某平衡懸架裝配尺寸鏈校核及改善

馬少超（東風(fēng)柳州汽車有限公司，廣西 柳州545000）

某平衡懸架裝配尺寸鏈校核及改善

馬少超
（東風(fēng)柳州汽車有限公司，廣西 柳州545000）

本文通過(guò)對(duì)某牽引車平衡懸架底面安裝孔距和鋼板彈簧中心距進(jìn)行尺寸鏈校核，對(duì)零部件尺寸不合理的地方提出了改善對(duì)策，并最終提升了平衡懸架的裝配質(zhì)量，保證了整車的裝配效率。

平衡懸架；尺寸鏈；校核；改善

牽引車平衡懸架是汽車底盤(pán)中連接車架和中后橋的主要零件，也是我車間的主要產(chǎn)品之一。平衡懸架的支架通過(guò)螺栓固定在車架上，中后橋通過(guò)鋼板彈簧和推力桿連接在平衡懸架上。其中，鋼板彈簧通過(guò)U型螺栓固定在平衡懸架的鋼板彈簧座上，鋼板彈簧隨鋼板彈簧座繞連通軸擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)中后橋上的輪胎在地面不平整時(shí)可以全部著地，保證汽車的平順性。

2014年底，我車間對(duì)平衡懸架底面安裝孔距和鋼板彈簧座中心距的尺寸鏈進(jìn)行校核分析，對(duì)零件尺寸要求不合理的地方，提出了改善對(duì)策。通過(guò)更改設(shè)計(jì)尺寸和零部件質(zhì)量管控，最終提升了平衡懸架的裝配質(zhì)量，減少了整車裝配時(shí)因懸架質(zhì)量導(dǎo)致的停線返工。

1　平衡懸架結(jié)構(gòu)及裝配過(guò)程介紹

該平衡懸架結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要裝配過(guò)程如下：①組合連通軸與支架，并打緊緊固螺栓；②在連通軸上依次裝入墊片（數(shù)量2）和鋼板彈簧座；③將調(diào)整墊片和外止推板通過(guò)六角頭螺栓固定在連通軸上；④裝端蓋及其他附件。

圖1　平衡懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

平衡懸架對(duì)整車裝配影響最大的尺寸是底面安裝孔距和鋼板彈簧中心距。底面安裝孔距不合格時(shí)，支架的孔組與車架的孔組不重合，裝配時(shí)需對(duì)車架進(jìn)行擴(kuò)孔，影響整車裝配效率。鋼板彈簧中心距不合格時(shí)，鋼板彈簧裝入中后橋板簧座時(shí)不易對(duì)正，增加調(diào)整時(shí)間。為此，我們需要對(duì)這兩個(gè)尺寸的合格率進(jìn)行提升改善。

2　平衡懸架裝配尺寸鏈校核

2.1安裝孔距尺寸鏈校核

底面安裝孔距是連通軸與兩個(gè)支架組合后自然形成的尺寸，尺寸鏈如圖2所示。

其中，A1和A3是指支架上緊固螺栓裝配孔至底面安裝孔的距離，A1=A3=90±0.2；A2是指連通軸上兩個(gè)緊固螺栓裝配孔的距離，A2=590±1；底面安裝孔距是三個(gè)零件裝配完后自然形成的尺寸，作為封閉環(huán)A0。

通過(guò)計(jì)算得：A0=A1+A2+A3=770±1.4；

由以上計(jì)算結(jié)果可以看出，懸架底面安裝孔距離只能保證770±1.4mm，無(wú)法滿足技術(shù)要求的770±1mm；

圖2　底面安裝孔距校核

2.2鋼板彈簧中心距尺寸校核

鋼板彈簧中心距是鋼板彈簧座固定在連通軸上后自然形成的尺寸，尺寸鏈如圖3所示。

圖3　鋼板彈簧中心距校核

其中，A1和A11是指鋼板彈簧座端面至板簧中心定位孔的距離，A1=A11=114.5±0.25；A2和A10是指墊片a的厚度，A2=A10=5±0.05； A3和A9是指墊片b的厚度，A3=A9=5.5（0，+0.5）=5.75±0.25；A4和A8是指支架底面安裝孔至端面距離，A4=A8=5（0，+0.3）=5.15±0.15； A5和A7是指支架上緊固螺栓孔至支架底面安裝孔的距離，A5=A7=90±0.2；A6是指連通軸上兩個(gè)緊固螺栓裝配孔的距離，A6=590±1；鋼板彈簧中心距是以上零件裝配后自然形成的尺寸，作為封閉環(huán)A0。

