副变速箱,在汽车工程领域通常指分动箱或副变速器,是四驱车辆和多档位重型商用车上用于分配动力或进一步改变速比的关键总成。其加工制造属于精密机械加工范畴,涉及复杂的工艺链。

一、 核心零部件与典型加工工艺
副变速箱壳体(箱体)和齿轮轴系是其两大核心部分,加工要求极高。
1. 壳体加工
壳体通常为铸铁(如HT250)或铸铝件,是安装所有齿轮、轴承的基础,其加工精度直接决定总成的装配质量与噪音水平。
| 主要工序 | 加工设备 | 工艺要求与目的 |
|---|---|---|
| 粗铣结合面、定位孔 | 龙门铣床、加工中心 | 去除多余余量,建立初步基准。 |
| 精铣各安装平面 | 高精度加工中心 | 保证平面度、平行度与表面粗糙度,确保密封。 |
| 轴承孔系加工 | 卧式加工中心(带角度头) | 一次性完成同轴度要求高的多个轴承孔的粗镗、半精镗和精镗,保证孔间中心距与平行度。 |
| 攻螺纹、钻斜油孔 | 加工中心、专用钻床 | 加工安装螺纹孔和润滑通道。 |
| 清洗与检测 | 高压清洗机、三坐标测量机 | 清洁切屑与油污,全面检测形位公差。 |
2. 齿轮轴加工
包括输入轴、输出轴、中间轴等,材料多为渗碳钢(如20CrMnTi)。
| 主要工序 | 加工设备 | 工艺要求与目的 |
|---|---|---|
| 锻造与正火 | 锻压机、热处理炉 | 获得初步毛坯与加工性能。 |
| 车削加工 | 数控车床、车削中心 | 加工轴的外圆、台阶、端面、中心孔,为后续工序提供精基准。 |
| 滚齿/插齿 | 数控滚齿机、插齿机 | 加工齿轮齿形。 |
| 热处理(渗碳淬火) | 渗碳炉、淬火设备 | 使齿面获得高硬度(HRC58-62)、心部保持韧性的性能。 |
| 磨削加工 | 数控外圆磨床、数控蜗杆砂轮磨齿机 | 精磨轴承档、齿轮齿面,修正热处理变形,达到微米级精度。 |
| 径向跳动与齿形检测 | 齿轮测量中心 | 确保齿轮精度等级(通常要求6-7级)。 |
二、 关键工艺技术与质量控制
1. 成组加工与“一次装夹”:对于壳体轴承孔,采用卧加在一次装夹下完成多面加工,最大限度减少基准转换误差,保证孔系位置精度。
2. 热处理变形控制:齿轮轴渗碳淬火后变形是必然的,需要通过工艺试验优化装夹方式、淬火油温和搅拌速度,将变形量控制在磨削余量允许范围内。
3. 清洁度管理:装配前所有零件必须经过严格清洗,残留微颗粒会加速齿轮与轴承磨损。车间通常设立恒温恒湿的清洁装配区。
三、 装配与测试
加工完成的零件进入总装线。装配流程包括:壳体预热 → 轴承冷压装入 → 齿轮轴系安装 → 差速器总成安装 → 加盖合箱 → 加注专用润滑油 → 功能测试。
测试通常在专用试验台架上进行,模拟实际工况,检查换挡手感、各档位传动是否平顺、有无异响、密封部位是否渗漏等。
四、 相关扩展:副变速箱的类型与应用
副变速箱的加工复杂度因其类型而异:
| 类型 | 主要应用 | 加工特点备注 |
|---|---|---|
| 分动箱(4WD Transfer Case) | SUV、越野车、皮卡 | 通常包含链传动或齿轮式高低速切换机构,对壳体强度和多轴平行度要求高。 |
| 范围档副箱(Range Gearbox) | 重型卡车、工程机械 | 与主变速箱串联,实现档位倍增。其行星齿轮机构的加工(行星架、齿圈、太阳轮)精度要求极为苛刻。 |
| 双中间轴变速器中的副箱 | 某些重型商用车 | 结构复杂,轴系和齿轮数量多,对壳体孔系位置精度和齿轮一致性要求极高。 |
总结而言,副变速箱的加工是集精密机加、热处理、装配、测试于一体的系统性工程,其核心在于通过先进的制造工艺与严格的质量控制,确保每一个壳体、每一根齿轮轴都达到图纸规定的尺寸精度、几何公差与材料性能,最终组装出可靠、耐用的动力传递部件。

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