团队合作和交流的能力及热爱专业、致力于国家建设的思想。
二、实习内容
1、了解实习单位的组织机构和生产组织管理情况。
2、掌握和分析典型部件的工作原理及装配工艺过程。
3、掌握和分析典型机械零件的结构和机械加工工艺过程。
4、掌握典型零件加工的工艺装备；所用机床性能、特点和典型机构；尺寸的调整方法；切削刀具的结构特点和几何参数；量具的类型和测量方法等。
5、了解先进制造技术和现代化生产方式。
6、了解典型零件的毛坯制造工艺及热处理工艺。
7、了解技术文档资料的编写和管理规范。
三、实习主要参考资料
《汽车厂实习教程》，姜继海、李志杰、尹九思等主编，吉林大学出版社，2006年12月出版；
《机械制造工艺实习指导书》，戴亚春主编，化学工业出版社，2007.7；
《汽车制造工艺学》，王宝玺主编，机械工业出版社出版，2008.7；
企业生产规章制度等。
四、实习方式
1、听取报告
在实习开始，由实习单位指派人员向学生介绍本单位情况及进行安全保密教育。为了保证和提高实习质量，在实习期间还可请实习单位有关人员做技术报告。
2、组织参观
在实习开始时，组织对实习单位的参观，以了解概况。在实习期间，还应组织学生到其它有关车间去进行专业性的参观，以获得更广泛的生产实践知识。参观中应着重了解先进工艺方法、先进工装、先进设备的特点以及先进的生产组织管理形式等。
3、车间实习
学生在车间实习是生产实习的主要方式。学生分组按照实习计划在车间以典型零件及部件的生产进行实习，企业委派专门的技术人员进行指导，通过观察分析以及向车间工人和技术人员请教，完成规定的实习内容。学生实习的车间主要是机械加工车间和装配车间。
4、学习日记
在实习中，学生应将每天的工作、观察的结果、收集的资料和图表、听取报告的内容等记入实习日记。实习日记是学生编写实习报告的主要资料依据。也是检查学生实习情况的重要方面，学生每天认真填写，教师随时检查批改实习日记。
5、实习报告
在实习结束时，学生应提交书面的实习报告，实习报告包括三个典型零件机械加工、一个部件装配的主要工艺过程及分析，实习指导教师应定期评阅实习报告。
五、实习时间安排
根据教学计划，实习时间安排2周，具体时间分配如表1。
实习作息时间，由厂、校根据具体实际情况安排。
表1
计划安排
时间安排
1.入厂教育：参观毛坯制造及热处理分厂、车身分厂
1天
2.典型部件装配工艺实习
1~2天
3.典型零件工艺实习
3~4天
4.工具与机修实习
0.5天
5.专题报告
0.5天
6.先进制造技术和现代化生产参观实习
1天
7.总结、考查
1天
六、实习成绩考核
实习成绩按优秀、良好、中等、及格、不及格五级分制评定。根据学习在实习期间的实习出勤、实习表现、实习日记和实习报告的质量、以及考查时回答问题的情况，确定实习成绩。其中出勤（20%）、实习表现（20%）、实习日记和实习报告的质量（40%）、答辩（20%）。缺勤累计超过三天，取消实习成绩评定资格。指导教师应对每个学生的实习情况进行考查，考查以口试的形式进行。无实习日记和实习报告者，不允许参加考核，实习成绩按不及格计。
七、实习日记主要内容
1、零件毛坯是什么形状？
2、零件成品是什么形状？
3、零件从毛坯到成品有哪些表面需要加工？有哪些主要技术要求？
4、按加工顺序观察加工工艺过程的每一道工序并画出工序草图：
①加工哪个表面？达到哪些技术要求（尺寸、形状、位置、表面粗糙度等）？各工序尺寸及公差如何？
②用什么机床或设备加工（名称、型号）？该机床有什么特点？
③机床有几个切削运动？切削用量各为多少？加工余是是多少？
④加工用哪种刀具？刀具的种类、材料是什么？
⑤工件如何定位？消除几个自由度？如何消除？
⑥工件如何夹紧（夹紧力方向、大小、作用点、夹紧机构工作原理）？夹具与机床的连接方法是什么？画型机床夹具草图。
⑦了解每道工序工件的工序基准、定位基准、测量基准及量具的结构特点和使用方法。
5、实习零件工艺过程有哪些关键工序？加工精度如何保证？
6、实习零件加工阶段的划分，并指出粗、精基准各是如何选择的？为什么？
7、为提高生产效率采取哪些措施？
8、正确分析热处理及检验工序是如何合理穿插的？
八、实习报告主要内容
1、零件的分析
1）零件的名称。
2）零件在整机中的作用。
3）零件的材料、硬度、热处理方式。
4）零件的毛坯制造方法、总加工余量（要求绘毛坯草图）。
5）零件的技术要求、结构工艺性（要求绘零件草图）。
2、零件的工艺过程概述
概述叙述零件的主要工艺过程，每个工序的具体内容。
1）工序图要求：
①绘工面并给出粗糙度数值。
②标明定位、夹紧符号。
③标注工序尺寸及公差。
2）工序说明：
①所用机床型号、名称。
②刀具、量具、辅具名称。
③切削运动。
④切削用量。
⑤加工余量。
⑥单件工量。
3、关键工序工艺分析
关键工序是指加工技术要求高、易出现废品、生产效率低的工序。按以下问题进行分析：
①尺寸精度是怎样保证的？
②形状精度是怎样保证的？
③位置精度是怎样保证的？
④表面粗糙度是怎样保证的？
⑤工艺方法是否技术上先进、经济上合理？
⑥机床设备是否充分发挥了作用？如何进一步提高生产效率？
⑦哪些技术要求易超差、易出现废品？什么原因、如何解决？
⑧零件的整个工艺过程安排是否合理？如何改进？
4、典型机床夹具结构分析
加工、检测、翻转和运输夹具，要求以结构示意图加上必要的剖视图，反映出关键部件的内部结构，并且应基本符合机械制图标准。按以下要求制图：
1）零件以双点划线作为透明体画在机床夹具上。
2）机床夹具应画工件夹紧状态。
3）应画出定位、夹紧、导向、定向、对刀等元件及夹具体
4）画出气缸、油缸、气室等动力源及力的传递、放大、换向及夹紧元件。
5）画出夹具与机床的连接形式。
6）标注必要的夹具安装技术要求。
7）分析定位误差。
8）写出夹具的使用、调整说明。
9）论述夹具的优缺点、并提出改进意见。
实习报告的主要资料来源为现场记载在实习日记上的内容，可适当参考工艺卡片及相关专业书籍。实习报告的重点在于后面3、4两项，防止照抄工艺卡片而使第2部分过于庞大。工艺分析不是逐条回答问题，而是突出重点，对重点问题分析要深透。
九、实习指导资料
1、变速箱总成
1）LF06S带同步器变速箱总成的主要参数及结构原理
（1）主要参数。LF065S带同步器变速箱总成的主要参数如下：
最大输入扭矩　　　　　519Nm；
中心距　　　　　　　　123mm；
重量　　　　　　　　　约132kg（铸铁外壳、铝盖、不带离合器外壳及手刹车润滑油）；
润滑油种类及数量　　　GL-3，7L。
（2）结构原理。LF06S带同步器变速箱，有六个前进挡和一个倒车挡，二挡为锁销式惯性同步器，三、四挡为锁环式惯性同步器，五、六挡也为锁环式惯性同步器，一挡和倒车挡采用润滑齿套换挡。同步器换挡可以使改换挡位方便、减少齿端冲击磨损、延长齿轮和接合齿的使用寿命。
（3）速比。LF06S带同步器变速箱的速比见表2。
表2 LF06S带同步器变速箱的速比

