【正文】 車架材料應(yīng)具有足夠高的屈服極限和疲勞極限，低的應(yīng)力集中敏感性，良好的冷沖壓性能和焊接性能。低碳和中碳低合金鋼能滿足這些要求。車架材料與所選定的制造工藝密切相關(guān)。拉伸尺寸較大或形狀復(fù)雜的沖壓件需采用沖壓性能好的低碳鋼或低碳合金鋼009MnL、09MnREL等鋼板制造；拉伸尺寸不大、形狀又不復(fù)雜的沖壓件采用強(qiáng)度稍高的216Mn、09SiVL、10TiL等鋼板制造。強(qiáng)度更高的鋼板在冷沖壓時(shí)易開裂且沖壓回彈較大，故不宜采用。轎車車架縱梁、～；貨車根據(jù)其裝載質(zhì)量的不同，輕、～，～。這次設(shè)計(jì)，采用16Mn鋼板制造車架，其疲勞強(qiáng)度σ1＝220～260MPa。車架縱梁和橫梁截面系數(shù)W按材料力學(xué)的方法計(jì)算。對(duì)于槽形斷面（如圖33），斷面系數(shù)W為W=t h h+6b∕6取h=220mm, b=77mm, t=7mm,W=t h h+6b∕6=118580mm3 圖 33縱梁斷面的最大彎曲應(yīng)力δ為： δ= /W 則最大應(yīng)力為：δ=/W= 按照上式求得的彎曲應(yīng)力應(yīng)不大于材料的許用應(yīng)力[δ]。許用應(yīng)力可以按照以下公式計(jì)算： [δ]=δs/n式中：δs——材料的疲勞極限，對(duì)于16Mn材料，δs=340—36MPa。n——安全系數(shù)，一般取安全系數(shù)n=—。則許用應(yīng)力為：[δ]=δs/n=350/=280所以δ=[δ]范圍內(nèi) 上述計(jì)算符合應(yīng)力要求δ≤[δ]，最終確定縱梁槽形斷面的尺寸為： h=220mm b=77mm t=7+4mm （根據(jù)經(jīng)驗(yàn)：縱梁還須在彎矩大的區(qū)域布置加強(qiáng)板，加強(qiáng)板厚為4mm,加強(qiáng)板布置在EC段和CD段）當(dāng)縱梁受彎變形時(shí)，上下翼緣分別受到壓縮和拉伸的作用，可能會(huì)造成翼緣的破裂。因此應(yīng)按薄板理論進(jìn)行校核。對(duì)于槽型截面縱梁來說，其臨界彎曲應(yīng)力δc ：δc=t∕b2/(1u2)≤350式中：E—材料的彈性模量，E=； U——泊松比。對(duì)16Mn，u=。由上式可得 b≤16t 取b=76mm，t=7mm則有76≤112 因此，車架滿足臨界彎曲應(yīng)力的要求。小結(jié)：通過對(duì)車架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，包括縱梁的設(shè)計(jì)，加強(qiáng)梁的設(shè)計(jì)，橫梁的設(shè)計(jì)，橫梁與縱梁的連接設(shè)計(jì)，確定了車架的大體結(jié)構(gòu)。為保證車架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，合理性，對(duì)車架縱梁進(jìn)行了彎矩和剪力的計(jì)算，以及校核，更進(jìn)一步確定車架的材料和主要參數(shù)。第4章 車架的制造工藝 車架梁的制造工藝 斷面形式 ：等斷面 、變端面；長(zhǎng)度形式 ：直線式、前端彎 曲式；料厚：縱梁 ；；縱梁長(zhǎng)度：560011540mm。 a 工藝流程 第一種模式 ：剪切一用模具落料； 中孔一用模具壓彎成形 一裝配一油漆。 第二種模式 ：剪切 一用模具落料沖工藝孔一用平面數(shù)控沖孔機(jī)沖孔一用模具壓彎成形 一裝配一油漆。 第三種模式 ：剪切 一用平面數(shù)控沖孔機(jī)沖孔一折彎成形一裝配一油漆。 