底盤(pán)緊固件開(kāi)發(fā)的流程和關(guān)鍵技術(shù)

底盤(pán)是指汽車(chē)上由傳動(dòng)系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系四部分組成的組合。底盤(pán)的作用是支承、安裝汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)及其各部件、總成，形成汽車(chē)的整體造型，接受發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，使汽車(chē)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，保證正常行駛。

一個(gè)好的底盤(pán)，可以保證駕駛者的生命安全。底盤(pán)的四大組成部件和發(fā)動(dòng)機(jī)都是使用高強(qiáng)度螺紋緊固件連接在一起的， 這些緊固件的連接質(zhì)量直接關(guān)系到汽車(chē)的行駛安全。

01 底盤(pán)緊固件開(kāi)發(fā)流程

底盤(pán)緊固件在整車(chē)正向開(kāi)發(fā)過(guò)程中的作用相當(dāng)關(guān)鍵，涉及環(huán)節(jié)多，需要每個(gè)環(huán)節(jié)都制定完備的流程來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)和預(yù)防失效發(fā)生。下面的流程圖是主流汽車(chē)廠(chǎng)底盤(pán)緊固件開(kāi)發(fā)的主要節(jié)點(diǎn)。

02 底盤(pán)用緊固件防松處理

由于底盤(pán)受力復(fù)雜，造成緊固件扭矩衰減的因素較多，所以通常在連接副設(shè)計(jì)中采取防松措施，如螺紋預(yù)涂膠、全金屬自鎖螺母、帶自鎖功能的螺紋結(jié)構(gòu)、具有防松功能的專(zhuān)利螺紋牙，或者是連接副設(shè)計(jì)自鎖功能。底盤(pán)中使用最多的是螺紋預(yù)涂膠和全金屬自鎖螺母。如下圖，螺紋預(yù)涂膠可參考DIN267、鎖緊螺母可參考Q330。

03 底盤(pán)用緊固件常用材料

底盤(pán)連接副一般多采用扭矩-轉(zhuǎn)角法，還有一些連接點(diǎn)采用屈服點(diǎn)擰緊法安裝。這對(duì)螺栓的性能指標(biāo)提出很高的要求，并要求處理好摩擦系數(shù)、硬度、伸長(zhǎng)量、屈服強(qiáng)度之間的關(guān)系。下表是主機(jī)廠(chǎng)底盤(pán)緊固件常用的材料。

04 底盤(pán)用緊固件螺紋精度等級(jí)

螺紋的配合是間隙配合，精度不高的配合會(huì)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(nèi)螺紋中徑的方式。螺紋精度等級(jí)按GB/T 196，和GB/T 197標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。在不同的表面處理工藝下，對(duì)精度要求不同。

05 底盤(pán)用緊固件裝配方式的選擇

1、扭矩法裝配

目前主機(jī)廠(chǎng)總裝線(xiàn)上最常用的是扭矩法裝配。扭矩法是利用在彈性區(qū)域內(nèi)扭矩值與預(yù)緊力的線(xiàn)性關(guān)系，只對(duì)緊固扭矩進(jìn)行控制，操作簡(jiǎn)便。

扭矩法的優(yōu)缺點(diǎn)：

a 直接控制加載扭矩，操作簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)，擰緊設(shè)備便宜；

b 用于螺栓彈性區(qū)域；

c 預(yù)緊力有較大散差，通?？蛇_(dá)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(zhuǎn)角法

最近幾年，越來(lái)越多的扭矩-轉(zhuǎn)角法被使用。扭矩-轉(zhuǎn)角法是擰緊至規(guī)定的起始扭矩后，再轉(zhuǎn)過(guò)一定的轉(zhuǎn)角達(dá)到螺栓的塑性變形區(qū)或彈性變形區(qū)。設(shè)計(jì)扭矩-轉(zhuǎn)角法的關(guān)鍵在于起始扭矩和轉(zhuǎn)角的定義，這個(gè)要結(jié)合試驗(yàn)室曲線(xiàn)取值。

相對(duì)扭矩法，扭矩-轉(zhuǎn)角法因通過(guò)轉(zhuǎn)角直接控制螺栓伸長(zhǎng)量，擰緊后能獲得較小的預(yù)緊力散差，通常在±15%左右。但擰緊設(shè)備貴，使用成本高。

扭矩-轉(zhuǎn)角法的使用要求條件：

a 足夠的螺紋夾持長(zhǎng)度（至少6顆牙，并且為螺栓直徑1倍以上）；

b 足夠的內(nèi)螺紋強(qiáng)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(guò)孔公差以及剛度一致性較好；

e 擰緊設(shè)備的控制精度較好；

f 連接副過(guò)屈服后至斷裂需要較長(zhǎng)的轉(zhuǎn)角；

g 擰緊過(guò)程中不宜出現(xiàn)粘滑現(xiàn)象。

06 底盤(pán)常用緊固件類(lèi)型和技術(shù)要點(diǎn)

套管連接類(lèi)

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

設(shè)計(jì)時(shí)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(chē)架與套管的連接點(diǎn)需要足夠大的支承面，保證緊固件完全貼合到副車(chē)架上；

c）套管應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。

U型連接類(lèi)

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

設(shè)計(jì)時(shí)需要注意：

a）保證U型開(kāi)口尺寸的一致性；

b) 設(shè)計(jì)緊固件時(shí)最好考慮到采用扭矩-轉(zhuǎn)角法，以消除間隙的影響；

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

d）設(shè)定安裝扭矩時(shí)注意擰緊過(guò)程動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)是否存在屈服現(xiàn)象；

f）在安裝動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)圖上注意連接間隙是否消除。

板材連接類(lèi)

底盤(pán)上的板材連接類(lèi)型較少，但要注意以下設(shè)計(jì)要點(diǎn):

a) 對(duì)板材厚度 t 和螺栓的肩距 a 的配合尺寸要滿(mǎn)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。