某平衡懸架裝配尺寸鏈校核及改善

馬少超（東風柳州汽車有限公司，廣西 柳州545000）

某平衡懸架裝配尺寸鏈校核及改善

馬少超
（東風柳州汽車有限公司，廣西 柳州545000）

本文通過對某牽引車平衡懸架底面安裝孔距和鋼板彈簧中心距進行尺寸鏈校核，對零部件尺寸不合理的地方提出了改善對策，并最終提升了平衡懸架的裝配質量，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中連接車架和中后橋的主要零件，也是我車間的主要產品之一。平衡懸架的支架通過螺栓固定在車架上，中后橋通過鋼板彈簧和推力桿連接在平衡懸架上。其中，鋼板彈簧通過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，從而實現中后橋上的輪胎在地面不平整時可以全部著地，保證汽車的平順性。

2014年底，我車間對平衡懸架底面安裝孔距和鋼板彈簧座中心距的尺寸鏈進行校核分析，對零件尺寸要求不合理的地方，提出了改善對策。通過更改設計尺寸和零部件質量管控，最終提升了平衡懸架的裝配質量，減少了整車裝配時因懸架質量導致的停線返工。

1　平衡懸架結構及裝配過程介紹

該平衡懸架結構如圖1所示，主要裝配過程如下：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（數量2）和鋼板彈簧座；③將調整墊片和外止推板通過六角頭螺栓固定在連通軸上；④裝端蓋及其他附件。

圖1　平衡懸架結構簡圖

平衡懸架對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，支架的孔組與車架的孔組不重合，裝配時需對車架進行擴孔，影響整車裝配效率。鋼板彈簧中心距不合格時，鋼板彈簧裝入中后橋板簧座時不易對正，增加調整時間。為此，我們需要對這兩個尺寸的合格率進行提升改善。

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是指連通軸上兩個緊固螺栓裝配孔的距離，A2=590±1；底面安裝孔距是三個零件裝配完后自然形成的尺寸，作為封閉環A0。

通過計算得：A0=A1+A2+A3=770±1.4；

由以上計算結果可以看出，懸架底面安裝孔距離只能保證770±1.4mm，無法滿足技術要求的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A0。

通過計算可得：A0=ΣAi=A1+…+A10=1030.8±2.8

實際上，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，遠超出技術要求的1030±2mm的范圍。

3　平衡懸架裝配尺寸鏈改進

通過對尺寸鏈進行校核，我們發現了以下幾處問題，并據此提出改善建議。

①底面安裝孔距的尺寸鏈較簡單，封閉環無法達到技術要求的主要原因是連通軸上兩個緊固螺栓裝配孔的距離公差過大，距離要求為590±1mm，精度等級為IT14-IT15。實際上，該孔組是由鉆孔專機加工，通過調整鉆孔專機兩個主軸的距離，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。精度等級提升為IT12-IT13。

②鋼板彈簧中心距校核結果可以看出，封閉環的中間尺寸為1031.1mm，與設計要求的1030不相同。需要對零件的中間尺寸進行重新分配。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計要求相符。

③墊片b的厚度公差過大，厚度要求為5.5（0，+0.5）mm，精度等級為IT15。實際上，墊片b為磨削加工，尺寸精度等級可以達到IT7-IT10。因此，將墊片b厚度的尺寸精度由±0.25提升至±0.05，精度等級提升至IT10，既有利提升封閉環精度，又兼顧了墊片的生產效率和成本。

④鋼板彈簧中心距校核時，尺寸A4和A5均為支架上的尺寸。實際上，緊固螺栓孔至端面的距離A4'（即A4+A5）才是決定封閉環尺寸的關鍵因素。在尺寸鏈設計時中，尺寸越少，封閉環的精度越高。由于端面和緊固螺栓孔加工時的定位基準為底面安裝孔，該處尺寸設計并無問題，但在輸出關鍵尺寸清單時，我們對A4+A5提出檢驗要求并重點管控。

4　改進后尺寸鏈校核

4.1改進后底面安裝孔距校核

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

改善后滿足技術要求的770±1mm；

4.2改進后鋼板彈簧中心距校核

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

改善后基本滿足技術要求的1030±2mm；

5　總結

對零件尺寸鏈進行改善的同時，我們也做了其他許多工作，比如制作簡易量檢具，對關鍵尺寸進行快速準確檢測；制定零部件關鍵尺寸清單，對關鍵尺寸進行重點監控等。2015年11月，各零部件供應商經過幾輪整改后，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.互換性與測量技術基礎［M］.華中科技大學出版社，2010（06）.

［2］王先逵主編.機械制造工藝學［M］.機械工業出版社，2006（01）.

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