汽车差速器壳精车轴承台的专用夹具改进设计研究

叶鑫焱

摘 要：文中对丰田汽车差速器壳精车轴承台的专用夹具改进设计加以介绍，并指出，通过夹具改进，有效避免由于设计基准与定位基准不一致而造成的质量缺陷，从而使得产品质量得到进一步提高。

关键词：差速器壳；精车工序；夹具；改进

差速器壳从结构上分为整体式和分体式两大类，其中整体式包括球面与平面结合式、整球式两种，前者的结构内腔中半轴齿轮安装面是一个平面，其内腔中平面与球面共存；而后者的内腔中加工面是一个整球面。而分体式又根据分体位置的差别分成法兰分开式与行星齿轮轴孔分开式两种。通常将差速器壳安装在主减速器内，从动齿轮安装在法兰止口上，安装在两端轴径上的轴承置于主减速器差速器壳的轴承孔中【1】。动力通过传动轴向主动齿轮传递，然后是从动齿轮，接着是差速器，最后利用差速器两端轴承将动力向半轴传递。该加速器属于整体式差速器壳，其难点在于内腔加工。

1.差速器壳原有精车工序及其缺陷

以差速器壳精车轴承台加工 38.5外圆的差速器壳为例，其设计基准是 28内孔轴线。原方案夹具装配图如图1所示。

该差速器壳原有精车工序的定位标准为左端面的外圆面，但由于定位基准难以保持与工序基准的重合度，导致加工过程中出现较大的定位误差，并且在确保直径为28mm内孔与直径为38.5mm的右端外圆同轴度要求时存在一定困难，所以造成较高的产品不合格率，使得生产成本偏高。同时在夹紧过程中，以压板压紧右端面作为基准，导致工件装夹的时间偏长，增加了操作人员的工作强度。并且在加工7000件以后，其专用夹具就会出现松动而影响加工精度。因此在加工6000件后，便需将原来的夹具更换掉，但安装和拆卸夹具时又比较繁琐。

2.分析差速器壳精车工序的夹具改进方法

利用夹具在机床上进行加工时，由刀具、工件、以及机床和夹具共同构成一个统一而封闭的加工系统，因而不需对位置精度和表面粗糙度做过高的要求，只需考虑如何使得劳动生产率得到进一步提高，以及如何有效降低劳动强度等【2】。

2.1.选择定位基准。差速器壳 38.5外圆面及右端面作为粗基准，因为其表面不需加工，因此可提高加工表面的相对位置精度。又考虑到主见的各外圆表面处于同一砂箱之中，因而同型芯的各同轴度表面误差并不大，且若将不加工外圆作为粗基准，则前后基准不重合，如此会导致加工误差增大，所以最后选择 28内孔轴线作为定位基准。

2.2.机床的选择。考虑到需要大批量生产，因而尽可能地选择高效的车床，对于差速器壳中的内孔及端面加工，由于各孔均为同轴孔，因而利用砖塔车床加工较为方便。此外，内球面的加工与内孔的加工相似。所以选择带有前后刀架的CB3463型程控半自动转塔车床。对于外圆及外端面的粗加工和半精加工，以及相应的连接孔和螺纹孔，由于工步较多，因而处于刀具安装的方便，适宜采用C3163型转塔车床【3】。

2.3.夹具精度分析和误差计算。利用夹具在机床上加工时，需要对设计的夹具进行精度分析及误差计算。但考虑到精车工序本身对精度的要求很高，因此只需注意保持加工时的垂直度及中心孔的同轴度要求即可。但在钻螺纹底孔时，在垂直方向可能存在偏转，同时，钻模板上装衬套孔存在尺寸公差为0.016mm、衬套与钻套配合存在最大间隙误差为0.013mm、钻套与钻头配合存在最大间隙误差为0.041mm、钻套还存在同轴度误差为0.005mm。

3.改进的夹具与机床联接方案。采取原方案的夹具与主轴联接主要是通过机床过渡盘来实现的，伴随加工时间的逐渐加长，可能会出现过渡盘松动的问题，从而对工件的回转精度造成一定的影响。如今安装夹具时，考虑利用位于主轴前段的锥孔来实现，从而有效提高了夹具回转轴线与主轴轴线的同轴度。

将所有设计组合在一起，并将各部分之间的联接起来，最终得到差速器壳精车工序的夹具改进总体方案，其夹具设计总体方案如图2所示。

4.夹具改进后的应用结果分析。事实证明，改进之后的设计方案，定位基准与设计基准能够有效重合，从而在很大程度上避免了两者不重合所带来的精度误差，并使得外圆与内孔的同轴度要求得到有效保证。

结束语：作为汽车的主要部件，差速器在汽车转弯过程中主要作用是实现汽车的差速，并且通过对精车轴承台的专用夹具的改进设计，能够有效避免由于设计基准与定位基准不一致而造成的质量缺陷，从而使得产品质量得到进一步提高。同时，利用这种夹具改进方案，还有效缩短装夹与换夹时间，从而使得操作人员的工作强度得到有效减少。

参考文献

[1] 刘玉宾，黄志伟.差速器壳精车工序的夹具改进[J].现代制造技术与装备，2012，（1）：59-60.