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摘要：在拖拉机传动系统中，变速箱是拖拉机产品设计的重要组成部分。本文探讨了拖拉机变速箱体断续深孔加工工艺。
关键词：变速箱体；深孔；加工工艺
拖拉机箱体部件功能是通过变速传动传递动力，是将轴、套齿轮等连接成整体，并保持各零件的正确位置，以传递转矩或改变转速达到规定运动。拖拉机箱体由变速、传动箱体组成，根据拖拉机结构设计的不同，在变速、传动箱体中安装内置变速控制部件。装在箱体中的变速滑杆(或拨叉轴)是拖拉机变速操纵换挡装置的重要部件，它与安装在其上的拨叉拨头等部件共同组成操纵换挡机构，从而完成拖拉机换挡、变速和倒挡等动作。
一、拖拉机变速箱的结构和功能
1、拖拉机变速箱由變速箱体、传动机构、操纵机构、锁定装置等组成。
2、变速箱功能是改变传动系的总速比，改变拖拉机速度与驱动力，实现拖拉机在行驶中的前进和后退，提高拖拉机生产效率、经济性能，使农业耕作更加方便，当前有一些分动箱装置，可在动力传递方面实现前驱动桥和四驱功能，更好的提升拖拉机整体性能。
二、变速箱体断续深孔加工现状
1、深孔加工要求。变速箱壳体上用于安装变速滑杆的滑杆孔属于断续深孔，整个轴孔被箱体和内腔隔板分成几段，而非连续实体孔。此类轴孔受限于箱体结构，被箱体分为2挡或3挡，孔的有效加工深度并不长，但受加工位置限制，导致加工刀具较长，并且除壳体外表面已加工外，内部隔板全部为未加工毛坯面，毛坯表面孔口还具有5︒左右的拔模斜度。
因滑杆孔上安装的拨叉要求操纵灵活，控制位置准确，因此孔的位置精度和形位公差要求高，不同系列的拖拉机箱体，同一道孔系各挡孔间的同轴度一般要求在
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0.03～
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0.05mm范围，相对箱体主要轴承孔系平行度要求在
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0.07～
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0.1mm范围。
滑杆孔与轴承孔的相对位置及自身孔的同轴度要求高，加工使用的刀具较长。
2、传统加工工艺。此类孔的传统加工一般使用组合专机，并在与设备相连的夹具上安装刀具导向装置，对孔系进行钻、扩、铰的加工。
这种加工方法以往大规模生产中使用组合机床，但因在零件加工中刀具导向套不可更换，因此需分别配备钻、扩、铰等不同加工设备，并且零件需在不同设备上进行多次安装定位来完成孔系的加工。多台设备多道工序的加工，增加了零件加工中的加工时间和重复定位误差，并且因箱体上的滑杆、轴承孔系不是一次定位装夹完成的加工，产品设计基准和加工工艺基准不重合造成的误差累计，最终会导致加工后孔系相对轴承孔系位置度和平行度得不到保证。
同时一次投入多台孔加工专用设备加工滑杆孔系，对拖拉机新产品试制的小批量生产情况而言，这种加工工艺并不适用。产品批量小，对零件的节拍要求低，而专用设备加工节拍快，并且设备数量多，生产并不经济。而且专用设备也无法适应新产品频繁改制和变型的要求。
拖拉机箱体小批量生产和新产品试制改型更适合采用柔性加工设备，如类似数控加工中心设备，将零件精基准加工出来后，一次定位完成零件的四面或五面及内腔的加工，既满足小批量和试制要求，又满足零件各加工面、孔间的相对位置要求。
因而此类轴孔的加工工艺采用加工中心进行加工，既减少了设备数量，又实现了工艺的柔性化，在能安装超长刀具高精度加工中心上，将零件精基准加工出来后，在加工中心上将零件一次装夹定位，完成箱体轴承孔和滑杆孔的加工，依靠数控加工中心设备较高的加工精度来保证加工后的尺寸位置要求。
三、不同箱体零件滑杆孔在加工中心的加工工艺
1、半封闭箱体滑杆孔的加工。此类箱体非全封闭，上面有开口，用于安装操纵及变速装置。因滑杆孔为断续深孔，需在内部隔板毛坯面进行孔的加工，钻孔中刀具会沿毛坯面拔模斜度方向倾斜，即使采用多次钻扩铰工艺，也难以保证刀具加工中位置准确性，会造成加工后序孔的位置度超差。
对于此类情况，可利用零件的局部开放性，在夹具上布置刀具导向套，深入到零件内腔，对加工中的刀具起到支撑导向作用，以保证精确加工位置度。滑杆孔正常加工工艺应使用钻扩铰工艺，并将钻头、扩孔钻及铰刀的切削余量合理分配，保证最终孔的直径公差，依据刀具直径的不同，需在加工中使用不同直径的导向套。
但上面的加工情况因夹具上的刀具导向套布置在箱体内部，并且在加工中心上加工，加工时根本无法进行导向套的更换，因此采用固定导向套进行刀具导向，导向套尺寸直接做成孔径的最终尺寸，并将加工刀具做成孔径的最终尺寸，一次性完成孔径的最终尺寸加工。
加工工艺过程：①先使用Tl号钻铰复合刀具，在零件端面上直接加工出
