基于模塊化的自動變速箱成套壓配工裝設計

高玲玲

（南京勁力傳動技術有限公司，江蘇 南京 210000）

模塊化設計就是根據產品，將產品的通用要求進行區分，通過有機組合，將這些要素結合在一起構成具有特定功能的通用性模塊，再將這個通用性模塊與產品的其他要求進行排列組合，產生多種新的不同功能或相同功能不同性能的系統。產品模塊具有獨立性、通用性和互換性的特點，是輸入型或輸出型的標準部件，它包括了分部件、組合件和零件等。模塊化設計的基本原理是：針對一定范圍內的相同功能或不同功能、不同規格、不同性能的產品進行功能分析，然后在分析的基礎上，通過功能劃分，再設計出通用的系列化功能模塊，最后通過模塊的選擇和組合組成不同產品，但是相似工藝，最終實現對產品功能和結構上的設計應用，是一種有機結合，可以實現小批量、多品種和高效率的標準化與多樣化的方法。

1 某自動變速箱的工裝設計需求

某自動汽車變速箱的關鍵部件：輸入軸離合器分總成、電動機分總成、行星變速器分總成、輸出軸分總成。

結構較為復雜，它具有回轉運動功能的零件部件比較多，因此經過分析，為了保證良好的裝配質量和較高的裝配效率，需要設計成套的工裝。

成套工裝包括50套壓配工裝和10套合箱和輔助吊具工裝。其中50套壓配工裝主要是完成軸承、卡環、螺栓、油封以及銷釘的壓力裝配。該自動變速箱使用的軸承種類包含有三種，分別是：向心球軸承、滾針軸承和圓錐滾子軸承。根據軸承壓配的位置又分為壓內圈和壓外圈兩種情況。

文章就自動變速箱的成套壓配工裝如何進行模塊化設計展開介紹。

2 對壓配工裝進行模塊化分

（1）從生產批量開始分析。工裝設計的基本條件由生產批量決定，在新產品的試制階段，小批試制50套變速箱。因此，為了節省成本，設計本套工裝時沒有考慮流水線壓配工裝和自動化壓配工裝，并將整套壓配工裝設計在一臺通用壓機上，因為壓機的行程固定，因此工裝尺寸和運動距離都要在壓機的行程范圍之內。

（2）從壓配工裝的對象進行分析。此處軸承壓配工裝為例，軸承類型分為：向心球軸承、滾針軸承和圓錐滾子軸承。壓配位置分為壓內圈和壓外圈兩種情況。

通過分析在設計軸承壓配工裝時，如果軸承類型和大小相同，壓頭的基本結構應該相同，性能定位和配合設計也基本相同；如果是相同功能但軸承的大小不同，雖然壓頭的大小變了，但是結構一致。

通過設計壓頭導向元件保障軸承在壓入時不會發生偏斜的情況，而在設計導向元件時，相同類型的軸承可以應用相同的功能結構，大小根據壓配工裝的對象采取變化。

（3）從壓配工裝的過程進行分析。壓配工裝的過程可以分為三個過程:①定位壓配工裝對象；②一鍵啟動壓機自動完成導向和壓配工裝；③可以方便快捷地更換壓配工裝對象。

根據小批量的生產要求，定位壓配工裝對象有兩方面的要求：一是可靠定位軸承座等被壓配工裝件，要求設計底座與被壓配工裝件吻合，同時按模塊化設計的要求，底座與壓機的接口要可靠統一；二是可靠的定位和導向設計，保證在壓入時不產生偏移現象。

3 壓配工裝工裝設計模塊化

在設計壓配工裝時，依據模塊化設計要求將全部工裝設計分為三個基本模塊：壓頭模塊、定位模塊和基礎模塊。

（1）被壓配工裝件與壓頭的模塊聯系，它有兩個功能：一是接觸施加壓力的壓機機頭，傳遞壓力到壓配工裝件上，壓機機頭的結構功能類似可以形成系列化；二是將壓配工裝件精確導向至被壓配工裝件上，導向的要求單一可以實現模塊化。

（2）被壓配工裝件與定位模塊的聯系，它有兩個功能：①使被壓工部件的定位可靠；②與壓機工作臺上的基礎模塊通過統一的接口進行相連。

（3）所有壓配工裝與壓機工作臺的的連接的統一接口模塊就是基礎模塊。它同樣有兩個功能：①在壓配工裝時與壓機聯接；②通過銷與定位模塊的對應的孔配合進行定位。如此，同一臺壓機上進行不同壓配工裝工作時，基礎模塊可以固定不動，只需要更換壓頭模塊和定位模塊即可，有效提高了工藝效率，節省了時間。

通過設計相應的載具，按照一套工藝所需的模塊，依照功能相似的特性，對定位模塊和壓頭模塊按照工藝順序和尺寸大小進行排列，固定陳放，既便于運輸管理的同時便于區分尺寸大小。

4 壓配工裝基于模塊化設計總結

（1）基礎模塊要通用化，不同工藝部件之間連接的接口要保持一致性，可以實現通用，自由組合組裝。

（2）壓頭模塊因其功能相同、結構相同但是尺寸不同可以進行系列化設計。

（3）定位模塊的功能相似、結構相似、位置相似也可以進行系列化設計。

5 結 語

因此，應用模塊化的設計思路，在針對產品生產的要素分析產品生產所需的功能進行分析的基礎上，通過合理規劃出不同功能模塊，以相似應用為前提將實現某些相同功能，但是不同位置、不同大小的部件進行系列化的設計和接口通用化的設計。可以有效降低設計的工作量，提高工作效率，在工廠的生產中也便于組織管理，提高生產效率、降低生產成本。