某平衡悬架装配尺寸链校核及改善

马少超（东风柳州汽车有限公司，广西 柳州545000）

某平衡悬架装配尺寸链校核及改善

马少超
（东风柳州汽车有限公司，广西 柳州545000）

本文通过对某牵引车平衡悬架底面安装孔距和钢板弹簧中心距进行尺寸链校核，对零部件尺寸不合理的地方提出了改善对策，并最终提升了平衡悬架的装配质量，保证了整车的装配效率。

平衡悬架；尺寸链；校核；改善

牵引车平衡悬架是汽车底盘中连接车架和中后桥的主要零件，也是我车间的主要产品之一。平衡悬架的支架通过螺栓固定在车架上，中后桥通过钢板弹簧和推力杆连接在平衡悬架上。其中，钢板弹簧通过U型螺栓固定在平衡悬架的钢板弹簧座上，钢板弹簧随钢板弹簧座绕连通轴摆动，从而实现中后桥上的轮胎在地面不平整时可以全部着地，保证汽车的平顺性。

2014年底，我车间对平衡悬架底面安装孔距和钢板弹簧座中心距的尺寸链进行校核分析，对零件尺寸要求不合理的地方，提出了改善对策。通过更改设计尺寸和零部件质量管控，最终提升了平衡悬架的装配质量，减少了整车装配时因悬架质量导致的停线返工。

1　平衡悬架结构及装配过程介绍

该平衡悬架结构如图1所示，主要装配过程如下：①组合连通轴与支架，并打紧紧固螺栓；②在连通轴上依次装入垫片（数量2）和钢板弹簧座；③将调整垫片和外止推板通过六角头螺栓固定在连通轴上；④装端盖及其他附件。

图1　平衡悬架结构简图

平衡悬架对整车装配影响最大的尺寸是底面安装孔距和钢板弹簧中心距。底面安装孔距不合格时，支架的孔组与车架的孔组不重合，装配时需对车架进行扩孔，影响整车装配效率。钢板弹簧中心距不合格时，钢板弹簧装入中后桥板簧座时不易对正，增加调整时间。为此，我们需要对这两个尺寸的合格率进行提升改善。

2　平衡悬架装配尺寸链校核

2.1安装孔距尺寸链校核

底面安装孔距是连通轴与两个支架组合后自然形成的尺寸，尺寸链如图2所示。

其中，A1和A3是指支架上紧固螺栓装配孔至底面安装孔的距离，A1=A3=90±0.2；A2是指连通轴上两个紧固螺栓装配孔的距离，A2=590±1；底面安装孔距是三个零件装配完后自然形成的尺寸，作为封闭环A0。

通过计算得：A0=A1+A2+A3=770±1.4；

由以上计算结果可以看出，悬架底面安装孔距离只能保证770±1.4mm，无法满足技术要求的770±1mm；

图2　底面安装孔距校核

2.2钢板弹簧中心距尺寸校核

钢板弹簧中心距是钢板弹簧座固定在连通轴上后自然形成的尺寸，尺寸链如图3所示。

图3　钢板弹簧中心距校核

其中，A1和A11是指钢板弹簧座端面至板簧中心定位孔的距离，A1=A11=114.5±0.25；A2和A10是指垫片a的厚度，A2=A10=5±0.05； A3和A9是指垫片b的厚度，A3=A9=5.5（0，+0.5）=5.75±0.25；A4和A8是指支架底面安装孔至端面距离，A4=A8=5（0，+0.3）=5.15±0.15； A5和A7是指支架上紧固螺栓孔至支架底面安装孔的距离，A5=A7=90±0.2；A6是指连通轴上两个紧固螺栓装配孔的距离，A6=590±1；钢板弹簧中心距是以上零件装配后自然形成的尺寸，作为封闭环A0。

通过计算可得：A0=ΣAi=A1+…+A10=1030.8±2.8

实际上，由于钢板弹簧座、垫片与支架之间存在0～0.3mm的间隙，按间隙δ=0.15±0.15考虑，则钢板弹簧中心距A0'=A0+2*δ=1031.1±3.1，远超出技术要求的1030±2mm的范围。

3　平衡悬架装配尺寸链改进

通过对尺寸链进行校核，我们发现了以下几处问题，并据此提出改善建议。

①底面安装孔距的尺寸链较简单，封闭环无法达到技术要求的主要原因是连通轴上两个紧固螺栓装配孔的距离公差过大，距离要求为590±1mm，精度等级为IT14-IT15。实际上，该孔组是由钻孔专机加工，通过调整钻孔专机两个主轴的距离，可以大幅度降低该尺寸的公差。考虑到该尺寸对底面安装孔距和钢板弹簧中心距均有较大影响，我们将该尺寸定为590±0.4。精度等级提升为IT12-IT13。

②钢板弹簧中心距校核结果可以看出，封闭环的中间尺寸为1031.1mm，与设计要求的1030不相同。需要对零件的中间尺寸进行重新分配。将垫片b的厚度中间尺寸由5.75改为5.2。更改后，两边的垫片可以将钢板弹簧中心距的中间尺寸减小2*（5.75-5.2）=1.1mm。更改后中间尺寸与设计要求相符。

③垫片b的厚度公差过大，厚度要求为5.5（0，+0.5）mm，精度等级为IT15。实际上，垫片b为磨削加工，尺寸精度等级可以达到IT7-IT10。因此，将垫片b厚度的尺寸精度由±0.25提升至±0.05，精度等级提升至IT10，既有利提升封闭环精度，又兼顾了垫片的生产效率和成本。

④钢板弹簧中心距校核时，尺寸A4和A5均为支架上的尺寸。实际上，紧固螺栓孔至端面的距离A4'（即A4+A5）才是决定封闭环尺寸的关键因素。在尺寸链设计时中，尺寸越少，封闭环的精度越高。由于端面和紧固螺栓孔加工时的定位基准为底面安装孔，该处尺寸设计并无问题，但在输出关键尺寸清单时，我们对A4+A5提出检验要求并重点管控。

4　改进后尺寸链校核

4.1改进后底面安装孔距校核

改进后，连通轴上两个紧固螺栓装配孔的距离A2改为590±0.4mm，则封闭环 A0=A1+A2+A3=770±0.8；

改善后满足技术要求的770±1mm；

4.2改进后钢板弹簧中心距校核

改进后，垫片b的厚度A3（A9）改为5.2±0.05mm，连通轴上两个紧固螺栓装配孔的距离A6改为590±0.4mm，则封闭环A0'=A0+2*δ=1030±2.1，

改善后基本满足技术要求的1030±2mm；

5　总结

对零件尺寸链进行改善的同时，我们也做了其他许多工作，比如制作简易量检具，对关键尺寸进行快速准确检测；制定零部件关键尺寸清单，对关键尺寸进行重点监控等。2015年11月，各零部件供应商经过几轮整改后，平衡悬架底面安装孔距的合格率由改善前的34.8%提升至98%，钢板弹簧中心距的合格率由改善前的42.8%提升至99.5%，改善效果明显。装配合格率大幅度提升，减少了后工序不良反馈，有效支持了整车装配的效率提升。

［1］李军主编.互换性与测量技术基础［M］.华中科技大学出版社，2010（06）.

［2］王先逵主编.机械制造工艺学［M］.机械工业出版社，2006（01）.

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