差速器壳内端面反车刀柄设计与制造的解决方案

邹叶

( 湖南衡阳技师学院，湖南衡阳421101)

0 引言

学院工厂引进了一条数控加工线，用于加工汽车零部件差速器壳［1］，反车刀柄是该数控机床加工差速器壳的必备刀具之一，在生产工作中，由于刀柄变形或刀片碎裂后工件与刀柄相撞损坏报废，导致仓库备件全部用完，因该刀柄材料特殊，制造困难，国内无货可供，而向国外采购不但价格昂贵，且供货周期无法保证。因此，实现该刀柄的国产化研制是一个重要的技术课题。

1 项目实施前的状态描述

由于差速器壳产品结构原因，要求反车内孔φ42 最大内端面至φ68，车削该端面时，刀柄要经过φ32 和φ42 两内孔，两内孔总深度为60 mm，使得刀柄悬臂长，臂厚很薄，需要特殊材料制作，属于重点工步的刀柄。该反车刀柄加工示意图如图1 所示。

2 国产化研制的原因

由于刀柄使用中变形，加工过程中刀片碎裂等原因，在短期内造成了刀柄连续断裂。原刀柄为随机配用刀柄，由国外刀具公司专门针对该产品制作，在连续断裂刀柄后，造成数控机床无刀柄可用，需要及时采购。采购部依刀柄型号向原国外刀具公司订购，报价每把为1.64 万元人民币(含税)，并且要求一次性购买5 把以上的刀柄，交货周期为3 个月，在这种生产急需，采购困难的状况下，及时联系了一些国际品牌公司的专业技术人员到工厂现场看了该刀柄，他们认为该刀柄太容易断裂和变形，制造成功率很低，制造成功的风险大。在这种情况下，我们承担了这个责任，向高端技术挑战。

3 国产化设计与制造工艺分析

高难度刀柄的设计与制造，这个项目对于学院是一个全新的项目，且此项目的难度较大，没有任何相关资料，工作从零开始。经现场测绘，发现原刀柄存有两大缺点： (1) 原刀柄中心高偏低3 ～4 mm; (2) 使用刀片过小，粗加工中易碎裂。根据对反镗刀柄的测绘和技术分析，初步确定刀柄材料选用Cr12MoV，该材料在热处理淬火硬度为HRC46-52 的状态下，强度很好，不易变形，并且在设计、绘图中改进了上述两点缺陷。结合工厂现有设备，经过多次技术探讨和工艺分析，确定该刀柄的制造流程如下： 下圆料→粗车外圆 (留磨量φ0.8 mm) 和打两端面A 型中心孔→铣平面和钻螺纹底孔→车悬臂处偏心外圆→攻丝→热处理淬火→磨外圆→手工修磨。并且全程制造跟踪，在现场加工中，铣削的质量要求很高，φ4 的立铣刀较小，铣的过程中易断裂，并且该刀柄要铣两个7°的斜面，而加工中只有一次性装夹才能保证各位置公差，我们通过修正参数和程序来保证刀柄质量。反车刀柄示意图如图2 所示。

4 试制成功后的效益分析

首批一次性合格制作了4 把刀柄。操作者在使用后认为我们自制的刀柄比原刀柄好用，好用的原因是修正了刀柄中心高，将原来使用的小三角形刀片改为大三角形刀片，增加了刀片强度，延长了刀片的使用寿命，消除了振刀现象。首批刀柄已经使用一年，没有出过任何问题，并且刀片使用寿命比原来增长了三倍。我们自制的刀柄，每把费用500 元，比原刀柄每把节约了1.59 万元，价格仅为原进口刀柄的1/32，显著降低了加工成本。更为重要的是其开创了自制高技术刀柄的先例，为今后的创新设计建立了一个很好的平台。目前，该工厂自制的反车刀柄已取代了进口的刀柄，并取得了较高的技术经济效益。

【1】刘代瑞.2F 差速器壳专机夹具设计［J］.汽车工艺与材料，2009(2) ：45-49.