王 波

（陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司，陜西 西安 710119）

前言

鎖銷式同步器是副箱同步器的主要結(jié)構(gòu)形式，由于變速器副箱工作狀況相對(duì)于主箱來說更加嚴(yán)苛，副箱同步器的故障率一直比較高，售后反饋回來的失效模式中鎖止銷松動(dòng)失效在副箱同步器失效故障中占比10%左右，而且集中發(fā)生在12 檔同步器中。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

鎖止銷松動(dòng)初步分析有三方面原因：鎖止銷與錐環(huán)的配合過盈量小于設(shè)計(jì)要求；鉚接不充分；鎖止銷對(duì)于錐環(huán)平面的垂直度超差，導(dǎo)致受力不均，最終使鎖止銷松動(dòng)。針對(duì)這三個(gè)原因，分別對(duì)零件質(zhì)量及裝配質(zhì)量進(jìn)行抽查和調(diào)研。

針對(duì)零件尺寸問題，下發(fā)了全尺寸檢測(cè)通知，要求車間對(duì)鎖止銷和錐環(huán)分別進(jìn)行全尺寸檢測(cè)，通過交回的檢測(cè)報(bào)告發(fā)現(xiàn)，鎖止銷和錐環(huán)的配合尺寸符合性很好，初步排除了零件尺寸這個(gè)因素。

垂直度超差問題，通過對(duì)不同磨損程度工裝上壓鉚出來的錐環(huán)總成進(jìn)行檢測(cè)，并沒有發(fā)現(xiàn)明顯的因?yàn)槟p導(dǎo)致的垂直度超差問題。

鉚接不充分的問題，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的9 檔同步器和12 檔同步器進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)12 檔同步器，鎖止銷加粗的同步器，壓鉚效果不理想，其他品種鉚接效果良好。針對(duì)此問題，從兩個(gè)方面進(jìn)行排查。

（1）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的幾種鎖止銷壓鉚部分的硬度分別進(jìn)行抽查，發(fā)現(xiàn)不同直徑的鎖止銷硬度分布基本相同，初步排除硬度問題對(duì)壓鉚的影響。

（2）對(duì)壓鉚過程進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)9 檔同步器錐環(huán)壓鉚完后，鎖止銷中心孔錐面明顯有大小兩種鋼球留下的痕跡，而粗鎖止銷壓鉚完后只有大鋼球的痕跡，小鋼球沒有起到壓鉚的作用，最終表現(xiàn)出來的結(jié)果就是粗銷子壓鉚效果不理想。

2 壓鉚工藝研究

副箱同步器一直以來的壓鉚工藝都是分三步進(jìn)行，利用大小2 組鋼球?qū)︽i止銷進(jìn)行鉚壓，鉚壓示意圖見圖1，鋼球與隔墊的錐面留有間隙，用來彌補(bǔ)鋼球與鎖止銷之間的位置度偏差，鋼球可以自找正鎖止銷中心孔錐面。

圖1 壓鉚夾具簡(jiǎn)圖

通過對(duì)圖紙進(jìn)行整理和研究，發(fā)現(xiàn)鎖止銷在加粗直徑時(shí)，原有中心尺寸不變，錐面向上延伸，即錐孔孔口尺寸變大了，φ10.3 銷子孔口直徑理論尺寸為φ7.87，φ12.3 銷子孔口直徑理論尺寸為φ9.83，以小鋼球?yàn)槔?dāng)鋼球與錐孔相割時(shí)，壓鉚細(xì)銷子時(shí)，隔墊平面距離錐環(huán)平面1.59mm（見圖2），壓鉚φ12.3 銷子時(shí)，隔墊平面距離錐環(huán)平面0.63mm（見圖3），對(duì)應(yīng)的鋼球中心與錐孔邊形成的角度變大了，即同樣的壓機(jī)壓力下，將銷子鉚接開的分力變小了。