第四種模式 ：?jiǎn)伪冻呔砹?一輥壓成形 一切斷一用三面數(shù)控；中孔機(jī) ；中孔一等離子切割局部外形一噴丸。b 生產(chǎn)設(shè)備 機(jī)械壓力機(jī) ：3000、3500、4000、5000t ； 平面數(shù)控； 中孔機(jī)、三面數(shù)控； 中孔機(jī)、折彎?rùn)C(jī)； 采用模具生產(chǎn)和平面數(shù)控沖孔機(jī)模式的工藝 ，一般受產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、壓床噸位 ( 一般為3000、3500、4000、5000t)限制。不能采用強(qiáng)度過高的高強(qiáng)度鋼板，即屈服強(qiáng)度在350560N/mm以下的高強(qiáng)度鋼板 ；縱梁和縱梁加強(qiáng)板的長(zhǎng)度不易太長(zhǎng)，應(yīng)控制在10000mm左右。材料厚度與材料長(zhǎng)度成反比，控制在8mm以下為好。采用輥壓成形模式的工藝 ，在購買設(shè)備時(shí)就已將材料參數(shù)即屈服 強(qiáng)度設(shè)定在350700N，mm以下，可以選擇屈服強(qiáng)度在700/mm以下的材料 ，長(zhǎng)度不限，厚度控制在10mm以下?？v梁和縱梁加強(qiáng)板用材受設(shè)備 、工藝模式 、產(chǎn) 品結(jié)構(gòu)影響 ，材料強(qiáng)度級(jí)別范圍也有所不同。一般來說開發(fā)縱梁和縱梁加強(qiáng)材料時(shí)應(yīng)結(jié)合其工藝條件，從材料的使用范圍入手，確定合理的高強(qiáng)度鋼板強(qiáng)度開發(fā)范圍，從而適用不同的工藝模式。還應(yīng)研究高強(qiáng)度鋼板 回彈消除問題、可適用的焊接方式和 匹配的焊條 、對(duì)模 具材料的強(qiáng)度要求 、適用油漆方式等相關(guān)參數(shù)，從而提高材料的應(yīng)用空間。 貨車車架上一般有511根橫梁 ，其用途和結(jié)構(gòu)各不相同。不同條件的汽車橫梁其結(jié)構(gòu)型式變化較大 。目前 ，汽車車架上使用的梁通常 以槽型式和鱷魚 口式居多如 。這是 因?yàn)椴坌褪綑M梁曲剛度和強(qiáng)度都較大 ，且便于制：鱷魚 口式橫梁具有較大的連接度、截面高度較低 ，可 以讓開口向下的優(yōu)點(diǎn)。汽車橫梁一般都是采用沖壓加工方法生產(chǎn)。 厚度 ：；長(zhǎng)度 ：600790mm；抗拉強(qiáng)度：370610 N ／ mm；形狀 ：槽型式橫梁、鱷魚口式橫梁等 a 工藝流程 槽型式橫梁 ：剪切一修邊沖孔(或落料沖孔)一成形一沖孔( 按需)一裝配一油漆。 鱷魚1b式橫梁：剪切一成形一修邊沖孔一裝配一油漆。 b 設(shè)備 機(jī)械壓力機(jī) ：800t 、1250t 、3000t 。近 年來,為了滿足用戶經(jīng)濟(jì)性、大噸位要 求，,抗拉強(qiáng)度也由370510MPa提高到590610MPa以上。復(fù)雜形狀 的橫梁應(yīng)用較多。既要有一定的強(qiáng)度又要有良好的成形性能是橫梁用材的基本要求。同時(shí)，受壓力機(jī)噸位、模具制造業(yè)水平限制 ，未將高強(qiáng)度鋼板應(yīng)用在成形復(fù)雜的橫梁上 。對(duì)于橫梁用材的開發(fā)應(yīng)針對(duì)橫梁 的產(chǎn)品特性 ，結(jié)合工藝技術(shù)水平 ，在滿足強(qiáng)度要求的前提下重點(diǎn)提高材料成形性能和焊接性能。