底盤緊固件開發(fā)的流程和關鍵技術

底盤是指汽車上由傳動系、行駛系、轉向系和制動系四部分組成的組合。底盤的作用是支承、安裝汽車發(fā)動機及其各部件、總成，形成汽車的整體造型，接受發(fā)動機的動力，使汽車產生運動，保證正常行駛。

一個好的底盤，可以保證駕駛者的生命安全。底盤的四大組成部件和發(fā)動機都是使用高強度螺紋緊固件連接在一起的， 這些緊固件的連接質量直接關系到汽車的行駛安全。

01 底盤緊固件開發(fā)流程

底盤緊固件在整車正向開發(fā)過程中的作用相當關鍵，涉及環(huán)節(jié)多，需要每個環(huán)節(jié)都制定完備的流程來優(yōu)化設計和預防失效發(fā)生。下面的流程圖是主流汽車廠底盤緊固件開發(fā)的主要節(jié)點。

02 底盤用緊固件防松處理

由于底盤受力復雜，造成緊固件扭矩衰減的因素較多，所以通常在連接副設計中采取防松措施，如螺紋預涂膠、全金屬自鎖螺母、帶自鎖功能的螺紋結構、具有防松功能的專利螺紋牙，或者是連接副設計自鎖功能。底盤中使用最多的是螺紋預涂膠和全金屬自鎖螺母。如下圖，螺紋預涂膠可參考DIN267、鎖緊螺母可參考Q330。

03 底盤用緊固件常用材料

底盤連接副一般多采用扭矩-轉角法，還有一些連接點采用屈服點擰緊法安裝。這對螺栓的性能指標提出很高的要求，并要求處理好摩擦系數(shù)、硬度、伸長量、屈服強度之間的關系。下表是主機廠底盤緊固件常用的材料。

04 底盤用緊固件螺紋精度等級

螺紋的配合是間隙配合，精度不高的配合會引起連接副扭矩衰減，造成連接失效。為了保證在電泳或涂覆之后螺紋精度合格，一般采取減小外螺紋中徑，加大內螺紋中徑的方式。螺紋精度等級按GB/T 196，和GB/T 197標準執(zhí)行。在不同的表面處理工藝下，對精度要求不同。

05 底盤用緊固件裝配方式的選擇

1、扭矩法裝配

目前主機廠總裝線上最常用的是扭矩法裝配。扭矩法是利用在彈性區(qū)域內扭矩值與預緊力的線性關系，只對緊固扭矩進行控制，操作簡便。

扭矩法的優(yōu)缺點：

a 直接控制加載扭矩，操作簡單，易實現(xiàn)，擰緊設備便宜；

b 用于螺栓彈性區(qū)域；

c 預緊力有較大散差，通?？蛇_到±30%；

d 受摩擦系數(shù)影響大；

e 緊固件材料利用率低；

f 90%的加載扭矩用于克服摩擦力。

2、扭矩-轉角法

最近幾年，越來越多的扭矩-轉角法被使用。扭矩-轉角法是擰緊至規(guī)定的起始扭矩后，再轉過一定的轉角達到螺栓的塑性變形區(qū)或彈性變形區(qū)。設計扭矩-轉角法的關鍵在于起始扭矩和轉角的定義，這個要結合試驗室曲線取值。

相對扭矩法，扭矩-轉角法因通過轉角直接控制螺栓伸長量，擰緊后能獲得較小的預緊力散差，通常在±15%左右。但擰緊設備貴，使用成本高。

扭矩-轉角法的使用要求條件：

a 足夠的螺紋夾持長度（至少6顆牙，并且為螺栓直徑1倍以上）；

b 足夠的內螺紋強度，使螺栓擰緊失效的形式為斷裂而不是滑牙；

c 連接副摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性較好；

d 被連接件的過孔公差以及剛度一致性較好；

e 擰緊設備的控制精度較好；

f 連接副過屈服后至斷裂需要較長的轉角；

g 擰緊過程中不宜出現(xiàn)粘滑現(xiàn)象。

06 底盤常用緊固件類型和技術要點

套管連接類

沖壓板材副車架與車身緊固時，由于副車架上下板材間距較大，一般在副車架兩層板材之間增加一個套管支撐。

設計時需要注意：

a）焊接套管需要注意焊縫的清理，不能有影響貼合的多余焊渣存在；

b）副車架與套管的連接點需要足夠大的支承面，保證緊固件完全貼合到副車架上；

c）套管應有足夠的強度和剛度。

U型連接類

典型的U型連接包括減振器與轉向節(jié)連接點、鑄造型副車架與擺臂連接點。這類連接由于受到?jīng)_壓后整形的影響，很容易導致U型開口的尺寸不一致，需要消除的間隙較大。

設計時需要注意：

a）保證U型開口尺寸的一致性；

b) 設計緊固件時最好考慮到采用扭矩-轉角法，以消除間隙的影響；

c）注意電泳層對摩擦系數(shù)的影響，并注意是否存在粘滑現(xiàn)象；

d）設定安裝扭矩時注意擰緊過程動態(tài)曲線是否存在屈服現(xiàn)象；

f）在安裝動態(tài)曲線圖上注意連接間隙是否消除。

板材連接類

底盤上的板材連接類型較少，但要注意以下設計要點:

a) 對板材厚度 t 和螺栓的肩距 a 的配合尺寸要滿足夾緊厚度的要求；

b) 需要足夠的支承面，保證緊固件與被連接件完全接觸。