差速器产线与工艺设计要点，这4个案例全概括

夹具超人 · 发表于 2019-11-4 13:52:50

差速器加工，不同主机设备都有对应不同的方法，我们先来看看国外这种先进的产线布置：

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此示例中展示了球形差速器外壳的加工，各进程分配到四台“模块式解决方案”系列的机床上，以实现最优化的节拍时间。

具体到差速器的加工细节工艺，其装夹环节其实也很多变，不同要求下，我们可以像这样选择对应的不同加工方案：

差速器加工思路1：分度加工

差速器壳体是汽配中较典型的产品，此产品的加工难点有两点：

1.内球孔加工（进刀孔远小于球孔半径）

2.前后左右四个位置的加工后形位公差要求0.02mm及以内；

对于内球孔加工，目前的成熟解决方案有两种：

方案一：

通过特殊的伞刀去解决该位置的加工，在进入内孔时刀呈收起状态，进入内孔后打开伞刀完成加工，加工完成后收起伞刀推出加工工位。此方案无需改造设备，但单一刀具成本极高，过程中投入大；

方案二：

通过改造车床（车床+转台），用一把弯刀去实现该位置加工，转台和数控系统联动实现刀具的进入和内孔加工。此方案设备改造成本高，但完成改造后刀具成本极低。

对于第二点零件形位公差要求高，目前主流的做法是用加工中心实现形位公差有要求的轴孔位置的加工（除必须在车床上加工的位置），但是此方案的缺点在于投入成本大，铣削效率和光洁度等没有车削来的高和好。现介绍一种用高精度分度卡盘一次完成四个轴孔系加工的方案。分度卡盘是一种特殊卡盘，用于替换原有车床的卡盘实现多面体一次装夹自动完成多个面的车削加工，用分度卡盘加工的典型产品有十字轴，阀类零件，三通等。

分度卡盘的现场应用实例

夹持方案确定：

①对于差速器壳体的夹具，夹具方案采取预定位的方式，即在外部实现产品的定位装夹，然后将夹具整体装入卡盘中实现加工。

②对于卡盘上的夹持及定位位置均采取锥面结构，消除装夹时的累积误差。

装夹差速器壳体

优势分析：

①改善产品加工后的形位公差一致性；

②提高此类产品的单机人工产量（可提高30%左右）；

③将操作模式变更为1人多机的模式，以减少人工成本；（一般下降50%-75%）

④降低产品的总体加工成本；（30-50%）

⑤整合产品工艺，由原来的多序加工变更为1序化加工，为后期进一步的自动化打基础。

差速器加工思路2：涨紧夹持

零件内孔已粗加工至尺寸，两端外圆已经粗加工，加工余量为1mm。

差速器零件图

加工内容：

精加工差速器各级外圆及端面，分两个工步，见半精加工工艺示意简图（工步一）和精加工工艺示意简图（工步二）。精车保证两端轴承外圆表面粗糙度控制在Ra=0.8-1.6μm之间，车床及夹具以两端轴承位外圆表面粗糙度Ra=0.8μm的要求进行设计。

刀具设计：

刀具的设计为可换刀片式。

加工零件材质：

加工零件为铸造件（材质：球墨铸铁，零件硬度：HB170-230）。

定位和夹紧：

以大端加工过的内孔Φ29（Φ30或Φ31）胀开自定心和右端的Φ29（Φ30或Φ31）内孔倒角位置顶紧定位，通过内孔的涨开自动夹紧工件，通过涨套摩擦力驱动工件旋转，涨套兼顾耐用有可靠的防滑措施，加工过程中工件与涨套间无相对转动。手动上下工件，液压自动夹紧。夹具内涨套的拉杆、弹性套、尾座顶尖需要有足够的刚性和强度，并且有足够的耐磨性。

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