汽車差速器殼精車軸承臺的專用夾具改進設計研究

葉鑫焱

摘 要：文中對豐田汽車差速器殼精車軸承臺的專用夾具改進設計加以介紹，并指出，通過夾具改進，有效避免由于設計基準與定位基準不一致而造成的質量缺陷，從而使得產品質量得到進一步提高。

關鍵詞：差速器殼；精車工序；夾具；改進

差速器殼從結構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合式、整球式兩種，前者的結構內腔中半軸齒輪安裝面是一個平面，其內腔中平面與球面共存；而后者的內腔中加工面是一個整球面。而分體式又根據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，從動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】。動力通過傳動軸向主動齒輪傳遞，然后是從動齒輪，接著是差速器，最后利用差速器兩端軸承將動力向半軸傳遞。該加速器屬于整體式差速器殼，其難點在于內腔加工。

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加工 38.5外圓的差速器殼為例，其設計基準是 28內孔軸線。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準為左端面的外圓面，但由于定位基準難以保持與工序基準的重合度，導致加工過程中出現較大的定位誤差，并且在確保直徑為28mm內孔與直徑為38.5mm的右端外圓同軸度要求時存在一定困難，所以造成較高的產品不合格率，使得生產成本偏高。同時在夾緊過程中，以壓板壓緊右端面作為基準，導致工件裝夾的時間偏長，增加了操作人員的工作強度。并且在加工7000件以后，其專用夾具就會出現松動而影響加工精度。因此在加工6000件后，便需將原來的夾具更換掉，但安裝和拆卸夾具時又比較繁瑣。

2.分析差速器殼精車工序的夾具改進方法

利用夾具在機床上進行加工時，由刀具、工件、以及機床和夾具共同構成一個統一而封閉的加工系統，因而不需對位置精度和表面粗糙度做過高的要求，只需考慮如何使得勞動生產率得到進一步提高，以及如何有效降低勞動強度等【2】。

2.1.選擇定位基準。差速器殼 38.5外圓面及右端面作為粗基準，因為其表面不需加工，因此可提高加工表面的相對位置精度。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，則前后基準不重合，如此會導致加工誤差增大，所以最后選擇 28內孔軸線作為定位基準。

2.2.機床的選擇。考慮到需要大批量生產，因而盡可能地選擇高效的車床，對于差速器殼中的內孔及端面加工，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，內球面的加工與內孔的加工相似。所以選擇帶有前后刀架的CB3463型程控半自動轉塔車床。對于外圓及外端面的粗加工和半精加工，以及相應的連接孔和螺紋孔，由于工步較多，因而處于刀具安裝的方便，適宜采用C3163型轉塔車床【3】。

2.3.夾具精度分析和誤差計算。利用夾具在機床上加工時，需要對設計的夾具進行精度分析及誤差計算。但考慮到精車工序本身對精度的要求很高，因此只需注意保持加工時的垂直度及中心孔的同軸度要求即可。但在鉆螺紋底孔時，在垂直方向可能存在偏轉，同時，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.改進的夾具與機床聯接方案。采取原方案的夾具與主軸聯接主要是通過機床過渡盤來實現的，伴隨加工時間的逐漸加長，可能會出現過渡盤松動的問題，從而對工件的回轉精度造成一定的影響。如今安裝夾具時，考慮利用位于主軸前段的錐孔來實現，從而有效提高了夾具回轉軸線與主軸軸線的同軸度。

將所有設計組合在一起，并將各部分之間的聯接起來，最終得到差速器殼精車工序的夾具改進總體方案，其夾具設計總體方案如圖2所示。

4.夾具改進后的應用結果分析。事實證明，改進之后的設計方案，定位基準與設計基準能夠有效重合，從而在很大程度上避免了兩者不重合所帶來的精度誤差，并使得外圓與內孔的同軸度要求得到有效保證。

結束語：作為汽車的主要部件，差速器在汽車轉彎過程中主要作用是實現汽車的差速，并且通過對精車軸承臺的專用夾具的改進設計，能夠有效避免由于設計基準與定位基準不一致而造成的質量缺陷，從而使得產品質量得到進一步提高。同時，利用這種夾具改進方案，還有效縮短裝夾與換夾時間，從而使得操作人員的工作強度得到有效減少。

參考文獻

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