商用牽引車底盤鞍座板連接孔加工工藝方式淺析

張博，黃曉亮

（陜西重型汽車有限公司車架廠，陜西 西安 710200）

前言

近年來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)呈中高速發(fā)展，貨運(yùn)量井噴。重卡市場(chǎng)需求增大，火熱的態(tài)勢(shì)一直延續(xù)。國(guó)內(nèi)重卡廠家競(jìng)爭(zhēng)激烈，為提高市場(chǎng)的占有率，充分挖掘潛在產(chǎn)能，降本增效是各個(gè)重卡企業(yè)的重要議題。牽引車鞍座孔加工工序是影響牽引車車架總成生產(chǎn)節(jié)拍的因素之一。因此探討鞍座孔的結(jié)構(gòu)及加工工藝對(duì)提高生產(chǎn)效率有一定指導(dǎo)意義。

1 常用的鞍座安裝板連接孔結(jié)構(gòu)

牽引車鞍座與汽車車架通過螺栓連接固定。鞍座裝配為最后一道工序，前面裝配工序累計(jì)誤差對(duì)鞍座裝配影響較大。車架裝配下線后鞍座安裝寬度尺寸精度較高，對(duì)連接孔尺寸有一定的要求。

常用的連接孔結(jié)構(gòu)尺寸如下表1：

表1

2 連接孔加工工藝方式

根據(jù)鞍座連接孔加工順序不同可分為：裝配下線后加工鞍座孔和裝配上線前鞍座板提前沖孔。

2.1 裝配下線后加工鞍座孔

為避免累計(jì)公差（由安裝板折彎公差和車架總成寬度公差累積形成）對(duì)孔間距的影響，鞍座板在沖孔工序僅加工腹面孔后折彎，鞍座板和車架總成鉚接下線后，在鞍座板翼面加工鞍座孔，之后去除鉆孔工序毛刺。

常用的加工方式：搖臂鉆套鉆模板鉆孔；沖鉗套模板沖孔或數(shù)控沖龍門鉆孔。優(yōu)點(diǎn)：下線后鉆孔位尺寸精度易保證。缺點(diǎn)：鉆孔過程需要將車架吊運(yùn)至鉆床，鉆孔后再轉(zhuǎn)運(yùn)，較為耗時(shí)。套模板加工的方式較為麻煩，套用模板定位夾緊耗時(shí)較多。且需要制作專用的模板，車型變化較多時(shí)需要的模板越來越多。目前鉆孔主要采用數(shù)控龍門鉆，自動(dòng)換刀找正定位，編程方式靈活。

2.2 裝配上線前鞍座板提前沖孔

在車架總成鉚接上線前鞍座板在沖孔工序可一次完成腹面孔、翼面孔沖裁加工后折彎，為補(bǔ)償車架總成裝配寬度公差及鞍座板折彎累計(jì)公差對(duì)后續(xù)裝配的影響，鞍座孔相應(yīng)的變?yōu)檠慰?。車架總成下線取消鉆孔工序。

常用的加工方式：數(shù)控沖床沖孔。優(yōu)點(diǎn)：沖孔加工效率遠(yuǎn)高于鉆孔，鉚接下線后直接可精整轉(zhuǎn)運(yùn)，提高走線節(jié)拍。沖孔效率高、耗時(shí)短，故可以在安裝板上加工多組常用孔距，提高安裝板的通用性。如圖1。缺點(diǎn)：腰型連接孔雖然抵消了車架裝配誤差，但對(duì)后續(xù)鞍座裝配工序精度有影響。

圖1

2.3 鉆圓孔與沖腰形孔對(duì)比

表2

4 鞍座連接孔對(duì)裝配尺寸影響

車架總成下線后鉆孔，對(duì)后續(xù)鞍座裝配工序精度影響最小。只需保證孔徑和兩邊鞍座孔對(duì)稱度即可。車架總成上線前，在零部件上提前加工鞍座腰型連接孔，受加工和裝配質(zhì)量的影響對(duì)后續(xù)鞍座裝配精度影響較大。在此使用尺寸鏈極值法主要分析車架總成上線前沖腰型孔對(duì)后續(xù)鞍座裝配精度的影響。

尺寸鏈?zhǔn)窃谝粋€(gè)零件或一臺(tái)機(jī)器的結(jié)構(gòu)中，總有一些相互聯(lián)系的尺寸，這些尺寸按一定順序連接成一個(gè)封閉的尺寸組，稱為尺寸鏈。

尺寸鏈具有封閉性和相關(guān)性。構(gòu)成尺寸鏈的各個(gè)尺寸稱為環(huán)。尺寸鏈的環(huán)分為封閉環(huán)和組成環(huán)。封閉環(huán)即為加工或裝配過程中最后自然形成的那個(gè)尺寸。組成環(huán)尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的其他環(huán)。根據(jù)它們對(duì)發(fā)封閉環(huán)的影響不同，又分為增環(huán)和減環(huán)。增環(huán)：在尺寸鏈中，當(dāng)其余組成環(huán)不變的情況下，將某一組成環(huán)增大，封閉環(huán)也隨之增大，該組成環(huán)即稱為“增環(huán)”。在尺寸鏈中，當(dāng)其余組成環(huán)不變的情況下，將某一組成環(huán)增大，封閉環(huán)卻隨之減小，該組成環(huán)即稱為“減環(huán)”。

采用極值法計(jì)算，計(jì)算的出發(fā)點(diǎn)是假定尺寸鏈中各組成環(huán)同時(shí)獲得極限尺寸，即所有增環(huán)都獲得最大（?。┏叽鐣r(shí)，所有減環(huán)都獲得最?。ù螅┏叽纭?duì)于任何一個(gè)總數(shù)為N 的獨(dú)立尺寸鏈，若其中增環(huán)數(shù)為m，由于其封閉環(huán)只有有一個(gè)，則減環(huán)數(shù)n 為n=N－1－m。

（1）尺寸鏈封閉環(huán)的基本尺寸，等于各增環(huán)基本尺寸之和，減去各減環(huán)基本尺寸之和。

（2）當(dāng)多環(huán)尺寸鏈計(jì)算時(shí)，則封閉環(huán)的極限尺寸可寫成一般公式為：

（3）上、下偏差的計(jì)算：

鞍座裝配尺寸鏈如下圖2：

基礎(chǔ)尺寸：

極限值

偏差值

圖2

通過極限法得知極限偏差值為3mm，為配合鞍座裝配?？墒褂醚慰籽a(bǔ)償偏差值。例如18x15 或一邊20X15 一邊Φ 15 的結(jié)構(gòu)即為通過腰形孔補(bǔ)償裝配累計(jì)公差；當(dāng)使用一邊大孔徑，一邊標(biāo)準(zhǔn)孔徑時(shí)補(bǔ)償寬度分析的累計(jì)公差，但易在車輛行駛方向造成裝配偏差。常在鞍座波紋板前后補(bǔ)加了定位塊，限制鞍座在車輛行駛方向偏移。

5 結(jié)論

本文僅從工藝加工角度對(duì)鞍座裝配孔做尺寸鏈極限偏差值分析，零部件結(jié)構(gòu)還需通過CAE 模擬分析鞍座裝配偏差極限情況下整車的受力和路試可靠性驗(yàn)證。從市場(chǎng)國(guó)內(nèi)常見車型看，國(guó)內(nèi)主流牽引車鞍座板翼面多加工為長(zhǎng)圓孔，國(guó)外如奔馳也采用翼面長(zhǎng)圓孔結(jié)構(gòu)。將鉆圓孔改為沖裁腰形孔，可提升牽引車鞍座孔加工效率的。