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摘要：拖拉机变速箱箱体是整个底盘变速机构的支撑部分，其结构较复杂，加工质量会直接影响装配精度和机器使用寿命。基于此，本文分析了拖拉机变速箱的加工工艺。
关键词：变速箱；加工方案；工艺路线
拖拉机变速箱箱体较复杂，加工要求较高，只有深入了解变速箱结构与技术要求，才能制定出合理的加工工艺方案。经实践表明，本文制定的加工工艺方案可靠，经济效益好，产品质量稳定。
一、拖拉机变速箱发展历程
1、手动变速箱发展。在拖拉机发展早期，主要使用手动变速箱，其结构简单，在技术上可分为：滑动齿轮换挡、啮合套换挡、同步器换挡三种方式，滑动齿轮换挡通过主齿轮在驱动轴上来回滑动，在不同位置上与从动齿轮啮合，是最基础的变速方式。啮合套换挡是在主动轴上存在一个空套齿轮，与从动轴上的齿轮长期处于啮合状态，通过移动主动轴上的啮合套，将主动轴动力传递给空套齿轮。同步器换挡变速箱利用了摩擦原理，有利于保证主从动齿轮在啮合时有相等的圆周速度，使换挡更加平顺，避免了齿轮啮合时的冲击，确保其使用寿命，这在拖拉机手动变速箱发展中具有重要意义。啮合套换挡相对于滑动齿轮换挡具有体积小、换挡容易的优点。由于滑动齿轮换挡和啮合套换挡具有结构简单、加工制造成本低等优点，所以在拖拉机产生的初期应用广泛。但随着操作者对拖拉机驾驶平顺性及变速箱使用寿命的要求日益增长，同步器换挡变速箱的优势也逐渐凸显出来。从20世纪30年代同步器变速箱被发明，在欧美市场使用越来越广，致使滑动齿轮换挡和啮合套换挡结构的变速箱已逐渐淘汰。我国因拖拉机技术起步较晚，当前滑动齿轮换挡和啮合套换挡结构还在很大程度上被使用，因手动变速箱换挡时会中断拖拉机动力，降低其工作效率，操作变得更繁琐，因此，随着时代的发展，对变速箱操作的简化要求越来越高。
2、负载换挡变速箱发展。1959年，卡特彼勒首次在拖拉机上应用负载换挡变速箱，因其换挡容易，连续不断保证动力，优化操作性能，提高拖拉机工作效率特点，得到了很多厂家的认可。可分部分、全负载换挡变速箱，其中，部分负载换挡应用领域在定轴轮系变速箱上。经多年发展，全负载换挡变速箱如今已达到具有12个前进挡位的多排挡全负载换挡，这种换挡方式多用于具有摩擦元件布置的周转轮系变速箱结构上，通过先进的电液控制系统完成特定的执行元件接合与分离，实现全负载换挡要求，这种变速箱广泛应用于各大厂家的拖拉机上。
3、自动变速箱发展。拖拉机自动变速箱无需驾驶员参与换挡，换挡过程按既定程序进行，按自动变速箱采取的传动形式可分为液力机械式变速箱、静液压式变速箱、液压机械式变速箱。①液力机械式变速箱的传动通过液力变矩器或液力祸合器与变速箱串联，使拖拉机起步更平稳，防止过载破坏。②静液压式变速箱是将液压传动装置和变速箱串联传动，液压传动装置负责发动机的全部功率，操作简单平稳。③液压机械式变速箱除将液压传动装置和变速箱串联传动外，还需通过差动机构功率的合、分流，完成液压传动装置与纯机械传动的选择性传动。自动变速箱在先进拖拉机上应用越来越广泛。
二、零件的工艺分析
1、变速箱体零件的工艺分析。由于变速箱的外形复杂、体积大，有许多要求高的孔和平面。而主要加工表面是端面、顶面、上面的轴孔，其中轴孔间有较高的形状及位置要求。
