【正文】 車架材料應具有足夠高的屈服極限和疲勞極限，低的應力集中敏感性，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。拉伸尺寸較大或形狀復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、形狀又不復雜的沖壓件采用強度稍高的216Mn、09SiVL、10TiL等鋼板制造。強度更高的鋼板在冷沖壓時易開裂且沖壓回彈較大，故不宜采用。轎車車架縱梁、～；貨車根據其裝載質量的不同，輕、～，～。這次設計，采用16Mn鋼板制造車架，其疲勞強度σ1＝220～260MPa。車架縱梁和橫梁截面系數W按材料力學的方法計算。對于槽形斷面（如圖33），斷面系數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力δ為： δ= /W 則最大應力為：δ=/W= 按照上式求得的彎曲應力應不大于材料的許用應力[δ]。許用應力可以按照以下公式計算： [δ]=δs/n式中：δs——材料的疲勞極限，對于16Mn材料，δs=340—36MPa。n——安全系數，一般取安全系數n=—。則許用應力為：[δ]=δs/n=350/=280所以δ=[δ]范圍內 上述計算符合應力要求δ≤[δ]，最終確定縱梁槽形斷面的尺寸為： h=220mm b=77mm t=7+4mm （根據經驗：縱梁還須在彎矩大的區(qū)域布置加強板，加強板厚為4mm,加強板布置在EC段和CD段）當縱梁受彎變形時，上下翼緣分別受到壓縮和拉伸的作用，可能會造成翼緣的破裂。因此應按薄板理論進行校核。對于槽型截面縱梁來說，其臨界彎曲應力δc ：δc=t∕b2/(1u2)≤350式中：E—材料的彈性模量，E=； U——泊松比。對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力的要求。小結：通過對車架結構的設計，包括縱梁的設計，加強梁的設計，橫梁的設計，橫梁與縱梁的連接設計，確定了車架的大體結構。為保證車架結構設計的科學性，合理性，對車架縱梁進行了彎矩和剪力的計算，以及校核，更進一步確定車架的材料和主要參數。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；長度形式 ：直線式、前端彎 曲式；料厚：縱梁 ；；縱梁長度：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控沖孔機沖孔一用模具壓彎成形 一裝配一油漆。 第三種模式 ：剪切 一用平面數控沖孔機沖孔一折彎成形一裝配一油漆。 第四種模式 ：單倍尺卷料 一輥壓成形 一切斷一用三面數控；中孔機 ；中孔一等離子切割局部外形一噴丸。b 生產設備 機械壓力機 ：3000、3500、4000、5000t ； 平面數控； 中孔機、三面數控； 中孔機、折彎機； 采用模具生產和平面數控沖孔機模式的工藝 ，一般受產品結構、壓床噸位 ( 一般為3000、3500、4000、5000t)限制。不能采用強度過高的高強度鋼板，即屈服強度在350560N/mm以下的高強度鋼板 ；縱梁和縱梁加強板的長度不易太長，應控制在10000mm左右。材料厚度與材料長度成反比，控制在8mm以下為好。采用輥壓成形模式的工藝 ，在購買設備時就已將材料參數即屈服 強度設定在350700N，mm以下，可以選擇屈服強度在700/mm以下的材料 ，長度不限，厚度控制在10mm以下?？v梁和縱梁加強板用材受設備 、工藝模式 、產 品結構影響 ，材料強度級別范圍也有所不同。一般來說開發(fā)縱梁和縱梁加強材料時應結合其工藝條件，從材料的使用范圍入手，確定合理的高強度鋼板強度開發(fā)范圍，從而適用不同的工藝模式。還應研究高強度鋼板 回彈消除問題、可適用的焊接方式和 匹配的焊條 、對模 具材料的強度要求 、適用油漆方式等相關參數，從而提高材料的應用空間。 貨車車架上一般有511根橫梁 ，其用途和結構各不相同。不同條件的汽車橫梁其結構型式變化較大 。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 因為槽型式橫梁曲剛度和強度都較大 ，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。汽車橫梁一般都是采用沖壓加工方法生產。 厚度 ：；長度 ：600790mm；抗拉強度：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 設備 機械壓力機 ：800t 、1250t 、3000t 。近 年來,為了滿足用戶經濟性、大噸位要 求，,抗拉強度也由370510MPa提高到590610MPa以上。復雜形狀 的橫梁應用較多。既要有一定的強度又要有良好的成形性能是橫梁用材的基本要求。同時，受壓力機噸位、模具制造業(yè)水平限制 ，未將高強度鋼板應用在成形復雜的橫梁上 。對于橫梁用材的開發(fā)應針對橫梁 的產品特性 ，結合工藝技術水平 ，在滿足強度要求的前提下重點提高材料成形性能和焊接性能。