汽車差速器殼精車軸承臺(tái)的專用夾具改進(jìn)設(shè)計(jì)研究

葉鑫焱

摘 要：文中對(duì)豐田汽車差速器殼精車軸承臺(tái)的專用夾具改進(jìn)設(shè)計(jì)加以介紹，并指出，通過(guò)夾具改進(jìn)，有效避免由于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不一致而造成的質(zhì)量缺陷，從而使得產(chǎn)品質(zhì)量得到進(jìn)一步提高。

關(guān)鍵詞：差速器殼；精車工序；夾具；改進(jìn)

差速器殼從結(jié)構(gòu)上分為整體式和分體式兩大類，其中整體式包括球面與平面結(jié)合式、整球式兩種，前者的結(jié)構(gòu)內(nèi)腔中半軸齒輪安裝面是一個(gè)平面，其內(nèi)腔中平面與球面共存；而后者的內(nèi)腔中加工面是一個(gè)整球面。而分體式又根據(jù)分體位置的差別分成法蘭分開式與行星齒輪軸孔分開式兩種。通常將差速器殼安裝在主減速器內(nèi)，從動(dòng)齒輪安裝在法蘭止口上，安裝在兩端軸徑上的軸承置于主減速器差速器殼的軸承孔中【1】。動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)軸向主動(dòng)齒輪傳遞，然后是從動(dòng)齒輪，接著是差速器，最后利用差速器兩端軸承將動(dòng)力向半軸傳遞。該加速器屬于整體式差速器殼，其難點(diǎn)在于內(nèi)腔加工。

1.差速器殼原有精車工序及其缺陷

以差速器殼精車軸承臺(tái)加工 38.5外圓的差速器殼為例，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是 28內(nèi)孔軸線。原方案夾具裝配圖如圖1所示。

該差速器殼原有精車工序的定位標(biāo)準(zhǔn)為左端面的外圓面，但由于定位基準(zhǔn)難以保持與工序基準(zhǔn)的重合度，導(dǎo)致加工過(guò)程中出現(xiàn)較大的定位誤差，并且在確保直徑為28mm內(nèi)孔與直徑為38.5mm的右端外圓同軸度要求時(shí)存在一定困難，所以造成較高的產(chǎn)品不合格率，使得生產(chǎn)成本偏高。同時(shí)在夾緊過(guò)程中，以壓板壓緊右端面作為基準(zhǔn)，導(dǎo)致工件裝夾的時(shí)間偏長(zhǎng)，增加了操作人員的工作強(qiáng)度。并且在加工7000件以后，其專用夾具就會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)而影響加工精度。因此在加工6000件后，便需將原來(lái)的夾具更換掉，但安裝和拆卸夾具時(shí)又比較繁瑣。

2.分析差速器殼精車工序的夾具改進(jìn)方法

利用夾具在機(jī)床上進(jìn)行加工時(shí)，由刀具、工件、以及機(jī)床和夾具共同構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一而封閉的加工系統(tǒng)，因而不需對(duì)位置精度和表面粗糙度做過(guò)高的要求，只需考慮如何使得勞動(dòng)生產(chǎn)率得到進(jìn)一步提高，以及如何有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度等【2】。

2.1.選擇定位基準(zhǔn)。差速器殼 38.5外圓面及右端面作為粗基準(zhǔn)，因?yàn)槠浔砻娌恍杓庸ぃ虼丝商岣呒庸け砻娴南鄬?duì)位置精度。又考慮到主見的各外圓表面處于同一砂箱之中，因而同型芯的各同軸度表面誤差并不大，且若將不加工外圓作為粗基準(zhǔn)，則前后基準(zhǔn)不重合，如此會(huì)導(dǎo)致加工誤差增大，所以最后選擇 28內(nèi)孔軸線作為定位基準(zhǔn)。

2.2.機(jī)床的選擇?？紤]到需要大批量生產(chǎn)，因而盡可能地選擇高效的車床，對(duì)于差速器殼中的內(nèi)孔及端面加工，由于各孔均為同軸孔，因而利用磚塔車床加工較為方便。此外，內(nèi)球面的加工與內(nèi)孔的加工相似。所以選擇帶有前后刀架的CB3463型程控半自動(dòng)轉(zhuǎn)塔車床。對(duì)于外圓及外端面的粗加工和半精加工，以及相應(yīng)的連接孔和螺紋孔，由于工步較多，因而處于刀具安裝的方便，適宜采用C3163型轉(zhuǎn)塔車床【3】。

2.3.夾具精度分析和誤差計(jì)算。利用夾具在機(jī)床上加工時(shí)，需要對(duì)設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析及誤差計(jì)算。但考慮到精車工序本身對(duì)精度的要求很高，因此只需注意保持加工時(shí)的垂直度及中心孔的同軸度要求即可。但在鉆螺紋底孔時(shí)，在垂直方向可能存在偏轉(zhuǎn)，同時(shí)，鉆模板上裝襯套孔存在尺寸公差為0.016mm、襯套與鉆套配合存在最大間隙誤差為0.013mm、鉆套與鉆頭配合存在最大間隙誤差為0.041mm、鉆套還存在同軸度誤差為0.005mm。

3.改進(jìn)的夾具與機(jī)床聯(lián)接方案。采取原方案的夾具與主軸聯(lián)接主要是通過(guò)機(jī)床過(guò)渡盤來(lái)實(shí)現(xiàn)的，伴隨加工時(shí)間的逐漸加長(zhǎng)，可能會(huì)出現(xiàn)過(guò)渡盤松動(dòng)的問(wèn)題，從而對(duì)工件的回轉(zhuǎn)精度造成一定的影響。如今安裝夾具時(shí)，考慮利用位于主軸前段的錐孔來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而有效提高了夾具回轉(zhuǎn)軸線與主軸軸線的同軸度。

將所有設(shè)計(jì)組合在一起，并將各部分之間的聯(lián)接起來(lái)，最終得到差速器殼精車工序的夾具改進(jìn)總體方案，其夾具設(shè)計(jì)總體方案如圖2所示。

4.夾具改進(jìn)后的應(yīng)用結(jié)果分析。事實(shí)證明，改進(jìn)之后的設(shè)計(jì)方案，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)能夠有效重合，從而在很大程度上避免了兩者不重合所帶來(lái)的精度誤差，并使得外圓與內(nèi)孔的同軸度要求得到有效保證。

結(jié)束語(yǔ)：作為汽車的主要部件，差速器在汽車轉(zhuǎn)彎過(guò)程中主要作用是實(shí)現(xiàn)汽車的差速，并且通過(guò)對(duì)精車軸承臺(tái)的專用夾具的改進(jìn)設(shè)計(jì)，能夠有效避免由于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不一致而造成的質(zhì)量缺陷，從而使得產(chǎn)品質(zhì)量得到進(jìn)一步提高。同時(shí)，利用這種夾具改進(jìn)方案，還有效縮短裝夾與換夾時(shí)間，從而使得操作人員的工作強(qiáng)度得到有效減少。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉玉賓，黃志偉.差速器殼精車工序的夾具改進(jìn)[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2012，（1）：59-60.