還要開展高強(qiáng)度鋼板 的極限拉伸速度 的研究，這是由于商用車橫梁一般都是在機(jī)械壓力機(jī) 上生產(chǎn) ，依據(jù)高強(qiáng)度鋼板的極限拉伸速度來控制機(jī)械壓力機(jī)的生產(chǎn)速度 。從而減少橫梁破損的發(fā)生。 c 連接板 厚度 ：；長(zhǎng)度 ：1002300mm； 抗拉強(qiáng)度 ：510640N／ mm；形 狀 ：以L式 、U式居多，也有平板的。連接板用于連接橫梁和縱梁，增強(qiáng)縱梁的強(qiáng)度。以壓彎件為主，材料主要為高強(qiáng)度鋼板。對(duì)材料的成形性能要求不高，但要求材料的壓彎回彈小。 鉚接工藝鉚釘一般都用塑性材料制成，常用的材料有碳素鋼、鋁、銅等。鉚釘由鉚釘頭和鉚釘桿組成，有實(shí)心鉚釘和空心鉚釘(如下圖41所示)。圖41根據(jù)鉚釘頭的形狀，又可分為圓頭(半圓頭)、菌形頭、平頭、平埋頭及大圓頭等，還有特殊形狀的盲鉚釘，用于只能從一邊進(jìn)行鉚接作業(yè)的輕載聯(lián)接件。鉚釘通常是將二塊或幾塊平板形零件聯(lián)接在一起，鉚合可分冷鉚和熱鉚。冷鉚時(shí)鉚釘不加熱。熱鉚時(shí)鉚釘加熱至紅熱塑性狀態(tài)，多用于大型零件的鉚接。一般桿徑在10mm 以下進(jìn)行冷鉚合。其工藝要點(diǎn)如下：應(yīng)根據(jù)被鉚工件的工作選擇鉚釘。應(yīng)選擇抗剪和抗拉性能較高，且抗擠能力強(qiáng)的鉚釘，最好是Q235或08號(hào)冷拔鋼，不能采用中碳鋼。鉚釘直徑按熱鉚要求應(yīng)比孔小lmm。為使鉚接后鉚釘桿部金屬既能充分填滿鉚釘孔，形成的鉚釘頭豐滿又無過多飛邊，鉚釘?shù)拈L(zhǎng)度一般只要鉚釘桿高出鉚接件長(zhǎng)度(也稱鉚接余量)即可。鉚釘桿的長(zhǎng)度L等于零件總厚度S加鉚釘頭余量Z。鉚釘頭的余量Z可按以下經(jīng)驗(yàn)公式確定：Z＝；對(duì)d超過φ20mm者，?。?。鉚合件的準(zhǔn)備主要指鉚釘孔的制備。鉚合件貼合面必須平整，并按所需要的重合位置一起鉆孔，以保證鉚釘孔的重合。鉚接必須保證鉚接件每個(gè)鉚釘孔很好地重合?？v梁與縱梁鉚接時(shí)，必須用“定心沖銷”對(duì)鉚接件的鉚釘孔進(jìn)行定心沖孔，使鉚釘孔重合，并提高孔的光潔度和強(qiáng)度。 涂裝工藝提到汽車防腐，人們很 自然會(huì)想到車身、車箱等外露沖壓件。其實(shí)汽車的防腐是對(duì)整車而言，尤其是汽車的重要件和保安件，對(duì)不允許在壽命周期內(nèi)出現(xiàn)腐蝕導(dǎo)致的性能下降和結(jié)構(gòu)損壞。車架是商用車關(guān)鍵的總成之一，于它位于車下部，易受路面沙石沖擊和各種使用環(huán)境介質(zhì)侵蝕。車架是整車的主要骨架，如防腐處理不好，于腐蝕致性能下降或結(jié)構(gòu)損壞，果將不堪設(shè)想。由于車架外露的部分很少，易引起人們的注意，生銹蝕不易被發(fā)現(xiàn)，所以，確保高質(zhì)量涂裝至關(guān)重要。然而，多年來，我國(guó)汽車行業(yè)對(duì)車架的涂裝并沒有給予足夠的重視，甚至有人認(rèn)為，車架 是中厚板件，腐蝕了只是難看一些，不會(huì)引起結(jié)構(gòu)損壞。如果整車設(shè)計(jì)壽命很短且行駛速度不高的話，種觀點(diǎn)似乎還能站住腳，但在人們對(duì)汽車高速行駛可靠性和耐久性的要求越來越高的今天，我們必須真對(duì)待車架的防腐問題。車架主要用于載貨車、客車和客貨兩用車等商用車，多由熱軋鋼板沖壓結(jié)構(gòu)件鉚接、焊接或螺栓連接而成。我國(guó)目前根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、設(shè)備條件不同，其涂裝工藝差別較大，歸納為大批量生產(chǎn)和小批量生產(chǎn)兩大類。