等速驱动轴零部件感应淬火工装通用化设计及降本措施

廖春晖，陈国军，郑德信，霍金元

万向钱潮股份有限公司等速驱动轴厂 浙江杭州 311200

1 序言

感应淬火兼具热处理和机械加工特点。与传统热处理批量装炉方式不同，感应淬火为单件生产，需要很多工装保证定位精度和淬火质量的稳定，尤其是全自动淬火设备。工程技术人员为开发淬火工艺、保证淬火质量，对感应淬火工装进行了广泛研究[1，2]，但少见感应淬火工装降本方面的报道。在汽车行业降成本潮流下，研究感应淬火工装降本增效有一定的实用意义。主流外资品牌和国产品牌全自动淬火设备，依靠大量工装实现自动化运行，且不同品牌设备的工装不能通用。在设备数量多、品牌多样化以及新产品开发叠加的情况下，需要设计制作的工装数量很多。另外，淬火工装库存量较多，占满车间工装柜，部分同类别的工装尺寸相同或相近。按照实际经验，对于精度要求不高、只起到实现自动运行作用的托盘、卡爪，以及对精度要求较高的定位底座，没有必要重复设计采购，只需按照工装借用原则，选用与现有尺寸相近的工装即可。需进行感应淬火的等速驱动轴零部件结构主要是中间轴杆、移动节三柱槽壳和固定节钟形壳。中间轴杆主要采用上下顶尖的方式，工装基本通用，需要进行通用化设计的主要是三柱槽壳和钟形壳。

鉴于以上两方面原因，降低感应淬火工装制造成本的措施是：一是加大通用化设计力度，使所有产品都可以共用，或者部分产品共用；二是建立感应淬火工装关键尺寸查询表，在新产品开发或产品变更加工设备时进行借用查询和选用。

2 感应淬火工装的通用化设计

2.1 第一类三柱槽壳通用化精定位柱体

图1a所示为第一类三柱槽壳精定位工装装配状态，由精定位柱体（见图1b）和精定位片（见图1c）组成。首先对精定位柱体进行通用化设计，换型过程中不需更换，再根据不同产品设计不同尺寸的精定位片[3]，然后装配成精定位工装，以满足不同产品淬火要求。

图1 第一类三柱槽壳通用化精定位工装

2.2 第二类三柱槽壳通用化精定位柱体

图2a所示为第二类三柱槽壳精定位工装装配状态，由精定位柱体（见图2b）和精定位片（见图2c）组成。首先对精定位柱体进行通用化设计，换型过程中不需更换，再根据不同产品设计不同尺寸的精定位片，然后装配成精定位工装，以满足不同产品淬火要求。

图2 第二类三柱槽壳通用化精定位工装

2.3 钟形壳卡爪优化

不同型号钟形壳壳体外径相差较大，而杆部直径差异较小。对于夹壳体外圆方式，由于卡爪张开、关闭行程受限，直径差别大的产品需要重新设计制作卡爪。对于夹杆部外圆方式，由于不同型号钟形壳杆部直径相差不大，同一副卡爪在其张开、关闭行程内可实现多种型号钟形壳的夹取，实现卡爪的通用化。因此，对卡爪进行改进，由夹外圆方式更改为夹杆部外圆方式，是很好的卡爪通用化方案，如图3所示。

图3 卡爪夹取钟形壳示意

3 三柱槽壳、钟形壳感应淬火工装关键尺寸查询表

对于不便进行通用化设计的工装，可以按工装类别、设备类别建立关键尺寸查询表。如前所述，每台设备都有大量不同尺寸的工装，用来满足不同产品的热处理加工。由于不同型号淬火设备定位工装不能通用，所以按设备分类，将每台设备的感应淬火工装建立关键尺寸查询表。当有新产品加工时，即根据零件热处理前尺寸，按借用规则，对表格进行查询，若有合适尺寸工装则直接借用，不需设计、采购；若没有可借用的工装，则立即安排设计、采购。下面以杆部淬火定位底座为例进行说明。

图4所示为三柱槽壳杆部、钟形壳杆部淬火定位底座关键尺寸，对应查询表数据可知：当D1-d＝0.3～0.5mm或D2-d＝0.3～0.5mm时，该定位工装可用。

图4 三柱槽壳杆部、钟形壳杆部淬火定位底座关键尺寸

4 实施效果确认

精定位柱体、托盘、卡爪的通用化设计已在移动节三柱槽壳淬火设备上使用，效果良好。通过关键尺寸查询表，95%以上新产品移动节三柱槽壳和固定节钟形壳可查询到有现存工装可用；通过淬火工装通用化设计和借用查询，实现了年度工装制作成本降低的目标，且在今后的生产过程中，可持续产生效益。

5 结束语

1）用于等速驱动轴移动节三柱槽壳、固定节钟形壳感应淬火的便于通用化设计的工装，如精定位柱体、卡爪，应按通用化设计，降低工装投入成本。

2）用于等速驱动轴移动节三柱槽壳、固定节钟形壳感应淬火的不可通用化设计的工装，应按设备、工装类别建立关键尺寸查询表，以便查找现存可用工装，减少新产品开发时的工装投入，降低制造成本。