变速器壳体孔系的加工是生产中经常遇到的典型工艺难题，由于产品使用性能对变速器壳体孔系加工的尺寸精度、形位精度和表面质量提出了较高要求，为了提高生产效率、降低生产成本，促使生产企业在现有条件下不断进行工艺改造，探求最佳解决方案，本文主要探讨了D31C变速器壳体拨叉轴孔的调试加工工艺。

D31C变速器是一款5挡手动变速器，搭载在一汽吉林生产的MPV多用途类型轿车森雅M80上。D31C变速器的壳体上有3个拨叉轴孔，孔径为φ1400.07mm，总长99.5mm，分为2段。为了防止加工后表面出现气孔，拨叉轴孔第一段在铸造时留有预孔φ（11＋0.5）mm，第二段是不带预孔的实体，如图所示。

在机加生产准备过程中，根据壳体结构及加工部位，加工设备选用卧式加工中心。其优点是高效率、高精度，可灵活应对不同产品的加工要求，实现产品快速切换。在D31C变速器壳体拨叉轴孔的加工过程中，我们对三种调试方案进行了对比分析。

调试方案一：钻、铰

1. 钻铰3个拨叉孔

加工定位方式为用毛坯的3个工艺台阶面作为粗基准定位，加工出定位销孔、轴承孔及3个换挡拨叉轴孔；刀具选用钻头、铰刀；3个拨叉轴孔长径比值99.5∶14，且大于5，属于普通深孔加工类型；3个拨叉轴孔的加工工艺流程为钻（钻头长 115mm）、铰（铰刀长110mm），铰削单边余量0.15mm。钻铰3个拨叉孔的加工内容如表1所示。

2.调试验证

在钻铰3个拨叉孔工艺的调试过程中，我们发现会出现如下情况：钻头在钻第一段孔时发出尖锐异响，加工后孔表面出现大的波纹，测量孔径达到φ15mm。观察刀具，发现钻头主切削刃上有积屑瘤。随后，我们采用调整转速、进给量的方法，但始终达不到工艺要求的效果。

3. 产生误差原因分析

根据加工现象判断，我们得出产生误差的主要原因是加工定位为毛坯粗基准，钻头的旋转中心与叉轴孔毛坯预孔中心不重合，造成钻头两个主切削刃切削余量不均匀，两侧切削力不一样大、不对称，由于加工时钻头长振动大，产生偏摆，造成孔径被扩大。

调试方案二：增加钻套或更改工艺（钻、扩和铰）

1.方案分析

（1）增加钻套  钻套的作用是引导钻头对中，防止引偏的发生，能有效地解决毛坯预孔与钻头旋转中心不重合造成的振动现象。但在生产现场，夹具上增加钻套，需要对夹具进行改动，修改夹具会延误产品的调试进度。此外，钻套模板的存在还会与刀具产生干涉，造成装夹工件的难度及数控程序编制的难度，不能达到高效率的要求。

（2）更改工艺  先用φ11.5mm的钻头钻毛坯里面没有预孔的实体部分，然后用扩孔钻进行扩孔，再进行铰孔。该工艺增加了一道扩孔工序。扩孔钻的优点是主切削刃短、容屑槽浅、刀齿数多、刚性好且抗振性好，可防止振动的发生。更改工艺的加工内容如表2所示。

2.调试验证

经分析，更改工艺（钻、扩和铰）容易操作且利于调试，比较合理，调试后加工，孔径能达到尺寸要求。但是，该工艺仍存在3个问题：

（1） 加工节拍长  3把刀具完成3个孔的加工时间达8min，不能满足大批量生产的要求。

（2） 位置尺寸不稳定  工艺要求3个叉轴孔与基准孔的位置精度公差为±0.10mm，实际加工测量后，位置尺寸在±0.2mm范围内无规律波动。

（3）粗糙度不合格  粗糙度达不到Ra 1.6mm的工艺要求。

3.产生误差原因分析

（1）节拍长是因为钻孔时因第一段毛坯预孔孔径尺寸不固定，钻孔全程都是工进速度，这样延长了节拍；扩孔时为防止振动，选用低进给量，延长了加工时间。

（2）位置尺寸不稳定的原因是因为扩孔钻不能完全修正毛坯予孔的偏心。

（3）表面粗糙度不好的原因是铰刀选择不合理。铰刀是成形刀具，用在精加工孔的最后阶段，加工刀齿多且加工不分段，则刚性不好；同时刀具与刀柄的夹紧方式是锥柄装夹，位置精度低。该类型刀具不利于叉轴孔的加工。

调试方案三：镗、钻和铰

1.方案分析

（1）增加镗刀  镗刀的优点是能修正孔的偏心，保证获得良好的位置精度。先加工的第一段孔径为13.7mm，是用来给下一把钻头做导向，可以对钻头起到定心防止偏移的作用。选用镗刀时需要考虑刀具系统的刚性，包括刀柄、镗杆、镗头以及中间连接部分的刚性。

（2）选择合适的钻头  钻头选用SANDVIK的自定心钻头，这种钻头加工的孔表面粗糙度可达到Ra 1.6mm以上，孔径尺寸稳定，孔口无毛刺和翻边，同时能保证位置精度。加工过程中，编制程序让钻头直接快速进给到第二段实体表面，然后工进加工，达到降低节拍的目的。

（3）选择合适的铰刀  铰刀选择齿数少，容屑槽浅加工部分长的直柄刀具，以增强其刚性；夹具部分为直柄，直柄铰刀的夹紧机构是弹簧夹头，其具有自动定心、自动消除偏摆的优点。

镗、钻和铰工艺的具体加工内容如表3所示。

2.调试验证

改进工艺，增加镗刀，选用合适的钻头和铰刀，试切削后，位置精度达到±0.05mm范围内，孔径尺寸及加工表面粗糙度达到公差要求，节拍仅2.55min，满足批量生产要求。

结语

综上所述，我们得出结论：在加工变速器壳体拨叉轴孔时，通过增加镗刀工序，合理选择钻头和铰刀，可满足批量生产的需求。

镗削一般用来做半精加工或精加工，其优点是能修正孔的偏心，保证获得良好的位置精度。镗削后获得的孔具有良好的位置精度及尺寸精度，在生产实际中可以利用其这一优点让它做导向孔，即在钻孔时让镗削后的孔作导向孔。

加工时，如果遇到毛坯有预孔的情况，可在钻前面预先镗孔，镗削后的孔可为钻孔导向，能有效地防止下道工序钻头的振动。无毛坯预孔钻孔位置精度无法保证时，可先用中心钻预打中心孔，用中心钻钻孔可保证位置精度。