直接挡
超速挡
第一速
7.640
6.515
第二速
4.834
3.916
第三速
2.856
2.345
第四速
1.895
1.428
第五速
1.337
1.000
第六速
1.000
0.813
倒　车
7.107
6.060
2）变速箱总成的装配顺序
LF06S带同步器变速箱总成的装配，既有完全互换法、选择装配法，又有调整法。装配路线的制定，是以变速箱体作为主体，将其余零件或总成按先内后外的原则进行装配。首先在分总成装配上装配好分总成，再进行总成的装配。上盖总成的连接表面不采用垫片涂胶密封，只采用涂密封胶的办法，这样可以避免总成的渗漏油。根据生产纲领的需要，分总成装配可以多设几个相同 的工位，其主要装配顺序为：装配惰轮轴及倒车惰轮齿轮；装配中间轴前轴承，装配中间轴总成 ；用油压机装配中间轴后轴承；装配中间轴密封盖；装配第二轴总成 ；由油压机装配二轴总成 轴承并装配蜗杆；装配第一轴总成 并在外壳前端面上涂密封胶；装配第一轴承；装配第一轴承盖并拧紧螺栓；在外壳与二轴后盖连接面涂密封胶；装后盖总成及速度表从动齿轮总成；装突缘总成并紧固锁紧螺母；装上盖总成 并拧紧螺栓；装顶盖总成并拧紧螺栓；装取力盖板并拧紧螺栓；装加油、放油螺塞；贴变速箱总成牌和速度表速比名牌；在变速箱外壳上打出厂编号及出厂日期钢印。
3）变速箱总成装配重点工序的工艺分析
装配工艺的一般技术要求包括：装配的完整性、完好性、统一性、坚固性、润滑性和良好 的密封性。为保证装配质量，采用互相联保措施，即后工序为前工序的检查员。
（1）变速箱上盖总成的装配工艺。将变速箱壳体和变速箱上盖总成结合面清理干净，不许有灰尘和油污；在变速箱外壳上表面涂密封胶，胶呈直径 Φ4~Φ6的条形，位于表面宽度的中间，在螺孔处，要涂在孔的两侧，且要首尾相接，不许中断，也不许掉在壳中；将各滑动齿套和变速叉均放于空挡位置，对准定位环将上盖总成 垂直落下；均匀地拧紧各螺栓，拧紧力矩为37.0~49.0NM，然后清除挤出来多余的密封胶。
（2）中间轴总成的装配。通过选择厚度不同的半圆键，保证中间轴的两个半圆键与轴键槽的无间隙配合；选择适度厚度的卡环，保证减速齿轮轮毂端面与卡环间的间隙为最小，最好为零，并切实卡入其中；将中间前轴承42309K内圈压到中间轴前端。
（3）变速箱总成的性能试验。在变速箱总成性能试验台上做变速箱无负荷情况下的性能试验。第一轴转速为1460r/min 开车前必须加足走合油，油温不得低于15℃，试验时间不得少于2.5min主要试验内容为：
①能自由地变速换档；
②在试验中不得有明显的异响和敲击声。
4）思考题：
（1）叙述变速器传动机构各零件名称，叙述变速器操纵机构各零件名称。
（2）叙述变速器各档传动路线。
2、变速箱的加工
1）变速箱体及其工艺特点和毛坯
（1）工艺特点
变速箱内装有输入轴、输出轴、其他传动轴和齿轮等。通过改变安装在这些轴上的滑移齿轮和固定齿轮的传动比，来改变汽车的行进速度。从而可知，变速箱体的主要功用就是支承各传动轴，保证各轴之间的中心距及平行度，并且保证变速箱体部件与其相联接的其他部件的正确安装。
变速箱的零件图如图1所示。从结构工艺特点来看，它是一个薄壁壳体腔形零件，形状复杂，铸造困难，刚度差，易变形，加工精度要求较高。它的外表面有多个连接平面需要加工，支承孔系分布在前后端面上。
变速箱体的主要技术要求如下：
①轴承孔的尺寸精度及几何形状精度
轴承孔是用来安装轴承的，其尺寸误差和几何形状误差造成轴承与孔的配合不良，是轴承滚道变形，回转精度下降和轴承工作温度升高。其孔径公差等级为IT7,形状公差未做特殊规定,其数值应在孔径公差范围之内。
②轴承孔孔距公差
它由齿轮传动中心距偏差标准规定。它影响齿轮副的侧隙，过大时造成传动时非工作面的撞击，过小时不能保证齿轮正常润滑甚至引起传动卡死。变速箱体孔中心距公差约为IT8级。
③轴承孔中心线间的平行度公差

