变速器壳体形状不规则，易受整车空间布局的影响，因此，在机加过程中定位基准是前期考虑的重点与难点。本文结合生产实际情况，讨论了毛坯铸造精度、机加切削力、夹紧力和装夹误差对定位基准点位置的影响，并指出了定位基准点的合理定位方案。

变速器壳体在汽车零部件中属于较复杂的零件，加工内容多且精度要求高，加工工艺比较复杂。因变速器壳体形状不规则且刚性较差，又受整车空间布局的影响，定位基准点位置的确定一直是加工中的难点与重点，其合理性与否是影响产品质量、降低加工节拍和加工成本的关键。

变速器壳体的工艺定位基准点分为粗加工定位基准点和精加工定位基准点。在制定粗、精基准方案时要充分考虑压铸精度、切削力、夹紧力和装夹误差等因素对整体精度的影响。在此，结合我公司的实际生产情况对壳体定位基准方案进行探讨。

切削力与定位基准位置的关系

切削力是零件机加过程中实际存在的不可避免的因素，变速器壳体定位基准点位置的确定要充分考虑工件受切削力时产生的变形及振动程度所带来的影响。

基准点位置在产品毛坯模具没有成形的时候就要给予考虑，与产品设计同时进行，这就要求产品设计员与机加工艺员、铸造工艺员进行充分沟通。在壳体壁上找到合适的位置，要考虑降低零件机加过程中装夹的难度，不能影响加工刀具的自由空间；在不影响其他零件的顺序装配前提下，保证工件整体受力刚性；同时，加工过程中不能发生振动。

图1所示的工件基准在选用时考虑不充分，定位点选在壳体的一侧，造成铣端面时切削力使悬臂远端产生振动，被加工表面有波纹生成。

图2所示工件的基准选用时充分考虑了工件受力时的变形及振动程度，将定位基准位置均布在壳体周围，保证了工件刚性，且加工时无振动，工件表面质量好。

夹紧力与定位基准位置的关系

在机加过程中，壳体类零件多数是将基准点与夹紧点重合在一起，便于简化空间结构，保持零件受力均衡。壳体类零件壁薄、整体刚性较差，对夹紧力非常敏感，夹紧力大容易造成零件变形，夹紧力小容易造成零件发生位移。因此，在工艺方案中要重点考虑夹紧力大小对零件质量的影响，在计算夹紧力对零件变形的影响程度时还要考虑多方面的因素，计算结果与实际情况符合程度也需要在实际加工中加以验证，这是一个复杂且难度较大的过程。为此，在考虑夹紧力对零件变形程度的影响时，应考虑怎样降低夹紧力对零件变形的影响程度。同时，为避免计算夹紧力的复杂过程，还要考虑夹紧点的位置，夹紧点要尽量避免直接作用在容易使零件变形的位置，夹紧力大小对零件变形不会产生太大影响的位置为最好。

在产品设计初期，产品设计员与机加工艺员相互沟通，在壳体的周围不影响整车空间布局的位置中找到合适的点，在铸造时生出2～4个工艺凸台作为基准夹紧点，这样无论夹紧力怎么变化，零件也不会因受压产生变形。

图3为夹紧力直接作用在零件的轴承孔外壁上，加工完成后，在没有松开夹紧力的情况下，测量孔径的尺寸合格且满足要求；当松开夹紧力后，再次测量孔径尺寸，孔的圆度产生0.1～0.15mm的变化量，且变化规律一致，方向与夹紧力同向，这是因为夹紧力作用下壳体发生弹性变形的结果。图4所示的零件外周生出4个定位点，夹紧力的大小不会影响到零件变形，加工后零件完全合格。

装夹误差与基准点位置的关系

工件在装夹过程中会产生装夹误差，该误差受夹具制造精度、零件定位基准精度、定位面清理干净程度以及夹紧力大小等诸多因素的影响，在最初的基准位置确定时就要考虑以上这些因素对装夹误差的影响程度有多大。

如图5所示，O1、O2为定位销孔，O3为待加工孔，如果2个基准点定位销孔在装夹过程中发生以O1为圆心的偏差，偏差角度为α，则待加工孔O3在X方向的偏差量要比O2在X方向偏差值大，约为α×π×（a-b）/180。由此可以看出，2个定位销孔距离越近，则被加工孔在X方向上产生的位置偏差就越大。

如果O1、O3为定位销孔，O2为待加工孔，若2个基准点定位销孔在装夹过程中发生以O1为圆心的偏差，偏差角度为α，则待加工孔O3在X方向的偏差量小于O2在X方向偏差值。

所以，在基准位置确定时要考虑2个定位基准点距离的大小对待加工孔系位置尺寸的影响。在产品设计时，机加工艺员与铸造工艺员、产品设计员共同商讨，在毛坯成形前将粗、精定位基准点选择在零件最大外周，基准点位置尺寸距离应大于被加工孔中心距离，以减小装夹误差带来的影响。

铸造精度与粗定位基准的关系

受零件在压铸过程中尺寸精度、表面质量和变形程度的影响，不能保证工件压铸尺寸的一致性，铝合金材质的零件压铸尺寸可以控制在铸造精度CT4～7级之间，因变速器的壳体外形尺寸一般在200～400mm之间，压铸件外形尺寸公差变化值在0.56～1.1mm之间。如果利用毛坯外形作为粗定位基准点会产生0.56～1.1mm的尺寸变化，而零件切削余量一般为1.5mm，这就容易产生加工余量不均，严重时会导致装入箱体内的齿轮、齿圈等零件与壳体内壁发生刮碰。因此，毛坯外形定位不是理想的定位基准点。

如图6所示，采用毛坯预铸定位销孔做粗基准更能减小毛坯的定位误差，毛坯预铸2个定位销孔，这2个定位销孔在铸造时与轴承孔、拨叉轴孔及壳体内壁的型芯是一个整体，从而能够保证它们间的相互位置精度，也能保证所有孔位的加工余量均匀。

预铸的定位销孔尺寸不宜过大，在φ10～12mm比较合理，因为压铸尺寸精度可控制在CT4～7级之间，10～12mm的基本尺寸公差能控制在0.28mm以内，这样的变化量能保证加工余量的均匀及各孔位的相互位置关系。如果为了铸造方便选用毛坯轴承孔做粗定位基准，轴承孔尺寸一般多为φ50～80mm，这样大的基本尺寸值，公差相应增大，变化量就增大，定位产生的误差就增大，难以控制产品精度。图7所示为用毛坯轴承孔定位加工，因零件不一致，加工后造成产品余量不均匀。

结语

变速器壳体零件加工时要考虑切削力、夹紧力、装夹误差、铸造精度与零件定位基准的关系。实践证明，定位基准点采用φ10～12mm预铸毛坯孔，远距离地均布在壳体壁上突出的工艺凸台上，能够很好地降低以上因素对产品加工精度的影响。