王厚勇 張浩 王月桂

摘 要：本文根據(jù)MAN系列車橋差速器殼加工初期其安裝被動(dòng)齒輪外圓的加工工藝特點(diǎn)以及所存在的質(zhì)量問題，通過“人機(jī)料法環(huán)測(cè)”各個(gè)環(huán)節(jié)，分析的原因，有針對(duì)性的進(jìn)行了工藝設(shè)計(jì)改進(jìn)，著重介紹新工藝在車橋差速器殼的機(jī)械加工中的推廣及創(chuàng)新應(yīng)用，描述新產(chǎn)品開發(fā)時(shí)，新技術(shù)工藝從引入、應(yīng)用到推廣的曲折過程。

關(guān)鍵詞：差速器殼;新工藝;工藝設(shè)計(jì)改進(jìn)

1 引言

近年來，重型汽車差速器的結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了幾次較大的變化，最初的STR系列，后來的HW系列、AC系列，現(xiàn)在的MCY13系列，從產(chǎn)品的技術(shù)要求可以看出，高質(zhì)量、嚴(yán)要求是產(chǎn)品更新?lián)Q代的發(fā)展趨勢(shì)，所以傳統(tǒng)的工藝方法已逐漸不適于當(dāng)前的新產(chǎn)品加工，必須從產(chǎn)品的加工工藝上加以改進(jìn)。本文以MCY13車橋差速器殼安裝被動(dòng)齒輪外圓的質(zhì)量提升為例，介紹其工藝改進(jìn)過程。

2 MCY13車橋差速器殼加工質(zhì)量表現(xiàn)

MCY13車橋差速器殼的加工工藝由4道工序組成，其中10序精車小端及安裝被動(dòng)齒輪外圓的加工尺寸，在樣件加工階段均符合工藝要求，在小批量試切后，抽檢了70件，其安裝被動(dòng)齒輪外圓對(duì)基準(zhǔn)A和基準(zhǔn)B公共軸線的跳動(dòng)為0.02，檢測(cè)合格率僅27.14%。被動(dòng)齒輪安裝外圓的跳動(dòng)滿足工藝要求的占68%，超差的占32%，其中0.02-0.03之間的占62.5%，0.03-0.05之間的占25%，0.05以上的占12.5%。

3 差速器殼安裝被動(dòng)齒輪外圓質(zhì)量問題研討分析

3.1 夾具定位面平面度檢測(cè)分析

夾具上定位工件，不管是位置精度還是形狀精度，都必須小于工件的設(shè)計(jì)精度，因?yàn)樾杩紤]夾具的磨損和夾裝誤差，車床夾具定位面的精度一般取工件精度的1/3，對(duì)于此差速器殼來講，被動(dòng)齒輪安裝外圓跳動(dòng)為0.02，所以10序車夾具定位面的平面度須保證在0.007以內(nèi)，實(shí)際檢測(cè)結(jié)果為0.005，符合車床夾具定位面精度要求。

3.2 夾具定位部位與機(jī)床回轉(zhuǎn)中心同軸度

為保證加工精度，10序數(shù)控車床夾具的定位圓對(duì)主軸回轉(zhuǎn)中心的同軸度控制在Φ0.01以內(nèi)，定位面對(duì)主軸回轉(zhuǎn)中心的跳動(dòng)量也不應(yīng)大于0.01mm，實(shí)際檢測(cè)夾具的定位圓對(duì)主軸回轉(zhuǎn)中心的同軸度為Φ0.005，定位面對(duì)主軸回轉(zhuǎn)中心的跳動(dòng)量為0.007，符合數(shù)控車床夾具定位圓以及定位面對(duì)主軸回轉(zhuǎn)中心的精度要求。

3.3 工件的夾緊情況分析

在夾緊工件的過程中，夾緊效果會(huì)直接影響工件的加工精度，工件的夾緊不僅要保證安全可靠，還得保證夾緊后工件不移動(dòng)、不變形。加工曼系列差速器殼10序精車小端及安裝被動(dòng)齒輪外圓時(shí)，采用大端平面定位、Φ375外圓定位夾緊，按照傳統(tǒng)的加工方法，夾具會(huì)采用圖2-a所示的液壓卡盤，但是考慮到曼系列差速器殼屬于薄壁類工件，定位夾緊部位Φ375外圓壁厚僅有15mm，在13MPa的液壓夾緊力下很容易產(chǎn)生夾緊變形，為避免夾緊變形問題的發(fā)生，設(shè)計(jì)了如圖2所示的車夾具，該夾具由1件液壓卡盤、1副非標(biāo)卡爪、1塊定位板、6個(gè)支撐釘，制作完成的車夾具見圖2，加工示意圖見圖3。