图1 变速箱体零件图它与齿轮的传动精度及齿宽等因素有关。其误差大小影响齿轮的载荷分布，导致传动冲击、噪声及齿轮寿命下降等不良影响。其公差等级约为IT9级。
④端面对轴承孔的垂直度公差
变速箱体后端面与后桥壳体相连接，它们之间有一对中央齿轮传动副传动，后端面是安装基面，所以它与φ120到160的轴承孔有垂直度要求，否则会造成中央传动齿轮啮合不良，轴承负荷增加，磨损加剧，工作温度升高等不良影响。其垂直度公差为100/0.05，其公差等级约为IT7到IT8。
⑤轴承孔的同轴度公差
为保证箱体内各啮合齿轮的啮合精度和载荷分布的均匀性，对变速箱四对轴承孔规定了同轴度公差，其公差为φ0.015。
⑥装配基面的平面度公差
为保证装配基面间的贴合度和相关表面间的位置精度，规定了后端面的平面度公差为0.1mm，公差等级为IT8。
⑦各主要加工表面的粗糙度
主要轴承孔表面的粗糙度Ra为3.2μm，上平面和前、后平面粗糙度Ra为6.3μm。
⑧各螺纹孔的位置度
作连接用的螺纹孔的位置度公差为0.2mm时即可保证连接精度的要求。
（2）毛坯
由于灰铸铁具有良好的铸造性和切削性以及较好的耐磨性和减振性，同时价格低廉，因此箱体零件的毛坯通常采用铸铁件。本箱体材料选用HT150。
变速箱体毛坯如图2所示。图中表示了分型面和分芯面的位置。前后平面拔模斜度为0°20´。上平面余量为5mm，前、后平面余量为3.2~3.6mm，最大余量为4.5mm，φ80mm轴承孔直径余量为10mm外，全部轴承孔的直径余量为9mm。定位凸台和检查窗口的余量为3~4mm，溅油齿轮孔及拨叉轴孔直径在30mm以下均不铸出。未注明的圆角半径为3~5mm，未注明的拔模斜度为1°~1°30´。分型面错移允许为1mm，铸件壁厚公差为±2mm。铸件非加工表面上允许有单个孔眼深至2mm，最大尺寸为5mm，总数不超过10个。所有筋条上孔眼深度不超过3mm。铸件加工表面上允许有深达加工余量2/3范围以内的铸造缺陷。超出上述范围的铸造缺陷可根据焊补工艺规程进行焊补。
铸件表面涂以醇酸底漆。
2）变速箱体的机械加工工艺过程
表 3 变速箱机械加工工艺过程