通過(guò)計(jì)算可得：A0=ΣAi=A1+…+A10=1030.8±2.8

實(shí)際上，由于鋼板彈簧座、墊片與支架之間存在0～0.3mm的間隙，按間隙δ=0.15±0.15考慮，則鋼板彈簧中心距A0'=A0+2*δ=1031.1±3.1，遠(yuǎn)超出技術(shù)要求的1030±2mm的范圍。

3　平衡懸架裝配尺寸鏈改進(jìn)

通過(guò)對(duì)尺寸鏈進(jìn)行校核，我們發(fā)現(xiàn)了以下幾處問(wèn)題，并據(jù)此提出改善建議。

①底面安裝孔距的尺寸鏈較簡(jiǎn)單，封閉環(huán)無(wú)法達(dá)到技術(shù)要求的主要原因是連通軸上兩個(gè)緊固螺栓裝配孔的距離公差過(guò)大，距離要求為590±1mm，精度等級(jí)為IT14-IT15。實(shí)際上，該孔組是由鉆孔專機(jī)加工，通過(guò)調(diào)整鉆孔專機(jī)兩個(gè)主軸的距離，可以大幅度降低該尺寸的公差。考慮到該尺寸對(duì)底面安裝孔距和鋼板彈簧中心距均有較大影響，我們將該尺寸定為590±0.4。精度等級(jí)提升為IT12-IT13。

②鋼板彈簧中心距校核結(jié)果可以看出，封閉環(huán)的中間尺寸為1031.1mm，與設(shè)計(jì)要求的1030不相同。需要對(duì)零件的中間尺寸進(jìn)行重新分配。將墊片b的厚度中間尺寸由5.75改為5.2。更改后，兩邊的墊片可以將鋼板彈簧中心距的中間尺寸減小2*（5.75-5.2）=1.1mm。更改后中間尺寸與設(shè)計(jì)要求相符。

③墊片b的厚度公差過(guò)大，厚度要求為5.5（0，+0.5）mm，精度等級(jí)為IT15。實(shí)際上，墊片b為磨削加工，尺寸精度等級(jí)可以達(dá)到IT7-IT10。因此，將墊片b厚度的尺寸精度由±0.25提升至±0.05，精度等級(jí)提升至IT10，既有利提升封閉環(huán)精度，又兼顧了墊片的生產(chǎn)效率和成本。

④鋼板彈簧中心距校核時(shí)，尺寸A4和A5均為支架上的尺寸。實(shí)際上，緊固螺栓孔至端面的距離A4'（即A4+A5）才是決定封閉環(huán)尺寸的關(guān)鍵因素。在尺寸鏈設(shè)計(jì)時(shí)中，尺寸越少，封閉環(huán)的精度越高。由于端面和緊固螺栓孔加工時(shí)的定位基準(zhǔn)為底面安裝孔，該處尺寸設(shè)計(jì)并無(wú)問(wèn)題，但在輸出關(guān)鍵尺寸清單時(shí)，我們對(duì)A4+A5提出檢驗(yàn)要求并重點(diǎn)管控。

4　改進(jìn)后尺寸鏈校核

4.1改進(jìn)后底面安裝孔距校核

改進(jìn)后，連通軸上兩個(gè)緊固螺栓裝配孔的距離A2改為590±0.4mm，則封閉環(huán) A0=A1+A2+A3=770±0.8；

改善后滿足技術(shù)要求的770±1mm；

4.2改進(jìn)后鋼板彈簧中心距校核

改進(jìn)后，墊片b的厚度A3（A9）改為5.2±0.05mm，連通軸上兩個(gè)緊固螺栓裝配孔的距離A6改為590±0.4mm，則封閉環(huán)A0'=A0+2*δ=1030±2.1，

改善后基本滿足技術(shù)要求的1030±2mm；

5　總結(jié)

對(duì)零件尺寸鏈進(jìn)行改善的同時(shí)，我們也做了其他許多工作，比如制作簡(jiǎn)易量檢具，對(duì)關(guān)鍵尺寸進(jìn)行快速準(zhǔn)確檢測(cè)；制定零部件關(guān)鍵尺寸清單，對(duì)關(guān)鍵尺寸進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控等。2015年11月，各零部件供應(yīng)商經(jīng)過(guò)幾輪整改后，平衡懸架底面安裝孔距的合格率由改善前的34.8%提升至98%，鋼板彈簧中心距的合格率由改善前的42.8%提升至99.5%，改善效果明顯。裝配合格率大幅度提升，減少了后工序不良反饋，有效支持了整車裝配的效率提升。

［1］李軍主編.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)［M］.華中科技大學(xué)出版社，2010（06）.

［2］王先逵主編.機(jī)械制造工藝學(xué)［M］.機(jī)械工業(yè)出版社，2006（01）.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.193