黄祖思 麦承贤 梁甲 李怀习 李哲宇 董恒波
摘 要：变速器中的轴承为精密零件，装配过程极为关键。本文简述一种差速器轴承内圈压装工艺的分析及研究，在保证差速器轴承装配性能的同时，提升装配质量及生产效益。
关键词：差速器轴承;内圈;压装;异响
1 引言
轴承是现代汽车中一种很重要的零部件，在前驱汽车变速器的差速器上，常选用的轴承为圆锥滚子轴承，配合方式为过盈配合，装配方式为伺服压机压装。差速器轴承的压装质量是变速器的装配质量极其关键的一个，不仅影响着轴承本身的寿命，也会影响到其周边零件的使用寿命。现有的差速器装配工艺，常采用伺服压机设备，将差速器轴承内圈压装至差速器壳体。现有某款产品产线差速器轴承的压装工艺存在压装异响及压装曲线抖动等缺点。本文将对差速器结构、压机工作原理及装配工艺进行研究，以期优化现有的差速器轴承压装工艺。
2 系统结构及压装原理
轴承在变速器中主要起支撑作用，它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度，故差速器轴承内圈装配过程极为重要，须保证差速器轴承内圈的压装质量。
2.1 系统结构
如图1所示，差速器主要由差速器壳体、差速器轴承、行星轮轴、半轴齿轮、行星齿轮、冠轮等零件组成。
以差速器壳体为主体，差速器轴承安装在差速器壳体的轴径处，起承受差速器的轴向及径向载荷作用，冠轮安装在差速器壳体外部，半轴齿轮和行星齿轮都是安装在差速器内部，起动力传递的作用，行星轮轴也是安装在差速器壳体内部，起限位行星齿轮及传递扭矩的作用。
2.2 压机结构
如图2所示，差速器轴承轴承的压机结构，主要由差速器、差速器轴承、下轴承导向轴、下轴承压头、上轴承导向轴组成;差速器轴承内圈由设备卡爪抓取分别放至下轴承导向轴、上轴承导向轴，上下导向轴主要起导向作用，上下差速器轴承的压装分别由上轴承导向轴和下轴承压头完成。
3 装配工艺分析
3.1 差速器轴承内圈压装过程
差速器轴承压装工艺流程如图3所示，按工艺过程，在进行差速器轴承压装的时候，发现轴承压装的过程中伴随有异响发出，如图4所示，检查压装曲线发现有压力抖动的情况。
4 零件匹配分析
差速器軸承内圈的压装，主要涉及两个零件，即差速器壳体和差速器轴承，所以重点选取这两个零件的配合来分析压装异响。
4.1 过盈量
某变速器产品内部涉及许多轴承零件，但是在装配的时候，仅发现差速器轴承内圈存在压装异响，故将差速器轴承与变速器其余轴承做对比分析，对比结果见表1。
如表1所示，与其它轴承相比，差速器轴承的过盈量最大，故将配合过盈量列为可疑因素。
4.2 圆柱度
现场调查情况：差速器轴承内圈的压装异响与差速器壳体的批次相关，抽检生产线旁的压装异响的差速器壳体和差速器轴承，检测配合位置圆柱度，具体数据见表2，差速器轴承内圈圆柱度小于0.009mm，而差速器壳体的圆柱度最大可以达到0.025mm;且差速器轴承的压装曲线在末端明显有压力抖动的情况，显示压装过程不顺畅。因此，将圆柱度列为可疑因素。
4.3 润滑及粗糙度
尝试在差速器壳体的轴承径位置涂抹润滑油油后，再进行压装，异响有所改善，因此，将润滑油及零件的粗糙度同样列为可疑因素。
5 零件验证
按照上述分析所得的可疑因素，检测并筛选零件，采用控制变量法，做压装对比，用于验证可疑因素对压装异响的影响。
5.1 过盈量验证
控制零件的圆柱度、粗糙度以及采用不涂油的压装方式，验证数据及结果如表3所示，从验证结果来看，轴承的压装异响与轴承的配合过盈量呈正相关关系，过盈量越大，异响越大。
5.2 圆柱度验证
控制零件的配合过盈量、粗糙度以及采用不涂油的压装方式，从验证结果来看，轴承的压装异响与零件圆柱度相关，圆柱度越大，异响越大。
5.3 润滑及粗糙度验证
控制零件的配合过盈量和圆柱度，验证数据及结果如表4所示，从验证结果来看，轴承的压装异响与零件表面的粗糙度无明显关系，但从现场确认的信息来看，在涂抹润滑油后，轴承压装异响程度有所改善，此处不再做重复验证。
6 优化策略
从上述分析及验证的结果看，差速器轴承内圈的压装异响与配合的过盈量、圆柱度、润滑及粗糙度相关，故从这3个方面制定优化策略，具体策略如下：
当前的配合过盈量偏大，可减小配合过盈量，将最大过盈量限制在0.042mm;
当前差速器壳体的轴承径位置圆柱度偏大，应定义差速器轴承径形位公差，即控制圆柱度要求7级;
当前的压装方式为不涂抹润滑油，可以考虑涂抹润滑油以减小配合面的粗糙度，改善压装异响。
7 结束语
通过前文的分析与验证相结合，我们可以发现差速器轴承内圈的压装异响，主要与配合面的相关零件有关，采用控制变量的验证方法，进一步确认了可疑因素对压装异响的影响。
针对确认的影响因素，制定了相关的措施，分析提出的改进措施解决了生产线的生产问题，保证了压装质量，提高了节拍和生产效益。
参考文献：
[1]DCT差速器轴承外圈的压装分析[D].组合机床与自动化加工技术.
[2]汽车构造[J].机械工业出版社.