图2 变速箱体毛坯图
表3 大批大量生产变速箱体的机械加工工艺过程

3）思考题
（1）画简图表示变速箱体主要加工表面的尺寸精度、粗糙度及形位公差。
（2）分析变速箱体主要加工表面精度及形位公差要求制订的合理性并审查其结构工艺性。
（3）分析现场变速箱体各表面加工方法选择及设备选择的合理性。
（4）变速箱体平面均采用端铣加工，试问端铣刀是如何安装在机床主轴上的？加工时如何对刀调整？刀具如何刃磨？并用简图表示端铣刀的几个主要几何角度。粗精铣时切削用量有何不同？刀具耐用度大致是多少？试分析影响端铣加工精度的主要因素有哪些？
（5）试比较粗精镗孔时镗孔方式、所用机床、夹具、刀具、辅具的不同点。精镗时为什么要有主轴定向停刀装置和夹具上要设置工件让刀机构？精镗时镗刀如何调整？为什么要 浮动卡头？它的结构是什么样的？
（6）精镗孔后，轴承孔往往会产生圆度误差，是什么原因造成的？如何改进？
3、齿轮的加工
1）齿轮的结构特点及结构工艺性分析
（1）齿轮的结构特点
汽车上的齿轮按照结构工艺特点，可分为五类（见图3）：
单联齿轮，孔的长径比L/D>1。
多联齿轮，孔的长径比L/D>1。
上两种为筒形齿轮，内孔为光孔、键槽孔或花键孔。
盘形齿轮，具有轮毂，孔的长径比L/D<1。
齿圈，设有轮毂，孔的长径比L/D<1。
上两种内孔一般为光孔或键槽孔。
轴齿轮。

图3 汽车齿轮的结构类型
（2）齿轮结构工艺性分析
齿轮的结构直接影响齿面加工方法的选择。对齿轮机械加工工艺性的分析，除适用采用传统加工分析方法分析以外，还应考虑以下几个方面：
①用滚刀加工双联齿轮的小齿轮时，大、小齿轮间的距离B要足够大，以免加工时滚刀碰到大齿轮的端面。如图4所示，刀的大小和滚刀直径D0、滚刀切削部分长度及滚刀安装角度有关。
②当齿轮较宽时，盘形齿轮的端面形状常做成
有凹槽的形式，如图5中（a）。这样，可减轻重
量和减轻机械加工量。但当齿轮尺寸较小和齿
轮强度不足时，可采用图中(b)的结构。
③盘形齿轮在滚齿机上加工时，为了提高效率， 图4 用滚刀加工小齿轮
常采用多件加工（如图6）。这时，如果采用（b）
所示结构，相比（a），不仅滚齿的生产率提高了，也增强了工件在机床上的安装刚度。

图5 盘形齿轮的端面形式 图6

④汽车主减速器轴齿轮（主动锥齿轮）的结构有悬臂式和骑马式两种。悬臂式轴锥齿轮的两个轴颈位于齿轮同一侧（参见图9 ）。骑马式轴锥齿轮的两轴颈位于两侧（见图7），设计骑马式的轴锥齿轮时，应注意铣齿时的铣刀盘不应与小头一侧轴颈发生干涉，如图7，铣刀将切去轴颈。
2）齿轮机械加工工艺
（1）齿轮的技术要求
为了保证齿轮正常工作和便于加工，齿轮主
要表面的尺寸公差、位置公差和表面粗糙度均需
达到一定的标准。
① 轮精度和齿面粗糙度 图7 结构工艺性不好
载货汽车变速器齿轮的精度不低于IT8级，
表面粗糙度不大于Ra3.2μm。轿车齿轮的精度不低于IT7级，表面粗糙度不大于Ra1.6μm。
汽车驱动桥主动圆柱齿轮的精度不低于IT8级，从动圆柱齿轮的精度不低于988级。
②齿轮孔和轴齿轮轴颈尺寸公差和表面粗糙度
齿轮孔或轴齿轮轴颈是加工、测量和装配时的基面，它们对齿轮的加工精度有很大影响，所以要有提高的加工精度和较小的表面粗糙度。对于IT6级精度的齿轮，它的内孔为IT6，轴颈为IT5，对IT7级精度的齿轮，内孔为IT7，轴颈为IT6。对基准孔和轴颈的尺寸公差和形状公差应遵守包容原则，表面粗糙度为Ra0.40～0.80μm。
③端面跳动
带孔齿轮齿坯端面是切齿时的定位基准，端面对内孔在分度圆上的跳动量对齿轮加工精度有很大影响，因此，端面跳动量规定了较小的公差值。端面跳动量视齿轮精度和分度圆直径不同而不同，对于IT6～IT7级精度齿轮，规定为0.011～0.022mm。基准端面的表面粗糙度Ra0.40～0.80μm。 非定位和非工作端面表面粗糙度Ra为6.3～25μm。
④齿轮外圆尺寸公差
当齿轮外圆不作为加工、测量的基准时，其尺寸公差一般为IT11，但不大于0.1m（法向模数）。当它做为定位、测量的基准时，其尺寸公差要求较严，一般为IT8。此外，还规定有外圆对孔或轴颈轴线的径向跳动的要求等。
⑤齿轮的热处理要求
对常用的低碳合金钢，渗碳层深度一般取决于齿轮模数的大小。如中等模数大于3～5mm的齿轮，渗碳层深度为0.9～1.3mm，齿面淬火硬度HRC56～64，芯部硬度HRC32～45。对中碳钢或中碳合金钢，经表面淬火后，齿面硬度不低于HRC53。
图8为汽车第一速及倒车齿轮的零件简图。图9为汽车主动锥齿轮零件简图。