1)箱体结构特点。①通常箱体结构较复杂，内部常为多孔类结构空腔形及内壁薄厚不均，有些部位有间壁；②变速箱体有整体式和组合式类型，通常由五到六个面组成的封闭式多面体；③箱壁上有精度要求高的轴承支撑孔和大平面，外表上有许多基准面和支撑面及一些精度要求不高的紧固孔。
2)箱体主要技术要求。①孔径精度，孔径几何形状、尺寸误差会使轴承和孔的配合不当，所以对孔的精度要求高。②各孔间及平面的位置精度，孔径间的平行度，孔端面对轴线的垂直度、同一轴线上各孔的同轴度等；③箱体装配基准面的平面度及重要平面的精度影响接触刚度，若加工过程作为定位基准，将对轴孔的加工精度产生影响，所以规定导向面和底面必须相互垂直或平直。此外，还有表面粗糙度要求。
2、工艺路线的安排。
箱体加工工艺过程随其结构、精度要求、生产批量不同而有较大区别，该变速箱加工工序多，主要涉及孔和平面的加工，其主要加工工艺路线设计需考虑以下方面：
1)工序间要适当安排热处理。箱体结构较复杂，其壁厚薄不均，存在较大残余应力。为消除残余应力，使加工后变形减小，增强加工后精度的稳定性，铸造好毛坯件后应安排人工时效处理，降低硬度以利于加工；从经济和质量上考虑，完成粗加工后，为消除粗加工造成的内应力，提高箱体加工精度和稳定性，要对工件进行一次人工时效处理。
2)按先面后孔顺序安排加工工艺。箱体孔的加工较困难，因此要先加工平面，再加工孔，加工平面先以孔为基准，再以平面为基本加工孔，先加工平面能为加工孔提高稳定可靠的基准，又可提高孔的加工精度。另外，先加工好平面，可防止刀具崩刃。
3)分阶段进行粗精加工。为保证箱体主要平面的加工精度，分阶段进行粗精加工。在粗加工中夹紧力、切削力较大、切削热多会引起工件变形；所以把粗精加工分阶段进行，以消除上述各种力对加工精度的影响，还有利于合理使用设备及提高生产率。
三、制定工艺路线
因生产类型为大批量，箱体类零件外型复杂，工序多，需用到组合钻床加工小孔，再配以专用夹具，使工序尽量集中来提高生产率，同时也要保证精度要求等。
工艺路线方案
工序1：机器砂型铸造毛坯
工序2：人工时效，温度500～550℃，上漆
工序3：划粗加工线
工序4：粗、精铣顶平面至，以大端面和 110两个毛坯孔定位
工序5：钻、铰2-销孔，钻、扩、铰、攻顶平面所有的孔，以大端面和两个 110的毛坯孔定位
工序6：粗铣大小端面，以顶平面和两销孔定位
工序7：铣窗口面及对面分别保尺寸205±0.5和，以上定面和两销孔定位
工序8：以顶平面和两销孔定位，粗镗至 159和至 119的孔，粗镗至 119和至 109的孔(从大端)，粗镗至 109和至 109的孔，粗镗至 64和至 79及至 109的三孔(从小端)
工序9：去毛刺
工序10：检验并做简单的清扫
工序11：精铣大、小端面保尺寸，以顶平面和两销孔定位
工序12：以顶平面和两销孔定位，精镗和，精镗和成，精镗 74并倒角(从大端)，精镗和成，精镗、和的孔成，钻、扩、铰3-的孔至大端面(从小端)
工序13：以顶平面和两销孔定位，在组合机床上加工小端面所有的孔成
工序14：定位不变，在组合机床上加工大端面的所有孔成
工序15：以大端面和两个的孔定位，在组合机床上面加工窗口面孔
工序16；定位不变，在组合机床上面加工两锥孔和B向视图孔
工序17：去毛刺
工序18：总检并入库
参考文献：
[1]孙恒.机械原理[M].北京：高等教育出版社，2015．
[2]韩兴言.拖拉机变速箱加工工艺研究[J].装备制造技术，2017(08).