車架專業(yè)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1車架專業(yè)車架專業(yè)就像人的身體由就像人的身體由骨架來支持一樣骨架來支持一樣，汽車也必須有，汽車也必須有一幅骨架，這就一幅骨架，這就是車架。是車架。什么是車架什么是車架第1頁/共67頁承受行駛時所受的沖擊、扭曲、慣性力等承受行駛時所受的沖擊、扭曲、慣性力等支撐連接汽車的各零部件支撐連接汽車的各零部件承受汽車自身零部件的重量承受汽車自身零部件的重量車架的作用車架的作用第2頁/共67頁車架的類型車架的類型廣義的車架包括兩大類，我們所說的車架一般指下面的廣義的車架包括兩大類，我們所說的車架一般指下面的1類。類。2.承載式車身承載式車身 主要用于轎車，承載主要用于轎車，承載式車身兼起車架作用式車身

2、兼起車架作用 1.傳統(tǒng)式車架傳統(tǒng)式車架 采用非承載式車身，應(yīng)用于采用非承載式車身，應(yīng)用于貨車、越野車等貨車、越野車等第3頁/共67頁非承載式車身非承載式車身承載式車身承載式車身第4頁/共67頁邊梁式車架邊梁式車架邊梁式車架由兩根位于兩邊的縱梁和若干根橫梁邊梁式車架由兩根位于兩邊的縱梁和若干根橫梁組成，用鉚接法或焊接法將縱梁與橫梁連接成堅組成，用鉚接法或焊接法將縱梁與橫梁連接成堅固的剛性構(gòu)架。固的剛性構(gòu)架。 邊梁式車架邊梁式車架車架分為三類車架分為三類第5頁/共67頁中梁式車架中梁式車架中梁式車架只有一根位于中央貫穿前后的縱梁，中梁式車架只有一根位于中央貫穿前后的縱梁，因此亦稱為脊梁式車架因此亦

3、稱為脊梁式車架。 第6頁/共67頁綜合式車架綜合式車架車架前部是邊梁式，而后部是中梁式，這種車架車架前部是邊梁式，而后部是中梁式，這種車架稱為綜合式車架（也稱復(fù)合式車架）。它同時具稱為綜合式車架（也稱復(fù)合式車架）。它同時具有中梁式和邊梁式車架的特點。有中梁式和邊梁式車架的特點。 第7頁/共67頁. .梯形車架梯形車架. .其他形其他形式式車架的發(fā)展車架的發(fā)展 . .中梁式車中梁式車架架. .承載式車承載式車身身車架的發(fā)展車架的發(fā)展第8頁/共67頁梯梯形形車車架架是是最最早早出出現(xiàn)現(xiàn)的的車車架架形形式式將粗壯的鋼梁焊接或鉚合起來成為一個鋼架，然后在這個鋼架上將粗壯的鋼梁焊接或鉚合起來成為一個鋼架

4、，然后在這個鋼架上安裝引擎、懸架、車身等部件，這個鋼架就是名附其實的安裝引擎、懸架、車身等部件，這個鋼架就是名附其實的“車架車架” 第9頁/共67頁中梁式車架只有一根位于中央貫穿前后的縱梁，因此中梁式車架只有一根位于中央貫穿前后的縱梁，因此亦稱脊骨式車架，中梁的斷面可以做成管形或箱形。亦稱脊骨式車架，中梁的斷面可以做成管形或箱形。第10頁/共67頁 承載式車身承載式車身 也稱作整體式或單體式車架。車身承受所有的也稱作整體式或單體式車架。車身承受所有的載荷，充當(dāng)車架，所以準(zhǔn)確稱呼應(yīng)為載荷，充當(dāng)車架，所以準(zhǔn)確稱呼應(yīng)為“無車架結(jié)構(gòu)的承載式車身無車架結(jié)構(gòu)的承載式車身”第11頁/共67頁其它形式車架其它

5、形式車架 鋼管式車架就是用很多鋼管焊接成一個鋼管式車架就是用很多鋼管焊接成一個框架，再將零部件裝在這個框架上框架，再將零部件裝在這個框架上第12頁/共67頁Text 1Text 2Text 3Text 4將鋁合金條梁焊接、鉚接或貼合在一起組成一個將鋁合金條梁焊接、鉚接或貼合在一起組成一個框架，特點是成本高，不宜大量生產(chǎn)?？蚣?，特點是成本高，不宜大量生產(chǎn)。第13頁/共67頁碳纖維車架為“特殊材料一體成型式車架”。車架的剛度極高，重量比其它任何車架都要輕，重心也可以造得很低。但是制造成本是它的致命傷，因此目前都只用于不計成本的賽車和極少數(shù)量產(chǎn)車上。第14頁/共67頁我們公司的我們公司的SUVSUV

