等速驅動軸零部件感應淬火工裝通用化設計及降本措施

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動軸廠 浙江杭州 311200

1 序言

感應淬火兼具熱處理和機械加工特點。與傳統熱處理批量裝爐方式不同，感應淬火為單件生產，需要很多工裝保證定位精度和淬火質量的穩定，尤其是全自動淬火設備。工程技術人員為開發淬火工藝、保證淬火質量，對感應淬火工裝進行了廣泛研究[1，2]，但少見感應淬火工裝降本方面的報道。在汽車行業降成本潮流下，研究感應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品牌全自動淬火設備，依靠大量工裝實現自動化運行，且不同品牌設備的工裝不能通用。在設備數量多、品牌多樣化以及新產品開發疊加的情況下，需要設計制作的工裝數量很多。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。按照實際經驗，對于精度要求不高、只起到實現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，沒有必要重復設計采購，只需按照工裝借用原則，選用與現有尺寸相近的工裝即可。需進行感應淬火的等速驅動軸零部件結構主要是中間軸桿、移動節三柱槽殼和固定節鐘形殼。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，降低感應淬火工裝制造成本的措施是：一是加大通用化設計力度，使所有產品都可以共用，或者部分產品共用；二是建立感應淬火工裝關鍵尺寸查詢表，在新產品開發或產品變更加工設備時進行借用查詢和選用。

2 感應淬火工裝的通用化設計

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，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計，換型過程中不需更換，再根據不同產品設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，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計，換型過程中不需更換，再根據不同產品設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、關閉行程受限，直徑差別大的產品需要重新設計制作卡爪。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、關閉行程內可實現多種型號鐘形殼的夾取，實現卡爪的通用化。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、鐘形殼感應淬火工裝關鍵尺寸查詢表

對于不便進行通用化設計的工裝，可以按工裝類別、設備類別建立關鍵尺寸查詢表。如前所述，每臺設備都有大量不同尺寸的工裝，用來滿足不同產品的熱處理加工。由于不同型號淬火設備定位工裝不能通用，所以按設備分類，將每臺設備的感應淬火工裝建立關鍵尺寸查詢表。當有新產品加工時，即根據零件熱處理前尺寸，按借用規則，對表格進行查詢，若有合適尺寸工裝則直接借用，不需設計、采購；若沒有可借用的工裝，則立即安排設計、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鍵尺寸，對應查詢表數據可知：當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鍵尺寸

4 實施效果確認

精定位柱體、托盤、卡爪的通用化設計已在移動節三柱槽殼淬火設備上使用，效果良好。通過關鍵尺寸查詢表，95%以上新產品移動節三柱槽殼和固定節鐘形殼可查詢到有現存工裝可用；通過淬火工裝通用化設計和借用查詢，實現了年度工裝制作成本降低的目標，且在今后的生產過程中，可持續產生效益。

5 結束語

1）用于等速驅動軸移動節三柱槽殼、固定節鐘形殼感應淬火的便于通用化設計的工裝，如精定位柱體、卡爪，應按通用化設計，降低工裝投入成本。

2）用于等速驅動軸移動節三柱槽殼、固定節鐘形殼感應淬火的不可通用化設計的工裝，應按設備、工裝類別建立關鍵尺寸查詢表，以便查找現存可用工裝，減少新產品開發時的工裝投入，降低制造成本。