等速驅(qū)動軸零部件感應(yīng)淬火工裝通用化設(shè)計及降本措施

廖春暉，陳國軍，鄭德信，霍金元

萬向錢潮股份有限公司等速驅(qū)動軸廠 浙江杭州 311200

1 序言

感應(yīng)淬火兼具熱處理和機械加工特點。與傳統(tǒng)熱處理批量裝爐方式不同，感應(yīng)淬火為單件生產(chǎn)，需要很多工裝保證定位精度和淬火質(zhì)量的穩(wěn)定，尤其是全自動淬火設(shè)備。工程技術(shù)人員為開發(fā)淬火工藝、保證淬火質(zhì)量，對感應(yīng)淬火工裝進行了廣泛研究[1，2]，但少見感應(yīng)淬火工裝降本方面的報道。在汽車行業(yè)降成本潮流下，研究感應(yīng)淬火工裝降本增效有一定的實用意義。主流外資品牌和國產(chǎn)品牌全自動淬火設(shè)備，依靠大量工裝實現(xiàn)自動化運行，且不同品牌設(shè)備的工裝不能通用。在設(shè)備數(shù)量多、品牌多樣化以及新產(chǎn)品開發(fā)疊加的情況下，需要設(shè)計制作的工裝數(shù)量很多。另外，淬火工裝庫存量較多，占滿車間工裝柜，部分同類別的工裝尺寸相同或相近。按照實際經(jīng)驗，對于精度要求不高、只起到實現(xiàn)自動運行作用的托盤、卡爪，以及對精度要求較高的定位底座，沒有必要重復(fù)設(shè)計采購，只需按照工裝借用原則，選用與現(xiàn)有尺寸相近的工裝即可。需進行感應(yīng)淬火的等速驅(qū)動軸零部件結(jié)構(gòu)主要是中間軸桿、移動節(jié)三柱槽殼和固定節(jié)鐘形殼。中間軸桿主要采用上下頂尖的方式，工裝基本通用，需要進行通用化設(shè)計的主要是三柱槽殼和鐘形殼。

鑒于以上兩方面原因，降低感應(yīng)淬火工裝制造成本的措施是：一是加大通用化設(shè)計力度，使所有產(chǎn)品都可以共用，或者部分產(chǎn)品共用；二是建立感應(yīng)淬火工裝關(guān)鍵尺寸查詢表，在新產(chǎn)品開發(fā)或產(chǎn)品變更加工設(shè)備時進行借用查詢和選用。

2 感應(yīng)淬火工裝的通用化設(shè)計

2.1 第一類三柱槽殼通用化精定位柱體

圖1a所示為第一類三柱槽殼精定位工裝裝配狀態(tài)，由精定位柱體（見圖1b）和精定位片（見圖1c）組成。首先對精定位柱體進行通用化設(shè)計，換型過程中不需更換，再根據(jù)不同產(chǎn)品設(shè)計不同尺寸的精定位片[3]，然后裝配成精定位工裝，以滿足不同產(chǎn)品淬火要求。

圖1 第一類三柱槽殼通用化精定位工裝

2.2 第二類三柱槽殼通用化精定位柱體

圖2a所示為第二類三柱槽殼精定位工裝裝配狀態(tài)，由精定位柱體（見圖2b）和精定位片（見圖2c）組成。首先對精定位柱體進行通用化設(shè)計，換型過程中不需更換，再根據(jù)不同產(chǎn)品設(shè)計不同尺寸的精定位片，然后裝配成精定位工裝，以滿足不同產(chǎn)品淬火要求。

圖2 第二類三柱槽殼通用化精定位工裝

2.3 鐘形殼卡爪優(yōu)化

不同型號鐘形殼殼體外徑相差較大，而桿部直徑差異較小。對于夾殼體外圓方式，由于卡爪張開、關(guān)閉行程受限，直徑差別大的產(chǎn)品需要重新設(shè)計制作卡爪。對于夾桿部外圓方式，由于不同型號鐘形殼桿部直徑相差不大，同一副卡爪在其張開、關(guān)閉行程內(nèi)可實現(xiàn)多種型號鐘形殼的夾取，實現(xiàn)卡爪的通用化。因此，對卡爪進行改進，由夾外圓方式更改為夾桿部外圓方式，是很好的卡爪通用化方案，如圖3所示。

圖3 卡爪夾取鐘形殼示意

3 三柱槽殼、鐘形殼感應(yīng)淬火工裝關(guān)鍵尺寸查詢表

對于不便進行通用化設(shè)計的工裝，可以按工裝類別、設(shè)備類別建立關(guān)鍵尺寸查詢表。如前所述，每臺設(shè)備都有大量不同尺寸的工裝，用來滿足不同產(chǎn)品的熱處理加工。由于不同型號淬火設(shè)備定位工裝不能通用，所以按設(shè)備分類，將每臺設(shè)備的感應(yīng)淬火工裝建立關(guān)鍵尺寸查詢表。當(dāng)有新產(chǎn)品加工時，即根據(jù)零件熱處理前尺寸，按借用規(guī)則，對表格進行查詢，若有合適尺寸工裝則直接借用，不需設(shè)計、采購；若沒有可借用的工裝，則立即安排設(shè)計、采購。下面以桿部淬火定位底座為例進行說明。

圖4所示為三柱槽殼桿部、鐘形殼桿部淬火定位底座關(guān)鍵尺寸，對應(yīng)查詢表數(shù)據(jù)可知：當(dāng)D1-d＝0.3～0.5mm或D2-d＝0.3～0.5mm時，該定位工裝可用。

圖4 三柱槽殼桿部、鐘形殼桿部淬火定位底座關(guān)鍵尺寸

4 實施效果確認(rèn)

精定位柱體、托盤、卡爪的通用化設(shè)計已在移動節(jié)三柱槽殼淬火設(shè)備上使用，效果良好。通過關(guān)鍵尺寸查詢表，95%以上新產(chǎn)品移動節(jié)三柱槽殼和固定節(jié)鐘形殼可查詢到有現(xiàn)存工裝可用；通過淬火工裝通用化設(shè)計和借用查詢，實現(xiàn)了年度工裝制作成本降低的目標(biāo)，且在今后的生產(chǎn)過程中，可持續(xù)產(chǎn)生效益。

5 結(jié)束語

1）用于等速驅(qū)動軸移動節(jié)三柱槽殼、固定節(jié)鐘形殼感應(yīng)淬火的便于通用化設(shè)計的工裝，如精定位柱體、卡爪，應(yīng)按通用化設(shè)計，降低工裝投入成本。

2）用于等速驅(qū)動軸移動節(jié)三柱槽殼、固定節(jié)鐘形殼感應(yīng)淬火的不可通用化設(shè)計的工裝，應(yīng)按設(shè)備、工裝類別建立關(guān)鍵尺寸查詢表，以便查找現(xiàn)存可用工裝，減少新產(chǎn)品開發(fā)時的工裝投入，降低制造成本。