图8 第一速及倒车齿轮零件简图

图9 汽车主动锥齿轮零件简图
（2）齿轮的材料和毛坯
汽车中的传动齿轮，常用的材料是20CrMnTi、20CrMnMo、20CrMo、40Cr和45钢等。
在中、小批生产中，齿轮毛坯可以在空气锤上用胎模锻造。产量大时，齿轮毛坯一般均采用模锻。当孔径大于25mm时，长度不大于孔径的两倍时，内孔亦可锻出。图10为变速器第一速及道挡齿轮毛坯的锻件图。钢材经模锻后，内部纤维对称于轴线，可以提高材料的强度（如图5-11）。

图10 第一速及倒车齿轮毛坯 图11镦锻齿轮毛坯材料

为了减少被加工齿轮的渗碳和淬火时的变形，要求毛坯的金相组织和晶粒大小均匀。所以，锻件毛坯一定要经历初步热处理（正火或退火），以消除锻件的内应力和提高材料的切削性能。
齿轮精密锻造，成形后齿面不需要机械加工，只是内孔和端面留有适当精加工余量。提高了生产率、降低了成本、节约了钢材。
粉末冶金锻造齿轮，是无切削先进工艺之一。若采用粉末冶金锻造生产行星齿轮的毛坯，只要模具有足够的精度，除了油孔、精磨内孔和球形端面之外，齿面不需要加工就能满足公差和表面粗糙度的要求。为了满足内孔、球面和齿面的耐磨性，齿轮在精磨前需要热处理。粉末冶金锻造齿轮能大大缩短机械加工工时，节省原材料和降低成本。但是存在成本高、设备投资较大等问题。
（3）齿轮机械加工的定位基准
带孔的齿轮，加工齿面时用光孔（或花键孔）及端面作为定位基准（基面），以这些表面作为定位基面符合基准重合原则。许多工序，如齿轮和齿面加工等都可以用内孔和端面定位，因此，也符合基准统一原则。但是，孔和端面两者应以哪一个作为主要的定位基准，要根据定位的稳定性来决定。当齿轮孔的长径比L/D>1时（图3（a）、（b）），应以孔作为主要的定位基面，装在心轴上，可限制四个自由度。端面只能限制一个自由度（图12）。此时，孔和心轴间的间隙是引起加工误差的主要原因。因此，作为定位基面
的孔应以较小的公差进行加工，一般按H7加
工。为了消除孔和心轴间的间隙影响，精车齿
轮时，常用过盈心轴或锥形心轴（锥度为1/40
00～1/6000）；预加工齿面时，可采用能自动定 图12 筒形齿轮定位
心的可涨心轴回分组的间隙心轴。
当齿轮孔的长径比L/D<1（图3（c）（d））
时，应以端面作为主要的定位基准，限制三个
自由度。内孔限制两个自由度，为使作为定位
基面的孔和端面具有较高的垂直度，在加工这
两个表面时，可装在三爪卡盘内，在一次安
装中车出，如图13所示。 图13 盘形齿轮定位
对于轴齿轮，当加工轴的外圆表面、外螺纹、
圆柱齿轮齿面和花键时，常选择轴两端的中心孔作为定位基面，把工件安装在机床的前后（或上下）顶尖之间进行加工。
如果以工件两端中心孔定位不方便或安装刚度不足时，有的工序可用磨过的两轴颈作为定位基面。若在轴上钻径向孔、铣键槽等，则常以两轴颈在两个V形块上定位夹紧进行加工。
用中心孔在机床两顶尖间定位时，定心精度高。用两轴颈在三爪卡盘或弹性夹头里定位时，限于夹头结构的精度，定心精度较低，但夹紧力较大，安装刚度较好。
在单件小批生产时，齿面的加工通常是按外圆（齿顶圆）用百分表找正。也就是说，以齿坯外圆作为定位基面。为了保证齿轮的加工精度，对于齿坯外圆的尺寸公差及其对孔轴线或轴颈轴线的径向跳动，都提出了较高的要求。
（4）齿轮主要加工表面的工序安排
齿轮的机械加工，主要有齿坯加工、齿面加工和热处理后的精加工。
齿坯加工主要是为齿面加工准备好定位基准面，如齿轮的内孔和端面、轴齿轮的中心孔、轴颈外圆和端面。此外，还要加工外圆和一些次要的表面，如凹槽、倒角、螺纹以及其他非定位用端面等。因此，讨论齿坯加工方案，主要是讨论孔、外圆、端面等表面的加工方法及其加工顺序。
对于图3（a）、（b）类齿轮，一般先粗、精加工内孔到H7级（有时还要加工外端面），然后以内孔在心轴上定位，加工外圆、端面、沟槽和齿面等。对于图（c）、（d）类齿轮，先以毛坯的一个端面和外圆作为粗基准（见图13（b）），在车床上加工非基准端面、内孔及外圆、沟槽等；然后调头，加工内孔、基准端面、外圆及其他表面，使内孔达H7级，并保证端面与内孔轴线的垂直度。
