本文通过对加工过程的深入剖析，找出了某后驱变速器后壳体轴承孔经常出现位置度超差的问题所在，并通过实践总结出了有效的改进方案。

某后驱变速器后壳体轴承孔图样规定的位置度0.06mm、垂直度0.02mm，精度要求较高，在实际加工过程中经常出现位置度超差的问题，产品质量难以保证。

该变速器壳体材质为铝合金压铸件AlSi9，硬度HB≥90，采用卧式加工中心进行加工，加工工序如图1所示，加工夹具如图2所示。其中，OP20工序是以大平面和2个工艺销孔定位，刀具需穿过夹具（夹具掏空）进行加工。加工内容主要是钻铰装配销孔2-φ13mm，镗轴承孔φ52mm。在实际生产过程中用三坐标机测量时，轴承孔φ52mm与装配销孔φ13mm之间的位置度经常出现超差现象。检测结果如表1所示。

工艺分析

最初，我们认为轴承孔与销孔是一次装夹下完成的加工，其相对位置精度应完全取决于机床各直线轴的运动精度。然而，经对机床本身进行的检测证明，机床精度基本接近出厂时的状态。

在排除了机床精度因素后，我们又从以下几个方面进行了分析：

1. 零件精度分析

从图1所示的加工工序图可以看出，该零件的轴承孔与销孔所在的基准面（平面度要求0.05mm）不在同一平面内，而是深居壳体内部，其距离基准平面的深度达到142.5mm。由于基准面平面度的问题，零件夹紧后不可避免地会发生一定变形，造成加工的φ52mm孔轴线垂直度出现偏差。图3所示为当基准面平面度达到0.05mm时，孔在142.5mm深处截面圆心的投影偏差：图3a表明孔的位置在X方向最大投影偏差为0.05mm×（142.5mm/238.5mm）=0.03mm，换算成位置度为0.06mm；图3b表明孔的位置在Y方向最大投影偏差为0.05mm×（142.5mm/185mm）=0.038mm，换算成位置度为0.076mm。

以上分析表明，如果基准面加工不良容易造成轴承孔位置度超差，表2所示为基准面平面度误差测量结果。

2. 夹具定位误差分析

在机床上用杠杆表对夹具的各定位块的高度进行检测，测得值如表3所示。

计算出夹具定位块最大高度差0.018mm，此不平度同样会造成加工的轴承孔轴线与基准面不垂直，从而直接影响轴承孔的加工位置精度。

3. 机床B轴回转精度因素

通过对机床精度的检测表明，B轴回转精度满足±0.005°的出厂要求，但通过对上述两点的分析，可以推断出B轴固有的回转误差也将会对加工结果产生影响。具体影响程度可通过计算得出：投影偏差为142.5×sin（0.005°）=0.012mm，图4所示为B轴回转误差示意图，换算成位置度偏差为0.024mm。

改进措施

1. 提高前道工序基准面的平面度质量

（1）对夹具三处夹爪和支承点进行调整，最大限度地保证压紧力和支承力作用在同一直线上，从而减小零件夹紧的变形量；

（2）调整切削参数，将精加工余量由0.5mm减小至0.25mm，降低了切削力，减少切削变形量；

（3）减少夹紧压力，将液压压力由16MPa降至12MPa，减小夹紧变形。

通过采取以上措施后，又对加工后的零件平面度进行了测量，测量结果如表4所示，平面度质量提升明显。

2. 减小夹具定位误差

将OP20工序3处定位块（见图2）拆下在平台上进行研磨，减小各定位块之间的高度差，研磨后定位块高度差见表5，计算出夹具定位块最大高度差为0.007mm，定位误差减小了0.018－0.007=0.011mm。

3. 减小B轴回转精度对加工精度的影响

对机床B轴的回转定位精度进行检测，证实B轴存在约+0.003°左右的固有偏差，因此在加工程序的B轴坐标偏置中增加了相应的补偿量。

4. 加工工艺的进一步优化

经过以上三点的改进之后，重新加工的工件测量数据结果全部合格，如表6所示。

然而随着生产的进行，机床和夹具状态逐渐发生变化，加工精度又变得不稳定，时隔一段时间就需进行调整。

经对整个工艺过程的仔细研究，我们发现，问题的根本在于原有工艺是将基准面和轴承孔分在两道工序进行加工，因受基准转换、夹具状态及机床等诸多因素的限制，加工精度很难进一步提升。为此，我们提出了将基准面和轴承孔集中在一道工序，采用一次装夹完成加工的改进方案，改进后的夹具结构如图5所示。

改进后的夹具经实践验证，使用效果良好。工艺改进后的测量数据如表7所示，位置度偏差明显缩小。

结语

在实际生产中，对于变速器壳体轴承孔类型的加工因其精度要求较高，尤其是当轴承孔距离大平面越远，其加工受平面加工质量及外界因素的影响越大。通过一系列循序渐进的改善工作，我们最终总结出了有效的改进方案：通过对工装夹具的改进，将基准面和轴承孔集成在一道工序，采用一次装夹完成加工任务，从而有效解决了变速器后壳体轴承孔经常出现位置度超差的问题。