對(duì)工件的定位準(zhǔn)確性進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)采用上述方案加工時(shí)，工件被夾緊后出現(xiàn)變形，表現(xiàn)為相鄰兩爪之間工件盤面向上拱起，工件脫離支撐釘定位面0.02mm，造成工件定位不準(zhǔn)確，致使工件質(zhì)量超差。

上述分析可得出，差速器殼安裝被動(dòng)齒輪外圓質(zhì)量問題是由于工件夾緊后的變形造成的，必須消除工件夾緊變形的問題，保證工件定位準(zhǔn)確，才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

4 新工藝的開發(fā)應(yīng)用

將原車夾具改為液壓內(nèi)孔漲芯車夾具，工件定位夾緊方式由大端平面定位、外圓定位夾緊，改為大端平面定位、內(nèi)孔漲芯定位夾緊。夾具見圖4，加工示意圖見圖5。

4.1 夾具工作原理

拉桿下拉，通過外六方螺栓和壓板將拉力傳導(dǎo)至彈性漲套上，彈性漲套在定芯軸的錐面上軸向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈性漲套向下作軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)過定芯軸的錐面，將拉力轉(zhuǎn)化為徑向漲力和向定位面的拉力，徑向漲力起到定位的作用，向定位面的拉力對(duì)工件起到壓緊的作用。當(dāng)彈性漲套向上作軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)，夾緊力松開，可拆卸工件。

彈性漲套可通過向下運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的徑向漲力對(duì)工件起到定位作用，使得工件定位更準(zhǔn)確，向定位面的拉力起到壓緊的作用，使得加工過程更穩(wěn)定。

4.2 工藝改進(jìn)后的效果

液壓漲芯夾具驗(yàn)證合格后開始連續(xù)加工，每班對(duì)班首件和班尾件進(jìn)行抽檢，連續(xù)加工600件時(shí)，共抽檢了40件，其安裝被動(dòng)齒輪外圓的合格率為80%，超差的產(chǎn)品其跳動(dòng)也在0.02-0.03之間，分布結(jié)果滿足用戶使用要求。

4.3 改進(jìn)工藝的優(yōu)點(diǎn)及創(chuàng)新

（1）通過漲套的擴(kuò)張和收縮，實(shí)現(xiàn)工件的定位夾緊和松開，使得零件在定位夾緊時(shí)的定位誤差和重復(fù)定位誤差大大降低，消除了傳統(tǒng)定位夾緊方式所帶來的工件變形，提高了零件的定位精度，提高了零件的加工精度。

（2）突破了差速器殼采用三爪卡盤夾緊定位加工的常規(guī)工藝方法，實(shí)現(xiàn)了漲芯夾緊工裝在回轉(zhuǎn)體工件車削中的應(yīng)用。

5 結(jié)束語

為解決MCY13車橋差速器殼安裝被動(dòng)齒輪外圓的質(zhì)量問題，通過分析質(zhì)量問題的原因，有針對(duì)性的進(jìn)行了工藝設(shè)計(jì)改進(jìn)，通過不斷優(yōu)化夾具結(jié)構(gòu)，確定了液壓漲芯結(jié)構(gòu)夾具方案，通過實(shí)施驗(yàn)證，該工藝設(shè)計(jì)很好的解決了質(zhì)量問題，使得零件在定位夾緊時(shí)的定位誤差和重復(fù)定位誤差顯著降低，消除了傳統(tǒng)定位夾緊方式所帶來的工件變形，提高了零件的定位精度。同時(shí)，將該工藝設(shè)計(jì)在其他工序上成功推廣的同時(shí)又進(jìn)行了改進(jìn)，通過增加氣密檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)零件平面定位準(zhǔn)確度的自動(dòng)檢測(cè)，該工藝設(shè)計(jì)改進(jìn)，對(duì)薄壁類回轉(zhuǎn)體工件的加工提供了很好的借鑒，對(duì)汽車差速器殼的加工工藝改進(jìn)起了重要的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王啟平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1996.2 ISBN7-5603-0045-6/TH·2.

[2]柯明揚(yáng).機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京航空航天大學(xué)出版社，1996.8 ISBN 7-81012-650-4.