齿面加工，是以端面和内孔作为定位基准的，如图13（a）所示。有时，外圆等表面的加工也这样定位。
对于轴齿轮，首先加工好作为定位基准的两端中心孔（为保证中心孔的加工质量，事先应加工轴的两端面）；然后才能以中心孔定位，车削外圆面、端面等。
齿面加工方案，主要取决于齿轮的精度等级，同时也要考虑齿轮的结构特点、生产类型及热处理方法等。
IT7级精度硬齿面圆柱齿轮，在成批大量生产条件下，齿面加工广泛采用滚（插）齿—剃齿—热处理（渗碳、淬火）—蜗杆珩轮珩齿（或蜗杆砂轮磨齿）方案。对于IT6级以上的的齿轮，齿面最终工序采用磨齿。
倒角工序在剃齿前进行，剃齿能同时去除倒角所产生的毛刺。但要注意，大的毛刺会损坏剃齿刀。
钢制齿轮的淬火工序，主要是提高齿面硬度，但芯部要保持强韧。变速器中滑动齿轮要进行热处理，还要提高花键孔内径表面和侧面的硬度，因为滑动齿轮的主要表面应具有足够的耐磨性。
热处理（渗碳、淬火）后，齿面精度一般下降一级左右，此外还常常发生内孔缩小或涨大，端面翘曲及径向跳动增加等变化，直径大、轮缘薄的齿轮尤为严重。微小的变形，都会使齿轮的工作质量显著下降，产生噪声和齿面上载荷不均匀等缺陷。直径大而薄的齿轮，热处理时最容易产生端面翘曲。不可用压力矫正的方法消除变形，这样会使齿轮产生残余应力，并使齿轮在工作过程中残余应力重新分布又产生翘曲。如果在热处理时把这种齿轮用压模压着淬火，则可以减小其变形。
在局部淬火中，汽车厂主要采用高频（或中频）加热。这时齿轮变形小，不会使齿形精度下降过多，有时可能保持原精度。高频淬火，齿轮孔的变形也很小，且容易用推刀校正。通常表面淬火的性能不如表面渗碳淬火的可靠耐用。淬火后的齿轮都要回火，以消除应力。
由于热处理产生的变形，所以热处理后还需对定位基面和装配基准（内孔、基准端面、轴齿轮的中心孔、轴颈等）进行修整。内孔和端面一般用内圆磨床磨削。花键孔的外径和侧面如需修整，可根据情况用推刀加工，或用电镀金刚石（或立方氮化硼）拉刀加工，或用电解成形等方法修整。轴齿轮中心孔的修整，是用硬质合金顶尖加磨料研磨，或用60度锥形砂轮磨削。中心孔修整后，再精磨轴颈外圆、支承端面、花键轴的外圆、花键槽和侧面。
锥齿轮齿面的最后加工是大、小齿轮成对地进行对研。对研后打上记号，以便配对装配。
（5）不同生产类型中齿轮机械加工的工艺过程
影响齿轮加工工艺的因素很多，其中主要有生产类型、对齿轮的精度要求、齿轮的结构形式、齿轮的尺寸大小、齿轮的材质和车间现有的设备情况。
汽车变速器第一速及倒车齿轮和汽车后桥主动锥齿轮的典型工艺过程如表4、5和6所示。
齿轮机械加工工艺过程虽各不相同，但不论产量大小，归纳起来主要由以下几部分组成：基准面（齿轮内孔及端面或轴齿轮端面及中心孔）的加工；外表面及其他表面的加工；齿面的粗、精加工；热处理；修复定位基面及精加工装配基准（内孔及端面、轴颈、花键等）；齿面进行热处理后的精加工；主要工序后，对工件清洗、中间检验和最终检验。
3）齿轮主要表面的机械加工
（1）带孔齿轮的机械加工
①齿坯的加工。齿坯的加工精度直接影响齿轮的加工精度，如内孔尺寸误差、端面的形位误差等直接影响工件的定位、夹紧和切齿精度。
按照生产类型和工件尺寸不同，齿坯加工一般有以下三种方案。
ⅰ.单件小批生产时，一般是在普通车床上逐一地将内孔、端面和外圆车出来。产量稍大时，可在六角车床上加工。
六角车床又称转塔车床，它与普通车床的主要区别在于没有尾架，而有转塔刀架。在转塔上有许多安装刀具的刀座孔，可以安装各种不同的刀具。六角车床的加工范围很广，可以车外圆、车端面、钻床、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、切槽和切断，配置各种附具后，还可以扩大加工工艺范围。图14为在六角车床上加工齿坯的情况。
这种方案的特点在于设备简单、通用，使用简单的刀具、附具和万能夹具，
表4 大量生产第一速及倒挡齿轮的工艺流程

