高云鹏
（中车株洲电力机车有限公司，湖南 株洲 412001）
摘 要：由于装配定位面与设计尺寸要求的基准面不一致，且热套工装无依据进行实时调整，导致热套齿轮毂一次合格率只有50%左右。本文通过对尺寸链的分析，以及对MES系统数据的开发利用，提高了装配精度，将热套齿轮毂一次合格率提升至90%以上。
关键词：齿轮毂热套 尺寸链 MES数据
01引言
车轴与齿轮毂的装配是某型机车驱动装置装配的第一道工序。热套过程主要依靠专用工装来进行，通过对车轴齿侧防尘座以及齿轮毂上平面的定位达到设计要求的尺寸。热套完成后用专用游标卡尺测量防尘座端面至齿轮毂轴承定位面之间的距离如图1.1。若测量上述尺寸不合格时，需要用专用工装进行调整。
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图1.1 齿轮毂热套尺寸要求
02 工艺难点分析
齿轮毂特殊的结构特点决定了装配过程中使用的基准面与设计尺寸要求基准面不一致。同时，车轴两端防尘座之间距离的尺寸公差，车轴、齿轮毂的尺寸公差造成最终的产品尺寸要求难以达到。
2.1装配定位面与设计尺寸基准面不一致
从现场执行的可行性角度分析，热套过程无法利用齿轮毂轴承定位面作为基准，且车轴定位面选取在非齿侧防尘座端面也无法实现，因为这样会造成操作面过高。
实际操作过程如图2.1所示，齿轮毂经过加热之后放置于专用工装上，定位于注油槽附近的平面上，车轴穿过齿轮毂后定位于齿侧防尘座端面。待二者冷却后完成装配过程。
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图2.1 热套定位面
2.2物料尺寸公差
基准面不一致会导致物料的尺寸公差对最终的装配尺寸是否合格产生影响。某型电力机车齿轮毂要求的尺寸基准面与实际装配定位面之间的尺寸公差为（-0.3,0）mm，车轴设计尺寸基准面与装配基准面之间（即两个防尘座之间的距离）的尺寸公差为（-0.5，+0.5）mm。而设计要求的端距的尺寸公差为（-0.2，+0.2）mm。
从中可以发现，物料的尺寸公差范围较大，通过各项公差的累计造成热套之后端距尺寸的浮动范围超过设计要求的装配精度范围。
2.3热套工装调整缺乏依据
由以上可知，基准面的不一致，以及物料公差范围较大，会造成端距尺寸难以控制，一次套装合格率差。与此相对应的，现场操作过程中，对热套定位工装两个定位面之间的尺寸没有相关依据进行有效调整会造成累计误差持续增大。
03解决方案及验证
3.1解决方案
现对齿轮毂热套过程中的尺寸链进行分析。防尘座端面与齿轮毂轴承定位面的尺寸公差已知，设为A0。齿轮毂及车轴的尺寸公差已知，分别设为A1、A3，热套工装两个定位面之间距离设为A2。
得到如图3.1所示尺寸链：
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可见A2上偏差小于下偏差，其公差T=-0.3-0.6=-0.9＜0，出现虚公差现象。
因此需要利用修配法，利用其他尺寸确定修配量，从而保证封闭环的尺寸要求。
由于MES系统使得车轴防尘座之间的距离参数可以实时查询，从而能够实时根据车轴的尺寸得到A2所需的调整范围，根据以上结论对此方法进行验证：
假设A3=1883.8mm，则根据式（3.1）得到EIA2=0.1mm；根据式（3.2）得到ESA2=0.2mm。从而可得到热套工装两个定位面之间的距离应为：mm。
由此，可得到只要热套工装两个定位面之间的距离在444.9~445mm范围内，即能保证防尘座端面与齿轮毂轴承定位面之间的距离在公差范围内。
3.2方案验证
为了验证此方案的可行性，针对齿轮毂热套进行了如下工作：
1、利用MES系统查询所有车轴相关尺寸；
2、计算每根车轴对应的热套工装两个定位面之间的尺寸要求，并按照要求进行调整；
3、对所得到的数据进行分析和总结得到图3.2。
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图3.2齿轮毂热套合格数量统计
通过对以上方案得到的数据的分析，可以发现齿轮毂热套一次合格率提升至90%以上，达到了预期目标。
04结 论
通过数据验证，齿轮毂热套尺寸控制策略清楚，达到了预期目的。从而极大降低了工人的劳动强度，减少了由于端距调整导致的产品报废，取得了很好的效果。
参考文献
[1]陈琦. HXD1B机车齿轮毂组装工艺概述[J]. 科协论坛（下半月）, 2010(1).
[2]王英杰. 对修配法解装配尺寸链计算公式的简化处理[J]. 机械设计与制造, 1990(5):43-43.
[3]陶晓巍. 浅谈解装配尺寸链的一种方法[J]. 煤矿机械, 2005(5).