圖2

圖3

在對(duì)壓鉚進(jìn)行觀察時(shí)發(fā)現(xiàn)，小鋼球壓鉚細(xì)鎖止銷時(shí)，隔墊平面與錐環(huán)平面始終有間隙，而壓鉚φ12.3 鎖止銷時(shí)，隔墊平面與錐環(huán)平面貼在了一起，阻止了鋼球繼續(xù)向下鉚開鎖止銷，為了研究清楚壓鉚時(shí)大小鋼球?qū)︺T接效果的貢獻(xiàn)大小，設(shè)計(jì)并實(shí)施了一組對(duì)比試驗(yàn)，分別將三種規(guī)格的鎖止銷φ 9.56，φ10.3，φ12.3 標(biāo)好編號(hào)，去測(cè)鉚壓部位的硬度，并一一記錄，挑選相同硬度區(qū)間的銷子，按如下步驟進(jìn)行試驗(yàn)：

（1）拿大小鋼球（Sφ10 和Sφ17）放到鎖止銷錐孔上，用數(shù)顯高度尺記錄鋼球最高點(diǎn)數(shù)據(jù)。

（2）小鋼球鉚壓過后，將錐環(huán)總成拿到檢測(cè)臺(tái)上，再將大小鋼球放到鎖止銷上，用數(shù)顯高度尺測(cè)量鋼球最高點(diǎn)數(shù)據(jù)，并記錄。

（3）大鋼球鉚壓完成后，將錐環(huán)總成拿到檢測(cè)臺(tái)上，將大小鋼球放置到鎖止銷上，用數(shù)顯高度尺測(cè)量鋼球最高點(diǎn)數(shù)據(jù)，并記錄。

圖4 壓鉚力行程

從圖4 可以看出，隨著銷子加粗，小鋼球的鉚壓行程逐漸變小，前兩種鎖止銷小鋼球的鉚壓行程均小于初始狀態(tài)隔墊距離錐環(huán)平面的距離，說明鋼球的鉚壓充分，沒有受到隔墊的干擾，而φ12.3 的鎖止銷由于隔墊的阻擋，導(dǎo)致鋼球的鉚壓效果大打折扣。

3 壓鉚工裝改進(jìn)

從以上的各項(xiàng)試驗(yàn)中可以得出壓鉚工裝的改進(jìn)方向，針對(duì)φ12.3 這種鎖止銷，需要加大鋼球直徑，減小鋼球中心與錐孔棱邊夾角，并且要保證鋼球的鉚接過程完整充分，鋼球還需要保留有自找正的空間，并且不能掉出去，大小鋼球直徑也要有梯度。

參考鋼球標(biāo)準(zhǔn)選擇鋼球，最終選擇了Sφ12.7 和Sφ19兩種鋼球，并對(duì)隔墊錐孔和鋼球座進(jìn)行了相應(yīng)的更改。

更改后，從圖5 可以看出，小鋼球壓鉚初始狀態(tài)隔墊距離錐環(huán)平面0.99mm，大于鋼球的鉚壓行程；鋼球與隔墊錐孔之間的間隙為0.58mm，大于更改前的0.27mm，給鋼球提供了更大的自找正空間，杜絕了鉚接偏的問題；鋼球中心夾角從原來的101.43°減小為86.94°，可以更換的鉚開鎖止銷。

從圖6 可以看出，大鋼球壓鉚初始狀態(tài)隔墊距離錐環(huán)平面1.79mm，大于鋼球鉚壓行程；鋼球與隔墊錐孔之間的間隙調(diào)整為1.51mm，大于更改前的0.83mm；鋼球中心夾具從原來的62°減小為53.08°。

圖5

圖6

4 結(jié)論

工裝更改后進(jìn)行了壓鉚驗(yàn)證，鉚接效果得到了極大的改善，通過后續(xù)對(duì)售后舊件拆解和售后數(shù)據(jù)的追蹤，鎖止銷松動(dòng)失效比例降低到了50%左右。

通過這次工藝研究及改進(jìn)，對(duì)副箱同步器的壓鉚工藝有了更加深入的了解，獲得了第一手豐富的數(shù)據(jù)，為以后副箱同步器的工藝工裝設(shè)計(jì)積累了經(jīng)驗(yàn)。