表5 成批生产第一速及倒挡齿轮的工艺流程

表6 大量汽车主动锥齿轮工艺流程

适合于加工余量大而不均匀的毛坯。
生产率低，只用于中批以下的生产中。
ⅱ.用钻床钻孔（或扩孔），拉床拉孔，卡盘多刀车床车外圆及端面，简称钻—拉—多刀方案。这种方案，适合于大批量生产内孔长径比L/D>1的中等尺寸的毛坯。采用这种方案时，首先齿坯是以毛坯外圆定心夹紧，在钻床上将内孔预加工出来，其次进行拉孔，如孔内有花键，常同时拉出；拉削时，齿坯以端面靠在拉床的球面支承上，使预加工孔的轴线能自动对正拉刀轴线，避免拉刀折断；最后进行粗、精车齿坯。由于孔较长，粗、精车齿坯时用孔作为主要的定位基准，定位比较稳定。可以把工件装在心轴上，分别以两台卡盘多刀半自动车床进行粗、精加工外圆与端面。图15是在多刀半自动车床上粗、精车齿坯的简图。

图14 在六角车床上加工齿坯 图15 在多刀半自动车床上加工吃屁

ⅲ.在多轴半自动车床上进行加工。多轴半自动车床为多工位同时加工的机床。各工位可按工件加工工艺分别进行不同表面的加工。这类机床自动化程度高、占地面积小、生产率高、适用于大批、大量生产。大量生产形状复杂的齿坯，根据加工面的数量，可以选用适当的主轴数目的立式或卧式多轴半自动车床。特点：装卸工件方便、允许工件质量可大些；在卧式多轴半自动车床上加工的工件质量应小些。
图16和图17为在两台立式六轴半自动车床上，分两个工序分别加工齿坯的所有表面。在图16中的第一工位，工件装在三爪卡盘中，以毛坯外圆及端面定位；在以后的五个工位中，进行孔和端面的粗、精加工并倒角。图17中的第一工位，内孔压在心轴上，工件以加工过的内孔和端面定位；在以后的五个工位中粗、精加工外圆、端面、切槽和倒角等。

图16 齿坯以外圆及端面做粗基准进行加工

图17齿坯以内孔及端面做精基准进行加工
②齿端倒角加工。齿面加工之后，有时还要进行齿端倒角。齿端倒角有两种，一种是去掉直齿轮或斜齿轮齿端的锐角，另一种是加工变速器滑动变速齿轮的齿端圆角。
ⅰ.加工时去掉齿端锐角。齿轮，特别是斜齿轮的齿端锐角部分g的强度很低（图18），齿面经过淬火很脆，工作中锐角容易折断，断片会破坏齿轮箱内的零件，故必须预先把锐角去除。去除锐角的方法很多，可在滚齿机上用齿轮滚刀倒角，但生产率低，成本高。
图18为半自动齿轮倒角机，使用方
便，生产率高。这种机床结构简单，在两
个刀具主轴上各装一个刀头，同时切削齿
轮两个端面上的斜齿锐角。工件连续旋转
，两刀头便 地切去所有的轮齿锐角。两 图18 斜齿轮倒锐角简图
刀具轴与被切齿轮间的传动比，可由挂轮调整。
ⅱ.滑动变速齿轮齿端面需要倒圆角。变速器齿轮换挡时，为了容易啮合，其齿端要有圆角，常见的齿轮圆角形状如图19（a）所示。其加工方法见图19（b）所示，指状铣刀在旋转的同时，还做上下运动，工件做匀速旋转运动，两者符合一定的传动比关系。这样，刀具相对于工件的运动轨迹为与工件的齿数相协调的波浪形（图19（c）），铣刀便在齿端铣出圆角。