還要開展高強度鋼板 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械壓力機 上生產 ，依據高強度鋼板的極限拉伸速度來控制機械壓力機的生產速度 。從而減少橫梁破損的發(fā)生。 c 連接板 厚度 ：；長度 ：1002300mm； 抗拉強度 ：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，增強縱梁的強度。以壓彎件為主，材料主要為高強度鋼板。對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，有實心鉚釘和空心鉚釘(如下圖41所示)。圖41根據鉚釘頭的形狀，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，用于只能從一邊進行鉚接作業(yè)的輕載聯接件。鉚釘通常是將二塊或幾塊平板形零件聯接在一起，鉚合可分冷鉚和熱鉚。冷鉚時鉚釘不加熱。熱鉚時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 以下進行冷鉚合。其工藝要點如下：應根據被鉚工件的工作選擇鉚釘。應選擇抗剪和抗拉性能較高，且抗擠能力強的鉚釘，最好是Q235或08號冷拔鋼，不能采用中碳鋼。鉚釘直徑按熱鉚要求應比孔小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，鉚釘的長度一般只要鉚釘桿高出鉚接件長度(也稱鉚接余量)即可。鉚釘桿的長度L等于零件總厚度S加鉚釘頭余量Z。鉚釘頭的余量Z可按以下經驗公式確定：Z＝；對d超過φ20mm者，?。?。鉚合件的準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鉚釘孔很好地重合?？v梁與縱梁鉚接時，必須用“定心沖銷”對鉚接件的鉚釘孔進行定心沖孔，使鉚釘孔重合，并提高孔的光潔度和強度。 涂裝工藝提到汽車防腐，人們很 自然會想到車身、車箱等外露沖壓件。其實汽車的防腐是對整車而言，尤其是汽車的重要件和保安件，對不允許在壽命周期內出現腐蝕導致的性能下降和結構損壞。車架是商用車關鍵的總成之一，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構損壞，果將不堪設想。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，所以，確保高質量涂裝至關重要。然而，多年來，我國汽車行業(yè)對車架的涂裝并沒有給予足夠的重視，甚至有人認為，車架 是中厚板件，腐蝕了只是難看一些，不會引起結構損壞。如果整車設計壽命很短且行駛速度不高的話，種觀點似乎還能站住腳，但在人們對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構件鉚接、焊接或螺栓連接而成。我國目前根據生產規(guī)模、設備條件不同，其涂裝工藝差別較大，歸納為大批量生產和小批量生產兩大類。大批量生產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，個別根據需要增加一道面漆。我國大部分載貨車生產廠都采用這種工藝。結束語經過將近四個月不懈努力，終于按時完成畢業(yè)設計。在這段時間里面，我始終按照老師制定的工作進度，開展設計工作。此次車架的設計，表現出的都是自己對車架的認識，還有很多的想法，比如發(fā)動機的布置、橫梁的設計、板簧支架的設計、鉚接和裝配等。當然，由于自身能力的不足，設計時考慮問題還不夠周全，設計出的車架還存在各種問題，設計還不夠完善，這些問題還有待在以后的工作中完善自己的知識面。雖然這次設計還有不足之處，但從這次設計中學到了設計一件產品的流程以及其中所需要的各種知識以及如何汲取這些我們或許以前從未接觸到的知識，這次設計使我加深了對設計的概念，也將對我以后的工作打下一個堅實的基礎。參考文獻劉鴻文 ：高等教育出版社，2004毛昕 ：高等教育出版社，2004濮良貴 紀名剛 ：高等教育出版社，2006陳家瑞 汽車構造（下冊）.北京：機械工業(yè)出版社，2008龔寒微主編 汽車現代設計制造：北京：人民交通出版社，1995劉惟信主編 汽車設計．北京：清華大學出版社，2001廖念釗 互換性與技術測量．北京：中國計量出版社，2008徐灝 機械設計手冊．北京:機械工業(yè)出版社，2000武田信之（日）著，載貨汽車設計．人民交通出版社，1997陳家海著 重型汽車車架設計，川汽科技，1999年第2期致 謝首先要感謝我的指導老師朱和劉文濤老師。朱老師和劉老師工作認真負責，對科研教學有著精益求精的教學態(tài)度，在三個月畢業(yè)設計期間，從各方面指導我們開展畢業(yè)設計，為我們提供良好的設計環(huán)境和條件，使我們感性認識車架的結構，讓我們深入了解CAD的應用；在畢業(yè)設計當中，經常督促我們的工作進度；在畢業(yè)設計后期，多次為我們檢查制圖和說明書的錯誤，使我們的知識面能夠更加豐富，再次對老師表示衷心的感謝。