大批量生產(chǎn)工藝是鋼板剪切落料化皮／防銹壓焊接／鉚焊脂化泳或浸漆干，個(gè)別根據(jù)需要增加一道面漆。我國(guó)大部分載貨車生產(chǎn)廠都采用這種工藝。結(jié)束語經(jīng)過將近四個(gè)月不懈努力，終于按時(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。在這段時(shí)間里面，我始終按照老師制定的工作進(jìn)度，開展設(shè)計(jì)工作。此次車架的設(shè)計(jì)，表現(xiàn)出的都是自己對(duì)車架的認(rèn)識(shí)，還有很多的想法，比如發(fā)動(dòng)機(jī)的布置、橫梁的設(shè)計(jì)、板簧支架的設(shè)計(jì)、鉚接和裝配等。當(dāng)然，由于自身能力的不足，設(shè)計(jì)時(shí)考慮問題還不夠周全，設(shè)計(jì)出的車架還存在各種問題，設(shè)計(jì)還不夠完善，這些問題還有待在以后的工作中完善自己的知識(shí)面。雖然這次設(shè)計(jì)還有不足之處，但從這次設(shè)計(jì)中學(xué)到了設(shè)計(jì)一件產(chǎn)品的流程以及其中所需要的各種知識(shí)以及如何汲取這些我們或許以前從未接觸到的知識(shí)，這次設(shè)計(jì)使我加深了對(duì)設(shè)計(jì)的概念，也將對(duì)我以后的工作打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)劉鴻文 ：高等教育出版社，2004毛昕 ：高等教育出版社，2004濮良貴 紀(jì)名剛 ：高等教育出版社，2006陳家瑞 汽車構(gòu)造（下冊(cè)）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008龔寒微主編 汽車現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造：北京：人民交通出版社，1995劉惟信主編 汽車設(shè)計(jì)．北京：清華大學(xué)出版社，2001廖念釗 互換性與技術(shù)測(cè)量．北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2008徐灝 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2000武田信之（日）著，載貨汽車設(shè)計(jì)．人民交通出版社，1997陳家海著 重型汽車車架設(shè)計(jì)，川汽科技，1999年第2期致 謝首先要感謝我的指導(dǎo)老師朱和劉文濤老師。朱老師和劉老師工作認(rèn)真負(fù)責(zé)，對(duì)科研教學(xué)有著精益求精的教學(xué)態(tài)度，在三個(gè)月畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，從各方面指導(dǎo)我們開展畢業(yè)設(shè)計(jì)，為我們提供良好的設(shè)計(jì)環(huán)境和條件，使我們感性認(rèn)識(shí)車架的結(jié)構(gòu)，讓我們深入了解CAD的應(yīng)用；在畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，經(jīng)常督促我們的工作進(jìn)度；在畢業(yè)設(shè)計(jì)后期，多次為我們檢查制圖和說明書的錯(cuò)誤，使我們的知識(shí)面能夠更加豐富，再次對(duì)老師表示衷心的感謝。