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1、车架组专业课件,部门（小组）：SP平台部 车架组讲师：车架组成员时间：1h目的：使员工了解车桥系统的相关知识,目 录,车架概述,车架结构设计,车架制造基本知识,1,2,3,4,车架失效分析,一、车架概述,就像人的身体由骨架来支持一样，汽车也必须有一幅骨架，这就是车架。,什么是车架,承受行驶时所受的冲击、扭曲、惯性力等,支撑连接汽车的各零部件,承受汽车自身零部件的重量,车架的作用,车架的类型,广义的车架包括两大类，我们所说的车架一般指下面的1类。,2.承载式车身 主要用于轿车，承载式车身兼起车架作用,1.传统式车架 采用非承载式车身，应用于货车、越野车等,非承载式车身,承载式车身,边梁式车架边梁
2、式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。,边梁式车架,车架分为三类,中梁式车架中梁式车架只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，因此亦称为脊梁式车架。,综合式车架车架前部是边梁式，而后部是中梁式，这种车架称为综合式车架（也称复合式车架）。它同时具有中梁式和边梁式车架的特点。,.梯形车架,车架的发展,梯形车架是最早出现的车架形式,将粗壮的钢梁焊接或铆合起来成为一个钢架，然后在这个钢架上安装引擎、悬架、车身等部件，这个钢架就是名附其实的“车架”,中梁式车架只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，因此亦称脊骨式车架，中梁的断面可以做成管形或箱形。,承载式车身 也
3、称作整体式或单体式车架。车身承受所有的载荷，充当车架，所以准确称呼应为“无车架结构的承载式车身”,其它形式车架,钢管式车架就是用很多钢管焊接成一个框架，再将零部件装在这个框架上,Text 1,Text 2,Text 3,Text 4,将铝合金条梁焊接、铆接或贴合在一起组成一个框架，特点是成本高，不宜大量生产。,碳纤维车架为“特殊材料一体成型式车架”。车架的刚度极高，重量比其它任何车架都要轻，重心也可以造得很低。但是制造成本是它的致命伤，因此目前都只用于不计成本的赛车和极少数量产车上。,我们公司的SUV、皮卡车架采用的都是边梁式，但是其具体结构又不尽相同。根据底盘形式不同，车架分为K底盘形式与K
4、D1底盘形式。K底盘车架主要应用于：哈弗、风骏等KD1底盘车架主要用于：迪尔、赛铃、赛酷等另外还有由K底盘车架衍生的变型车架，应用于赛影、赛铃。,我们的产品,K 底盘以哈弗车架为例，其结构形式特点：,前段,中段,后段,1.采用边梁式,2.分为前、中、后三段,KD1底盘以赛铃小双车架为例，其结构形式特点：,1.采用边梁式,2.为左、右纵梁结构,二、车架结构设计,车架在结构布置上应达到合理的目标，何为合理？所谓的合理就是在满足车架自身有足够的强度、刚度的要求及整车布置要求的前提下，达到便于安装和拆卸。车架结构是否关键需要从两方面分析，即车架自身关键结构强度、刚度和底盘件辅助关键结构的功能。,1.车
5、架结构的受力,要评价车架设计和结构的好坏，首先应该清楚了解的是车辆在行驶时车架所要承受的各种不同的力。如果车架在某方面的韧性不佳，就算有再好的悬挂系统，也无法达到良好的操控表现。而车架在实际环境下要面对4种压力。,a.负载弯曲,部分汽车的悬挂重量，是由车架承受的，通过轮轴传到地面。而这个压力，主要会集中在轴距的中心点。因此车架底部的纵梁和横梁一般都要求较强的强度。,如右图：利用CAE的分析手段来计算的车架弯曲刚度计算工况,b.非水平扭动,当前后对角车轮遇到道路上的不平而滚动，车架的梁柱便要承受这个纵向扭曲压力,情况就好象要你将一块塑料片扭曲成螺旋形一样。,图3：扭转刚度计算工况。,图：3,c横
