某變速器差速器殼體圓柱度超差分析與改進研究

張天梁　龐世松　馬保仁　王世杰　黃祖思

摘 要：本文針對某變速器差速器殼體小端軸頸圓柱度超差進行分析與改進研究，提供了一個解決零件在無法改變現有工藝下，通過更改夾具結構將尺寸做到合格范圍內，并使用較為合理的測量方式驗證數據后的思路，為變速器差速器殼體尺寸超差的問題解決提供了方案指導。

關鍵詞：變速器 差速器殼體 圓柱度

Analysis and Improvement of Cylindricity Over Tolerance of a Transmission Differential Case

Zhang Tianliang Pang Shisong Ma Baoren Wang Shijie Huang Zusi

Abstract：This article analyzes and improves the cylindricity of the small end journal of a transmission differential housing. It provides a solution for the parts to be within the qualified range by changing the fixture structure under the condition that the existing process cannot be changed. And the idea of using a more reasonable measurement method to verify the data provides a solution guide for the problem of over-tolerance of the transmission differential housing size.

Key words：transmission， differential housing， cylindricity

1 引言

伴隨著全球工業技術逐步成熟，以及人們對汽車零部件的要求越來越高，汽車行業供應鏈市場逐漸走向標準化、規范化發向發展。目前中國汽車差速器殼體的規模雖然較大，但是供應商所獲利潤卻逐步減少。本文通過解決某變速器差速器殼體圓柱度超差的問題，為降低供應商質量成本，保證尺寸符合圖紙要求并穩定提供了思路。

2 問題描述及失效影響分析

2.1 問題描述

2020年11月11日至17日，在對A供應商供應的差速器殼體進貨抽檢時，發現3個批次軸頸小端圓柱度超差，結果在11-13μm區間（標準≤11μm），合格率42.86%。

2.2 失效影響分析

（1）一方面軸頸圓柱度超差可能會導致無法壓裝差速器軸承內圈，影響到產線生產節拍;

（2）一方面軸頸圓柱度超差會導致無法壓裝到底，

（2）另一方面軸頸圓柱度超差大，會使得壓裝時差速器軸承內圈硬壓至正確位置，導致產生應力，嚴重時會使得差速器軸承壽命降低。

3 原因分析及要因確認

問題出現后，我們對零件及供應商現場展開調查，分別從人機料法環測六方面進行逐一的問題排查，并在確認了人、料、法、環均OK的情況下，繼續從機和測兩個方面進行排查：

3.1 設備及夾具精度分析

對設備的主軸跳動、重復定位精度、尾座與主軸同軸度、夾具的徑向跳動及端向跳動等進行確認，如表1：

通過對設備及夾具的精度進行排查，可以看出該項不是影響小端軸頸圓柱度超差的要因。

3.2 夾具結構分析

對現場使用夾具的結構進行確認，該夾具為非標準的三瓣漲套。加工軸頸外圓夾持力主要作用小端軸頸的半軸內孔及大端倒角面，漲套漲緊過程先3條線接觸，在零件變形后實現全接觸，線接觸位置將是最大變形區域（如圖2）。

通過圓度儀測量所得圖形分析（如圖3），差殼小端軸頸變形高點與三瓣漲套的漲緊力分布基本吻合，確定為受力變形導致。

通過對夾具結構進行分析，可以看出該項是影響差殼小端軸頸圓柱度超差的要因。

3.3 零件裝夾方式分析

現場查看零件在機床上的裝夾方式，并查看工藝文件要求的裝夾方式（如圖4）。從裝夾方式可以看出零件采用一漲一頂的方式裝夾，我們從工藝及其他形位公差角度分析，該裝夾方式是合理有效的。

通過對零件裝夾方式進行分析，可以看出該項不是影響差殼小端軸頸圓柱度超差的要因。

3.4 檢測方法分析

我們對雙方的檢測方法中的檢測設備、檢測位置進行分析，發現檢測差殼軸頸圓柱度使用圓度儀進行檢測，而供應商使用三坐標測量機進行測量。且檢測的軸頸圓柱度兩個截圓的位置與距離也是存在不同（如圖5）。

選取1-2月份兩邊抽檢的30個小端軸頸圓柱度數據進行比較，使用箱線圖進行分析，如圖6所示。從圖形上看，使用圓度儀測量的離散程度大，而三坐標測量的離散程度較小，且圓度儀測量數據的第三四分位數（Q3）比用三坐標測量數據的第三四分位數（Q1）大，圓度儀測量數值比三坐標測量數值整體數據要大。

通過對零件檢測方法進行分析，可以看出該項是影響差殼小端軸頸圓柱度超差的要因。

4 制定問題解決措施

經過上述的調查分析，基本上可以確認使用3瓣漲套夾具和零件的檢測方法是引起差速器殼體小端軸頸圓柱度超差的要因。針對這兩個要因制定的措施如下：

4.1 三瓣漲套問題解決措施

為了避免三瓣漲套夾具無法加工出符合圖紙要求的小端軸頸圓柱度，A供應商在穩住目前合格率的情況下，緊急采購非標準的6瓣漲套夾具，從制造因上解決小端軸頸圓柱度超差的問題。

4.2 差速器殼體圓柱度檢測問題解決措施

因使用圓度儀測量圓柱度更為準確，但由于圓度儀價格昂貴，且A供應商目前只供應幾種零件，與A供應商溝通后以圓度儀測量位置為準，調整A供應商的三坐標測量位置，如圖7。

5 效果驗證

通過實施這兩個措施之后，跟蹤雙方一個月的小端軸頸圓柱度的測量數據和合格率，未見有超差的情況發生，該尺寸的抽檢合格率從42.86%提高到了100%，且從箱線圖看，兩邊的測量數據的離散程度接近，第一四分位數、第三四分位數、中位數等都與措施改善前有明顯的降低，措施的改善效果明顯。

6 結束語

隨著汽車市場的競爭日益激烈及消費者對汽車產品的要求程度越來越高，這一趨勢不斷的促使汽車廠及其供應鏈生產的零部件有更高的要求及提升。本次的差速器殼體小端軸頸圓柱度超差是一個比較復雜的零件質量問題，涉及了零件裝夾夾具、工藝方法、設備精度、檢測方法等可疑因素，對每個因素進行了較長時間的驗證分析和確認，才最終得以改善該尺寸超差的情況。