SUV副車架產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)定要素

殷鋼

(長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北保定 071000)

SUV副車架產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)定要素

殷鋼

(長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北保定 071000)

SUV副車架是車輛懸架系統(tǒng)的基本組成部件，其設(shè)計(jì)必須滿足尺寸、功能、焊接工藝等方面要求，在設(shè)計(jì)過(guò)程中不可避免會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)失效的情況。提出副車架產(chǎn)品設(shè)計(jì)常見(jiàn)失效模式，供產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)人員借鑒。

副車架；產(chǎn)品設(shè)計(jì)；失效模式

0 引言

由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要性，為了保證和提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)成為必然[1]。SUV副車架是車輛懸架系統(tǒng)中的基礎(chǔ)零部件，其余零部件以副車架為依托，發(fā)揮懸架系統(tǒng)的功能作用。副車架設(shè)計(jì)是關(guān)系整個(gè)懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否成功的關(guān)鍵，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)綜合考慮尺寸、功能、焊接及裝配工藝等諸方面因素。文中針對(duì)副車架設(shè)計(jì)過(guò)程中易出現(xiàn)的一些典型失效形式展開(kāi)論述，設(shè)計(jì)人員可以此為契入點(diǎn)，作為設(shè)計(jì)評(píng)定的參考要素，推廣到同類問(wèn)題，避免產(chǎn)品設(shè)計(jì)可能出現(xiàn)的失效。

1 副車架尺寸基準(zhǔn)選擇

1.1 副車架主尺寸基準(zhǔn)

圖1 副車架主視圖 圖2 副車架左視圖

見(jiàn)圖1—2，一般X、Y向基準(zhǔn)選擇比較容易，Z向不能以單獨(dú)的理想套管的底面作為基準(zhǔn)，應(yīng)以4個(gè)套管的合成形成基準(zhǔn)，如圖3所示。

1.2 零件尺寸基準(zhǔn)選擇

以上述產(chǎn)品為例，尾部安裝支架孔的標(biāo)注見(jiàn)圖4。

安裝支架以套管為基準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)注，實(shí)際安裝位置應(yīng)在整體基準(zhǔn)坐標(biāo)系中，與套管無(wú)直接關(guān)系，且焊接時(shí)此支架不與套管在一個(gè)工序焊接，實(shí)際很難以套管定位進(jìn)行焊接，修正后標(biāo)注見(jiàn)圖5。

2 副車架功能結(jié)構(gòu)選擇

2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置支架設(shè)計(jì)

見(jiàn)圖6，下板與加強(qiáng)板點(diǎn)焊，造成懸置安裝面不平，影響裝配性能。改進(jìn)方法：點(diǎn)焊改為弧焊，焊縫設(shè)置在加強(qiáng)板兩端，保證安裝面平面度要求。改進(jìn)后零件反面如圖7所示。

圖6 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置支架 圖7 改進(jìn)后零件反面

2.2 開(kāi)口檔位的功能結(jié)構(gòu)

發(fā)動(dòng)機(jī)懸置支架安裝位如圖8所示。懸置開(kāi)口尺寸在焊接中靠上下板自然形成，無(wú)法靠夾具設(shè)計(jì)保證，將螺母結(jié)構(gòu)改為內(nèi)螺紋套管，如圖9所示，實(shí)際中根據(jù)尺寸要求，調(diào)節(jié)夾具定位尺寸滿足設(shè)計(jì)尺寸要求。

圖8 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置支架安裝位 圖9 圖8的改進(jìn)結(jié)構(gòu)

2.3 車身安裝位的功能結(jié)構(gòu)

2.3.1 車身安裝支架的連接結(jié)構(gòu)

圖10中車身安裝支架由于是多重板疊加而成，尺寸累計(jì)誤差無(wú)法保證最終尺寸要求，結(jié)構(gòu)修正見(jiàn)圖11。

圖10 車身安裝支架 圖11 圖10的修正結(jié)構(gòu)

修正后可在制造過(guò)程情況中進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證最終尺寸要求。

2.3.2 車身安裝面基準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)

圖12中，Z向基準(zhǔn)A與Z向基準(zhǔn)B成一角度，基準(zhǔn)A平行于水平面，基準(zhǔn)B與水平面有一夾角，基準(zhǔn)B角度變化會(huì)顯著影響整個(gè)基準(zhǔn)面，更改基準(zhǔn)B為水平，見(jiàn)圖13。