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20H9通孔：Tl刀具较短．能很好地保证孔的形状和位置精度。②使用T2号枪钻，利用Tl号刀具加工过的孔和夹具上布置的导向套作为导向，完成箱体隔板上孔的加工。内腔孔孔口的导向套，能很好地保证孔的位置精度。该加工工艺缺点是夹具上孔定位套位置固定，精加工的坐标系需由定位套坐标确定，否则一旦定位套和夹具定位销偏差较大时，会出现加工中定位误差无法修正的情况。
2、全封闭箱体滑杆孔的加工。箱体内部滑杆孔系位于接近箱体体内腔中部的两层隔板上，孔直径
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30H8。第一层距左端面266mm，第二层距第一层160mm，第二层隔板为毛坯面且有较大的拔模斜度。孔系的形位公差要求高，同轴度
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0.025mm，位置度
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0.1mm，平行度O.08mm。但该件除前后端外，其余基本四面封闭，整个零件加工工艺性较差。箱体体积大，箱体总长超过1m，箱体除两端同内腔相通外，其余四面无大的窗口或开档同内部相通，无法在夹具上布置
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30mm孔的钻模支座及钻模套，因此无法使用常规加工方法在夹具上设计定位导向装置，通过导向装置在加工时对刀具进行导向，以保证加工后孔的位置度及形位公差。加工时刀具只能从箱体的前后两端分别进入箱体内部加工
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30mm孔。
若从箱体两端分别对
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30mm孔加工，还存在刀具从后端进入内腔加工时刀具悬伸过长的问题，刀具的长径比在20倍径以上，即使采用最先进的减振刀具，因其长度太长，也失去了减振效果，加工出来的工件尺寸精度和表面粗糙度较差，需多次走刀提高表面加工质量。刀具悬伸过长，因加工中心行程规格限制，无法从前后端同时进刀加工，因此该孔系需在2道工序2台加工中心上完成加工。
由此可见，加工
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30mm拨叉轴孔系时，因设备存在回转误差，工序间存在重复定位误差、刀具悬伸过长、不稳定等因素，若从箱体两端分别对孔系加工，加工后的孔同轴度和平行度不能完全满足产品图纸要求。
因此，需改进加工工艺：首先，将
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30mm孔系所有孔在同一道工序上加工，消除不同夹具间的二次定位误差；其次，将
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30mm孔系同与其相关的测量基准孔在同一道工序上完成加工，消除工序间的二次定位误差；最后，采用刀具加工自导向方法来进行刀具定位．保证加工中刀具的稳定性。并从箱体前端进入内腔加工，保证刀具长度最短，同时改变刀具加工顺序及各刀具间余量分布，保证尺寸公差。
具体技改工艺为：所有刀具全部从箱体前端面进入。①先使用直径为
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25m
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mm直槽钻完成
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30H8mm第一层底孔的加工，保证加工后的孔径尺寸，以利于后序刀具定位使用；②利用完成后
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25mm孔定位，使用直径为
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mm加长带导向直槽钻进行第二层毛坯面底孔的加工；③使用带导向的复合刀具，直径为
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扩铰复合刀，完成第一层孔扩铰加工，并以加工完的孔为定位完成第二层孔的扩铰加工，保证孔的同轴度和平行度；④用直径为
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mm带导向的复合专用铰刀，完成最终孔尺寸，并利用第一层孔的自导向完成第二层孔的加工。
参考文献：
[1]袁锡蹯.现代机械制造工艺装备标准应用手册[M].北京：机械工业出版社，2015.
[2]白俊杰.拖拉机变速箱体断续深孔加工工艺研究[J].机械工程师，2015(03).