6、向弯曲,所谓横向弯曲，就是汽车在入弯时重量的惯性（即离心力）会使车身产生向弯外甩的倾向，而轮胎的抓着力会和路面形成反作用力，两股相对的压力将车架横向扭曲。,f,车辆在行驶时，每个车轮因为路面和行驶情况的不同，（路面的铺设情况、凹凸起伏、障碍物及进出弯角等等）每个车轮会承受不同的阻力和牵引力，这可以使车架在水平方向上产生推拉以至变形，这种情况就好象将一个长方形拉扯成一个菱形一样。,d水平菱形扭动,2.纵梁、横梁及其联接,常用材料牌号及含义,含义,优质碳素结构钢，含碳量0.2%,材料分类,3.车架常用材料,三、车架制造基础知识,.冲压工艺,3.焊接工艺,（一）、冲压知识概述,冷冲压：在常温下，利用
7、冲压模在压力机上对板料施加 压力，使其产生塑性变形或分离，以而获得所 需形状和尺寸的零件的一种压力加工方法。,1.冲压的概念,1）、分离工序 是使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序。如落料、冲孔、切断、精冲等,2.冲压的基本工序,a、落料是被分离的部分为成品，而周边是废料；,b、冲孔是被分离的部分为废料，而周边是成品;,落料过程仿真,冲孔过程仿真,冲裁变形三阶段过程,弹性变形阶段,塑性变形阶段,断裂分离阶段,冲裁变形过程仿真,毛坯在不被坏的条件下发生塑性变形需形状，尺寸和精度的加工方法。主要有弯曲、拉深、翻边等。,2）、工序成形,a、弯曲是将坯料弯成一定的角度，一定的曲率形一定形 状零件的工
8、序。,2 弯曲时还应尽可能使弯曲线与坯料纤维方向垂直。,1 板料外层受拉伸力，内层受压缩力。,回弹现象-由于弹性变形的恢复，坯料略微弹回一点，使被弯曲的角度增大。一般回弹角为010。,b、拉深是利用模具使冲裁后得到的平板坯料变形成开 口空心零件的工序。,拉伸过程仿真,a、对冲裁件的要求,冲裁件的形状应力求简单、对称，有利于材料的合理利用（图9-20）同时应避免长槽与细长悬臂结构（图9-21），否则制造模具困难。,利用率高,利用率高,落料外形不合理,零件形状与节约材料的关系,3.冲压件的结构工艺性简述,冲裁件的内、外形转角处，要尽量避免尖角，应以圆弧连 接。以避免尖角处应力集中被冲模冲裂。,冲孔
9、件尺寸与厚度关系合理,b、对弯曲件的要求,弯曲件形状应尽量对称，弯曲半径不能小于材料允许的最小弯曲 半径，并应考虑材料纤维方向，以免成型过程中弯裂。,弯曲边过短不易弯成型，故应使弯曲边高度H2s。若H2s，则必须压槽，或增加弯曲边高度，然后加工去掉（如图）。,弯曲带孔件时，为避免孔的变形，孔的边缘距弯曲中心应有一定的 距离（如图）。图中L1.52s。当L过小时,可在弯曲线上冲工艺 孔,如对零件孔的精度要求较高，则应弯曲后再冲孔。,C、对拉伸件的要求,拉深件外形应简单、对称，且不宜太高。以便使拉深次数尽量少，并 容易成型。,拉深件的圆角半径（如图示）应满足：rdS，R2S，r（3-5）S。否则，
