重型卡车车架装配中间支座部位精度测控

吕晓珍

陕西重型汽车有限公司，陕西  西安  710200

摘要：文章根据整车装配平衡轴与中间支座零件之间装配关系，结合设计和工艺尺寸链，设计制作控制中间支座精度的工装检具，以提高精度控制的目的。

关键词：重卡；测量；精度

前言

重卡装配中间支座是连接平衡轴及车架的重要零部件，担负着连接和承载的作用。要求其装配方便、尺寸精度高，满足车架系统稳定。因此控制车架装配中间支座部位精度对产品质量意义重大。

1 生产现状

依据车架装配流程中间支座是在5工位进行组装，工艺要求装配中间支座部位宽度尺寸A±1mm/游标卡尺，对角线尺寸｜C｜≤2mm/钢卷尺，测量过程需两人配合，耗时平均1分钟/辆。在6月到7月期间，整车装配单元反馈2次批量性车架装配中间支座部位尺寸超差需组织调回返修，延误生产节拍并增加了企业生产成本。

2 原因分析

为查清问题原因，在反馈车辆中抽取10辆进行测量分析，设立3名人员使用同样量具和方法对同一宽度尺寸和对角线尺寸进行测量复验，测量结果均合格。同时使用Minitab软件质量工具量具R&R研究（交叉）对测量数据进行分析，结果如下。

游标卡尺量具 R&R

                      研究变异   %研究变

来源         标准差(SD)  (6*SD)  异 (%SV)

合计量具 R&R    0.034342   0.20605      8.29

重复性        0.034342   0.20605      8.29

再现性        0.000000   0.00000      0.00

人员        0.000000   0.00000      0.00

部件间          0.412864   2.47718     99.66

合计变异        0.414289   2.48574    100.00

可区分的类别数 = 16

钢卷尺量具 R&R

研究变异   %研究变

来源标准差(SD)  (6 * SD)  异 (%SV)

合计量具 R&R     0.30801   1.84808     20.08

重复性         0.30523   1.83135     19.90

再现性         0.04134   0.24807      2.70

人员_1       0.04134   0.24807      2.70

部件间           1.50265   9.01591     97.96

合计变异         1.53389   9.20337    100.00

可区分的类别数 = 6

由分析结论可看出：

宽度方向测量R&R=8.29%＜10%，n=16—测量系统可接受

对角线方向测量R&R=10%＜20.08%＜30%，n=6＞5—测量系统可能是可接受的。

但考虑到后道工序已反馈精度不能满足装配需求，故需要提高架装配中间支座部位精度控制。

3 方案设计

3.1 车架中间支座宽度尺寸精度控制

根据对重型卡车装配平衡轴和车架中间支座配合关系，属间隙配合关系。设想出依据装配原理，制作一种模拟在车架中间支座上装配的轻便工装辅具，检测精度参照平衡轴孔距尺寸设计，符合装配公差需求且检测方便。画出工装辅具直线尺寸链。

上示例中A0尺寸表示辅具内径尺寸，A1、A3表示辅具销轴尺寸7.9±0.1mm，A2表示平衡轴孔距尺寸mm。计算A0尺寸公差范围值，计算如下：

（1）判断增、减环：A1、A3为减环，A2为增环。

（2）用完全互换法解算

a. 封闭环的基本尺寸。

封闭环的基本尺寸等于增环的基本尺寸之和减去减环的基本尺寸之和。

由公式得：

A0= A2－（A1+A3）=786－(7.9-+7.9)=770.2mm

2. 封闭环公差等于所有组成环的公差之和。

已知各组成环的公差分别为：T1=0.2mm，T2=0.8mm，T2=0.2mm，

由公式得：

T0= T1+ T2+ T3=1.2mm

3. 封闭环的中间偏差。

封闭环中间偏差等于增环中间偏差之和减去减环的中间偏差之和。

各组成环的中间偏差分别为：△1=0mm，△2=-0.4mm；△3=0mm，

由公式得：

△0= △2－（△1+ △3）=-0.4mm

4. 封闭环A0上、下偏差。由公式得：

ES0=△0+ T0=-0.4+ ×1.2=0.2mm

EI0=△0－ T0=-0.4－ ×1.2=－1mm

故封闭环的尺寸范围值为：A0=mm。

3.2车架中间支座对角尺寸精度控制

依据工艺要求测量对角线尺寸，参照上述同理的设计理念，计算对角线尺寸公差范围值，画出工装辅具直线尺寸链。

上示例中B0尺寸表示辅具内径尺寸，B1、B3表示辅具销轴尺寸7.7±0.1mm，B2表示平衡轴孔距尺寸757±0.5。计算B0尺寸公差范围值，计算如下：

（1）判断增、减环：B1、B3为减环，B2为增环。

（2）用完全互换法解算

a. 封闭环的基本尺寸。

由公式得：B0= B2－（B1+B3）=757－(7.7-+7.7)=741.6mm

2. 封闭环公差。

已知各组成环的公差分别为：T1=0.2mm，T2=1mm，T2=0.2mm，

由公式得：T0= T1+ T2+ T3=1.4mm

3. 封闭环的中间偏差。

各组成环的中间偏差分别为：△1=0mm，△2=0mm；△3=0mm，

由公式得：△0= △2－（△1+ △3）=0mm

4. 封闭环A0上、下偏差。由公式得：

ES0=△0+ T0=0+ ×1.4=0.7mm

EI0=△0－ T0=0－ ×1.4=－0.7mm

故封闭环的尺寸范围值为：B0=741.6±0.7mm。

由上述计算过程可确定，工装辅具测量宽度尺寸内径尺寸值为mm，对角线尺寸内径值为741.6±0.7mm。

3.3 静态模拟试验及制作工装辅具

依据计算公差范围值，对工装检具进行三维结构静态模拟，工装检具符合装配要求（图1）（图2）。

 

图1 宽度测量                      图2 对角线测量

对工装辅具进行加工制作，并批量投入使用，同时制定工装辅具使用注意事项：在使用的过程中需轻松放入中间支座孔内即装配尺寸符合要求；反之，对装配尺寸进行调整或隔离。

4 效果跟踪检验

对车架装配中间支座部位尺寸进行为期4个月跟进记录，并对前期数据进行查阅比对；使用Minitab软件质量工具二项对过程能力进行分析，发现过程能力由1.74提升至2.28，过程能力提升显著。说明该工装辅具精度高稳定性好

5 结束语

该工装辅具结构简单，精度满足装配需求，1人可完成检测操作，方便便捷，有效提升生产效率、过程能力及车架中间支座宽度检测精度，对车架产品品质及后道工序满意提升都有很大作用。

参考文献：

[1] 黄云清 公差配合与测量技术—北京：机械工业出版社，2001.3