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汽车钢板弹簧悬架装配工艺研究

摘要：悬架系统是汽车的重要组成部分，其性能对汽车行驶平顺性，操纵稳定性和安全性都有着重要的影响。悬架承受和传递载荷，工况复杂，正确的装配是悬架系统工作的前提。文章以商用车钢板弹簧悬架为对象，结合企业生产实践，探讨悬架装配工序划分、装配工装、装配工艺过程、装配质量管理等内容。

关键词：钢板弹簧悬架装配工序装配工装

汽车总装是汽车生产制造的最后工序，各组成零部件、总成经总装形成整车（底盘），对汽车性能质量的形成具有重要作用。悬架的装配是汽车总装的重要工序内容，对汽车行驶的平顺性等具有重要的影响。悬架按结构类型可分为独立悬架和非独立悬架，本文以某型载货汽车的钢板弹簧非独立悬架为例，研究总装企业与悬架相关的生产实践问题。

1装配基础

悬架一般由弹性元件、减振器、导向机构等组成，弹性元件有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧等类型。钢板弹簧总成与载货汽车的整体车桥相匹配，其作为非独立悬架的弹性元件兼起导向机构的作用，可以简化整个系统。

1.1悬架装配工序划分

汽车的总装一般为大规模、批量生产，现阶段国内商用车总装配线的长度大多介入300-500米之间，同时上线车辆及装配工位数在一定范围内。而组成一辆汽车的零部件众多，据统计一辆中型载货汽车总装配的零部件、总成大约有500多种、2000多件[1]。为保证合适的总装工艺节拍，缩短对总装配线长度的要求，需要考虑各零部件、总成在总装配线上的上线方式，即应在工艺上划分好装配单元，将部分零部件、总成事先分装在一起，形成装配单元后，再在总装配线上上线装配，以缩减总装配的工序内容。

悬架是介于车架（或车身）与车桥（或车轮）之间一切传力连接装置的总称，钢板弹簧悬架与车架、车桥相连，其装配工序划分为分装与总装两步完成。通过在总装线外设置悬架的分装工位，将悬架系统与车桥形成合件，然后合件作为一个装配单元上总装线装配，这样可以减少上线装配的总成数量，加快生产工艺节拍，且通过专用工装及设备，能更好满足装配作业效率与保证工序质量的要求。

对于总装工序，商用车以车架作为总装配基础件，遵循先装配车架下翼面的部件，如传动轴、备胎等，以及车架内部的部件，如各种线束、制动阀类等，完成后车架翻转，装配幅面及上翼面的部件[2]。悬架合件的总装在车架处于倒扣的状态下装配，合件从上面落下来，完成总装后车架翻转，然后开展后续工序的总装。

1.2悬架合件组成与装配连接关系

车桥悬架合件除钢板弹簧、车桥外，还包括U形螺栓、盖板、底板、六角特厚螺母等组成部件，通过U形螺栓、盖板、底板等将钢板弹簧与车桥紧固连接在一起，形成合件。

装配主要是定位及定位后的保持，在分装合件工序中，通过使车桥定位销套孔对准板簧中心螺栓定位销套并贴合来定位车桥与板簧；盖板、底板与中心螺栓轴线对齐定位；U形螺栓与盖板的凹槽配合，并依次穿过底板四个孔位而定位。

对合件总装工序，钢板弹簧的一端（一般为前端）为固定端卷耳，通过钢板弹簧销与铆接固定在车架上的固定端支架活动连接；后端卷耳通过钢板弹簧销、吊耳带衬套总成及吊耳销与吊耳端支架相连，后端可以自由摆动，适应弹簧变形时两卷耳之间距离的变化。相关的装配连接关系如图1所示。

2悬架分装工序

同一种悬架可匹配不同的车型或车桥，悬架的钢板弹簧片数与厚度、中心距也具有不同的尺寸，为提高生产效率，这些不同的悬架种类通常安排在一个分装工位来完成。

2.1分装基础件选择

无论是总成还是分总成的装配，都要选定某一零件或比它低一级的装配单元作为装配基础件，基础件在装配中首先进入装配。通常应选体积或质量较大，有足够支承面，能够保证装配时稳定性及相互位置关系的零件、总成作为装配基础件。在悬架与桥合件分装中，钢板弹簧与车桥均满足作为基础件的要求，综合对比装配顺序与操作的便捷性与安全性，一般选用钢板弹簧总成作为分装工序的基础件。

2.2装配工装设计

在悬架分装工艺过程中，需要设计合适的工装来辅助零部件的定位存放，以提高作业效率、保证生产一致性及良好的操作空间。装配工装一般应具有定位与夹紧功能。

按相关工装设计理论，物体在空间坐标系中具有六个自由度，定位就是消除空间自由度的过程，通过工件定位基准面与定位元件的定位面接触与配合，使工件在工装夹具中占有正确的位置。钢板弹簧作为装配基础件，其首先进入装配，因此首先考虑钢板弹簧在工装上的定位。分析钢板弹簧总成的空间结构，其主片一端或两端有卷耳，卷耳表面为外圆柱面，外圆柱面常采用V形块为定位元件，V形块具有对中性好的特点，采用V形块能准确定位卷耳的中心。通过一端外圆柱面与V形块两边线接触，另一端同样采用V形块或平板定位（支撑），可限制五个自由度，余下的Y方向移动自由度通过调整两V形块的距离，满足桥的钢板弹簧中心距来实现限制，工装定位示意图如图2所示。

工装除定位外，还应具有