10、应增加整形工序。,在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备（俗称冲模）。,1、冲压模具,3.模具概述,冲压件品种式样繁多，导致冲模类型多种多样。,2、冲压模具分类,1）冲裁模具,带滑动机构的侧冲孔模具,落料模具,2）、拉延模：使毛坯料片变成开口空腔状件的模具,K2D螺旋簧支座,3）、成型模,2)、翻边不平整,3)、翻边拉毛,4)、翻边裂,5)、翻边回弹,6)、扭曲变形,1)、成型不到位,4、冲压件常见缺陷,焊接是通过局部加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使分离的两部分金属形成原子间结合的一种加工方法。,焊接及其本质,焊接两大特点就是加热、加压,（二）、车架焊接概
11、述,焊接,熔化极,熔焊,压焊,钎焊,非熔化极,电弧焊,气焊,激光焊,焊条电弧焊,埋弧焊,CO2气体保护焊,钨极氩弧焊,电阻焊,摩擦焊,超声波焊,烙铁钎焊,火焰钎焊,对焊,缝焊,点焊,等离子弧焊,焊接方法分类,焊接做为现代工业生产中重要的连接金属方法，同样也被应用到车架生产中。,车架与焊接,1.CO2气体保护焊,车架中常用焊接方法,CO2气体保护电弧焊属于气体保护电弧焊，利用外加气体作为电弧介质并保护电弧与焊接区的电弧焊方法。其适用于焊接低碳钢及低合金钢等黑色金属。,图为CO2气体护焊的焊机,优点 1 焊接生产率高2 焊接成本低3 焊接变形小4 焊接质量高5 适用范围广6 操作简单,CO2气体保
12、护焊特点,车架中的焊接大部分使用的是CO2气体保护焊,缺点 1 飞溅率较大且表面成形较差 2 很难用交流电源进行焊接 3 抗风能力差 4 不能焊接易氧化的有色金属,车架生产中使用防飞溅液、直流交换电源等克服这些缺点。,2.点 焊,棒状铜电极压紧后通电加热，在工件之间形成椭球状熔化核心，切断电流冷却结晶形成熔核。,点焊过程：,预加压力,通电加热,锻压,工艺参数：焊接电流 电极压力 焊接时间 电极头端面直径,工艺特点：1）操作简单；2）生产效率高；3）生产设备及维修复杂。,车架横梁点焊,应用范围：适用于薄板焊接，在汽车制造业得到大量应用。因车架钢板较厚，应用此种焊接不如车身广泛。,车身中的点焊,2
13、.凸 焊,车架上焊接的螺母都是凸焊上的。,凸焊螺母,凸焊机,焊接对车架的影响,焊接应力和变形,焊接过程中，由于被连接构件局部受热和焊后不均匀冷却，将产生焊接残余应力和焊接变形。,焊接应力与变形对车架构件的稳定和疲劳强度均有显著的影响，焊接残余应力高的可达到钢材屈服点。,焊接变形可使构件产生初始缺陷。设计焊接结构以及施工过程都应采取措施，减少焊接应力和焊接变形。,防止变形过大的方法：1）设计应考虑在保证安全的前提下减小焊缝的尺寸；2）合理的坡口形状；3）对称布置焊缝；4）选择合理的焊接顺序等。,四、车架失效分析,车架失效分析是在车架设计和制造过程中对构成车架的子系统、零件进行分析，找出所有潜在的
14、失效模式，并分析其可能的结果，从而预先采取必要措施，以提高产品的质量和可靠性的一种系统化的活动。,车架失效分析定义,车架焊接总成,发动架机支架焊接组件,第四横梁焊接总成,第三横梁焊接总成,车身支撑,货箱支撑,变速器支架,油箱前支架,一、车架重要组成部分及功能,功 能,车架焊接总成,支撑车身和发动机等有关部件承受力和力矩吸收撞击产生的能量减少传动系统与路面引起的振动和噪声,第五横梁焊接总成,第四横梁焊接总成,吸收正面撞击能量,支撑发动机减少发动机产生的振动,发动机支架焊接组件,前防撞梁焊接总成,支撑变速器,支撑发动机减少发动机产生的振动,二、潜在失效后果及起因,1、第二横梁焊接总成,2、第四横梁焊接总成,3、前防撞梁焊接总成,4、发动机支架焊接组件,5、后减震器支架焊接组件,1、后减震器支架焊接组件,三、现行设计控制预防及探测,2、第四横梁焊接总成,课程回顾,车架概述,车架结构设计,1,2,3,4,车架失效分析,车架制造基本知识,谢 谢！,