2.4 型面配合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

型面圓弧角處，圖14中間隙僅為0.8 mm,應(yīng)最少留有2 mm間隙，見(jiàn)圖15，避免干涉現(xiàn)象，保證主要配合型面的配合尺寸要求。

車架其余功能結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，可考慮以上思路進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3 車架工藝性能的設(shè)計(jì)

3.1 焊道搭接邊的設(shè)計(jì)

圖16中焊道與邊線搭接寬度僅4 mm，焊接過(guò)程中不可避免出現(xiàn)燒邊現(xiàn)象，調(diào)整搭接寬度大于6 mm，見(jiàn)圖17。

圖16 焊道與邊線搭接示意 圖17 調(diào)整后的搭接寬度

3.2 點(diǎn)焊間距的設(shè)計(jì)

3.3 焊槍的空間位置

調(diào)整前如圖19所示，焊槍與零件干涉，無(wú)法施焊。調(diào)整零件包邊，包邊外延，焊槍不與產(chǎn)品干涉，見(jiàn)圖20。

圖19 調(diào)整前焊槍的空間位置 圖20 調(diào)整后焊槍的空間位置

在產(chǎn)品存在銳角、直角、深坑、翻邊等結(jié)構(gòu)時(shí)，均須考慮焊槍的可達(dá)性。

3.4 焊接螺母的設(shè)計(jì)

焊接螺母的設(shè)計(jì)見(jiàn)圖21。凸焊螺母騎在沖壓件邊緣R角上，螺母放置不平，焊接質(zhì)量差，影響螺母焊接扭矩強(qiáng)度。將螺母位置向中間移動(dòng)，脫離R角邊緣，如圖22所示。

圖21 調(diào)整前焊接螺母的位置 圖22 調(diào)整后焊接螺母的位置3.5 零件裝配的適應(yīng)性

植物季相變化對(duì)植物景觀的營(yíng)造不僅體現(xiàn)在空間上，而且體現(xiàn)在植物栽植上，植物在培養(yǎng)的過(guò)程中由于大小、形態(tài)、高低的影響，要求在栽培中上下結(jié)合、高低調(diào)和，而且以互相浸透的方式來(lái)還原其自身所具有的自然之美。擴(kuò)展景深、豐富空間層次是現(xiàn)階段植物栽培的主要方式，通過(guò)合理配置，形成豐富的景觀，能使小區(qū)的植物景觀發(fā)生不一樣的變化，呈現(xiàn)出不同的景觀效果，使居住區(qū)形成多樣化的觀賞空間。

見(jiàn)圖23，側(cè)彎梁包裹鋼管，側(cè)彎梁無(wú)法裝配到鋼管上去。減少配合的弧線長(zhǎng)度可以正常裝配，如圖24所示。

圖23 調(diào)整前 圖24 調(diào)整后

4 結(jié)論

產(chǎn)品質(zhì)量是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品價(jià)值的重要保證，質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到產(chǎn)品的銷量，進(jìn)而影響企業(yè)的生存和發(fā)展。設(shè)計(jì)質(zhì)量是構(gòu)成產(chǎn)品質(zhì)量的核心要素，設(shè)計(jì)質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)會(huì)極大地影響設(shè)計(jì)質(zhì)量，設(shè)計(jì)質(zhì)量缺陷會(huì)給企業(yè)帶來(lái)難以估量的巨大損失[2]，在設(shè)計(jì)中應(yīng)做到:

(1)考慮產(chǎn)品的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的合理性；(2)考慮設(shè)計(jì)產(chǎn)品的工藝可行性、產(chǎn)品精度的選擇與工藝手段的匹配性；(3)與其他零部件的可裝配性；(4)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上應(yīng)考慮焊裝夾具設(shè)計(jì)的需要。

【1】郭凱．產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法及其應(yīng)用研究[D]．沈陽(yáng)：東北大學(xué)，2009.

【2】鄧俊.設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)研究[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2012.

Evaluation Elements for Product Design of SUV Subframe

YIN Gang

(Technical Center of Great Wall Motor Company，Hebei Automobile Engineering TechnologyResearch Center, Baoding Hebei 071000,China)

SUV subframe is the basic components of the vehicle suspension system, its design must meet the requirements of size, function, welding process,etc. In the design process, the design fail is inevitably. Some typical failure modes in the design process of the subframe were discussed. It provides reference for product development and design staff.

Subframe; Product design; Failure modes

2015-07-19

殷鋼，男，本科，工程師，研究方向?yàn)槠嚨妆P焊接。E-mail：791326398@qq.com。