图19 换挡齿轮齿端铣圆角
③修复基准孔和端面。作为齿轮定位基面的内孔和端面，淬火后其形状和尺寸都有一定变化，轮齿的相对位置也有了新的误差。为了保证齿面最后精加工和装配基准的精度，热处理后要修磨这些基准孔和端面。
磨孔一般是在内圆磨床上进行。为了减小端面对孔轴线的跳动，孔与一个端面应在一次装夹中磨出。用磨过的端面定位，磨削另一端面，以保证两端面有较高的平行度。
为了保证内孔对齿面的位置公差（齿圈的径向跳动），磨基准孔和端面时，应以齿面定位进行加工。圆柱齿轮用滚柱在齿面上定位，锥齿轮用钢球在齿面上定位。要正确选择滚柱或钢球的尺寸，以保证它和齿面的接触部位是在齿高的中部。
图20所示为磨直齿或斜齿圆柱齿轮内孔的
一种弹性膜片定心卡盘。被加工齿轮以其齿面套
在圆周上有六个滚柱3的环4内，然后一同装于
弹性膜片卡盘的卡爪2内。当推杆6向右压在弹
性盘1中部时，盘的卡爪就略微径向张大而将滚
柱松开，此时可以装卸工件。当推杆后退时，弹
性膜片本身靠弹性收拢卡爪，通过滚柱定位夹紧
工件。工件还以端面靠在三个支承钉5上。
（2）轴齿轮的机械加工
轴齿轮的齿坯是个阶梯轴，其加工方法也与 图20
阶梯轴相同。
①两端定位基准中心孔的加工汽车的轴类零件常用A型和B型（带120度保护锥）两种中心孔。钻中心孔前，一般先加工轴的两端面，以防止因锻件的不平整使中心孔钻偏或折断中心钻头。
加工轴的端面和钻中心孔的方法，依生产类型和工厂的具体条件而异。单件小批量生产时，一般是在车床上用三爪卡盘夹住外圆，先车出端面，然后钻出中心孔。成批生产时，为了提高生产率，可在卧
式铣床上用端面铣刀铣端面，然后在卧式双面
中心孔钻床上，同时钻出两端中心孔。产量大
时，可在双面铣端面打中心孔钻床上加工，如
图21。这种机床是双面的，两面各有铣端面和
钻中心孔的切削头。工件以外圆在双V形块上
定位并夹紧后，装有夹具的工作台带着工件横
向进给，先同时铣削两个端面；铣完后工作台 图21 双面铣端面钻中心孔
停住，此时两个中心孔的轴线对准工件轴线，两边的切削头同时进给钻出两端的中心孔。在大量生产时，为进一步提高生产率，也可以采用鼓轮式的，两边同时铣端面和钻中心孔的组合机床，这种机床把装卸工件的辅助时间和加工的基本时间重合，从而提高了生产率。
②轴齿轮坯外圆表面的车削加工。根据生产类型和工厂具体条件，车削外圆可以在普通车床、液压仿形车床或其他高生产率的机床上加工。普通车床主要用于单件小批生产，通常是用硬质合金车刀单刀加工。根据对外圆技术要求的不同，车削加工可能是外圆加工的最终工序。对于轴颈等要求精度高和表面粗糙度小的外圆，车削则是磨前的预加工。
在普通车床上车削多阶梯的阶梯轴外圆时，由于需要经常测量尺寸和进退刀具等的辅助时间，所以生产率低，工人频繁操纵手柄，劳动强度也大。为了提高生产率，小批生产时，可以在普通车床上安装液压仿形刀架进行仿形车削，使普通车床加工过程半自动化。
大批生产阶梯轴时，采用高生产率的液压仿形车床。液压仿形车床上有一个液压仿形上刀架，一个或两个液压仿形下刀架。更换加工零件时，只需改换一个样件或样板，机床容易实现各种工作循环及自动控制，适用于汽车行业的成批或大量生产。
图22所示为在液压仿形车床上
车削汽车主动锥齿轮小端外圆，沟槽
和倒角的简图。用液压仿形刀架上的
车刀车削各阶梯外圆，用下刀架的三
把车刀车槽和倒角。车好后，在另一
台液压仿形车床上调头装夹，车削大 图22 液压仿形车削汽车主动锥齿轮简图
端外圆、锥面和端面等。
近年来，汽车中的带孔齿轮和轴齿轮开始采用数控或程序控制车床加工。由于数控车床加工零件改变时，除更换刀具外，只需更换控制介质，就可以自动地加工出新零件，不需对机床车身做任何更大的调整，因此，这种机床停机调整时间短，提高了机床利用率。由于全部加工过程实现了自动化，显著地缩短了基本时间和辅助时间，