基于模块化的自动变速箱成套压配工装设计

高玲玲

（南京劲力传动技术有限公司，江苏 南京 210000）

模块化设计就是根据产品，将产品的通用要求进行区分，通过有机组合，将这些要素结合在一起构成具有特定功能的通用性模块，再将这个通用性模块与产品的其他要求进行排列组合，产生多种新的不同功能或相同功能不同性能的系统。产品模块具有独立性、通用性和互换性的特点，是输入型或输出型的标准部件，它包括了分部件、组合件和零件等。模块化设计的基本原理是：针对一定范围内的相同功能或不同功能、不同规格、不同性能的产品进行功能分析，然后在分析的基础上，通过功能划分，再设计出通用的系列化功能模块，最后通过模块的选择和组合组成不同产品，但是相似工艺，最终实现对产品功能和结构上的设计应用，是一种有机结合，可以实现小批量、多品种和高效率的标准化与多样化的方法。

1 某自动变速箱的工装设计需求

某自动汽车变速箱的关键部件：输入轴离合器分总成、电动机分总成、行星变速器分总成、输出轴分总成。

结构较为复杂，它具有回转运动功能的零件部件比较多，因此经过分析，为了保证良好的装配质量和较高的装配效率，需要设计成套的工装。

成套工装包括50套压配工装和10套合箱和辅助吊具工装。其中50套压配工装主要是完成轴承、卡环、螺栓、油封以及销钉的压力装配。该自动变速箱使用的轴承种类包含有三种，分别是：向心球轴承、滚针轴承和圆锥滚子轴承。根据轴承压配的位置又分为压内圈和压外圈两种情况。

文章就自动变速箱的成套压配工装如何进行模块化设计展开介绍。

2 对压配工装进行模块化分

（1）从生产批量开始分析。工装设计的基本条件由生产批量决定，在新产品的试制阶段，小批试制50套变速箱。因此，为了节省成本，设计本套工装时没有考虑流水线压配工装和自动化压配工装，并将整套压配工装设计在一台通用压机上，因为压机的行程固定，因此工装尺寸和运动距离都要在压机的行程范围之内。

（2）从压配工装的对象进行分析。此处轴承压配工装为例，轴承类型分为：向心球轴承、滚针轴承和圆锥滚子轴承。压配位置分为压内圈和压外圈两种情况。

通过分析在设计轴承压配工装时，如果轴承类型和大小相同，压头的基本结构应该相同，性能定位和配合设计也基本相同；如果是相同功能但轴承的大小不同，虽然压头的大小变了，但是结构一致。

通过设计压头导向元件保障轴承在压入时不会发生偏斜的情况，而在设计导向元件时，相同类型的轴承可以应用相同的功能结构，大小根据压配工装的对象采取变化。

（3）从压配工装的过程进行分析。压配工装的过程可以分为三个过程:①定位压配工装对象；②一键启动压机自动完成导向和压配工装；③可以方便快捷地更换压配工装对象。

根据小批量的生产要求，定位压配工装对象有两方面的要求：一是可靠定位轴承座等被压配工装件，要求设计底座与被压配工装件吻合，同时按模块化设计的要求，底座与压机的接口要可靠统一；二是可靠的定位和导向设计，保证在压入时不产生偏移现象。

3 压配工装工装设计模块化

在设计压配工装时，依据模块化设计要求将全部工装设计分为三个基本模块：压头模块、定位模块和基础模块。

（1）被压配工装件与压头的模块联系，它有两个功能：一是接触施加压力的压机机头，传递压力到压配工装件上，压机机头的结构功能类似可以形成系列化；二是将压配工装件精确导向至被压配工装件上，导向的要求单一可以实现模块化。

（2）被压配工装件与定位模块的联系，它有两个功能：①使被压工部件的定位可靠；②与压机工作台上的基础模块通过统一的接口进行相连。

（3）所有压配工装与压机工作台的的连接的统一接口模块就是基础模块。它同样有两个功能：①在压配工装时与压机联接；②通过销与定位模块的对应的孔配合进行定位。如此，同一台压机上进行不同压配工装工作时，基础模块可以固定不动，只需要更换压头模块和定位模块即可，有效提高了工艺效率，节省了时间。

通过设计相应的载具，按照一套工艺所需的模块，依照功能相似的特性，对定位模块和压头模块按照工艺顺序和尺寸大小进行排列，固定陈放，既便于运输管理的同时便于区分尺寸大小。

4 压配工装基于模块化设计总结

（1）基础模块要通用化，不同工艺部件之间连接的接口要保持一致性，可以实现通用，自由组合组装。

（2）压头模块因其功能相同、结构相同但是尺寸不同可以进行系列化设计。

（3）定位模块的功能相似、结构相似、位置相似也可以进行系列化设计。

5 结 语

因此，应用模块化的设计思路，在针对产品生产的要素分析产品生产所需的功能进行分析的基础上，通过合理规划出不同功能模块，以相似应用为前提将实现某些相同功能，但是不同位置、不同大小的部件进行系列化的设计和接口通用化的设计。可以有效降低设计的工作量，提高工作效率，在工厂的生产中也便于组织管理，提高生产效率、降低生产成本。