6、、皮卡車架采用的都是邊梁式，但、皮卡車架采用的都是邊梁式，但是其具體結(jié)構(gòu)又不盡相同。根據(jù)底盤形式不同，是其具體結(jié)構(gòu)又不盡相同。根據(jù)底盤形式不同，車架分為車架分為K K底盤形式與底盤形式與KD1KD1底盤形式。底盤形式。K K底盤車架主要應(yīng)用于：哈弗、風(fēng)駿等底盤車架主要應(yīng)用于：哈弗、風(fēng)駿等KD1KD1底盤車架主要用于：迪爾、賽鈴、賽酷等底盤車架主要用于：迪爾、賽鈴、賽酷等另外還有由另外還有由K K底盤車架衍生的變型車架，應(yīng)用于賽底盤車架衍生的變型車架，應(yīng)用于賽影、賽鈴。影、賽鈴。我們的產(chǎn)品我們的產(chǎn)品第15頁/共67頁K K 底盤以哈弗車架為例，其結(jié)構(gòu)形式特點：底盤以哈弗車架為例，其結(jié)構(gòu)形式特點：

7、前段中段后段1.1.采用邊梁式采用邊梁式2.2.分為前、中、后三段分為前、中、后三段第16頁/共67頁KD1KD1底盤以賽鈴小雙車架為例，其結(jié)構(gòu)形式特點：底盤以賽鈴小雙車架為例，其結(jié)構(gòu)形式特點：1.1.采用邊梁式采用邊梁式2.2.為左、右縱梁結(jié)構(gòu)為左、右縱梁結(jié)構(gòu)第17頁/共67頁第18頁/共67頁1.1.車架結(jié)構(gòu)的受力要評價車架設(shè)計和結(jié)構(gòu)的好壞，首先應(yīng)該清楚了解的是車輛在行駛時車架所要承受的各種不同的力。如果車架在某方面的韌性不佳，就算有再好的懸掛系統(tǒng)，也無法達(dá)到良好的操控表現(xiàn)。而車架在實際環(huán)境下要面對4種壓力。a.負(fù)載彎曲第19頁/共67頁如右圖：利用CAE的分析手段來計算的車架彎曲剛度計算

8、工況b. 非水平扭動圖3：扭轉(zhuǎn)剛度計算工況。第20頁/共67頁圖：3c橫向彎曲所謂橫向彎曲，就是汽車在入彎時重量的慣性（即離心力）會使車身產(chǎn)生向彎外甩的傾向，而輪胎的抓著力會和路面形成反作用力，兩股相對的壓力將車架橫向扭曲。f第21頁/共67頁d水平菱形扭動 2.2.縱梁、橫梁及其聯(lián)接第22頁/共67頁常用材料牌號及含義含義含義最低屈服強(qiáng)度最低屈服強(qiáng)度是是235M235MPaPa的的碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼含義含義優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，含碳量含碳量0.2%0.2%Q235SAPH440SAPH4402020材料分類分類3.車架常用材料含義含義Q/BQB 301-2003Q/BQB 301

9、-2003寶鋼標(biāo)準(zhǔn)，抗拉寶鋼標(biāo)準(zhǔn)，抗拉強(qiáng)度強(qiáng)度440440M MPaPa第23頁/共67頁. .焊機(jī)焊焊機(jī)焊胎胎車架制造. .沖壓模具沖壓模具. .沖壓工藝沖壓工藝3.3.焊接工藝焊接工藝第24頁/共67頁冷沖壓：在常溫下，利用沖壓模在壓力機(jī)上對板料施加 壓力，使其產(chǎn)生塑性變形或分離，以而獲得所 需形狀和尺寸的零件的一種壓力加工方法。1.沖壓的概念第25頁/共67頁 1）、分離工序 是使坯料的一部分與另一部分相互分離的工序。 如落料、沖孔、切斷、精沖等 2.沖壓的基本工序第26頁/共67頁a、落料是被分離的部分為成品，而周邊是廢料；b、沖孔是被分離的部分為廢料，而周邊是成品;落料過程仿真落料過

10、程仿真沖孔過程仿真沖孔過程仿真第27頁/共67頁沖裁變形三階段過程彈性變形階段塑性變形階段斷裂分離階段沖裁變形過程仿真第28頁/共67頁 毛坯在不被壞的條件下發(fā)生塑性變形不被壞的條件下發(fā)生塑性變形需形狀，尺寸和精度的加工方法。主要有彎曲、拉深、翻邊等。 2）、工序成形第29頁/共67頁a、彎曲是將坯料彎成一定的角度，一定的曲率形一定形 狀零件的工序。2 彎曲時還應(yīng)盡可能使彎曲線與坯料纖維方向垂直。1 板料外層受拉伸力，內(nèi)層受壓縮力。第30頁/共67頁 回彈現(xiàn)象-由于彈性變形的恢復(fù)，坯料略微彈回一點， 使被彎曲的角度增大。一般回彈角為010。b、拉深是利用模具使沖裁后得到的平板坯料變形成開 口空

11、心零件的工序。 拉伸過程仿真拉伸過程仿真第31頁/共67頁 a、對沖裁件的要求沖裁件的形狀應(yīng)力求簡單、對稱，有利于材料的合理利用（圖9-20） 同時應(yīng)避免長槽與細(xì)長懸臂結(jié)構(gòu)（圖9-21），否則制造模具困難。利用率利用率高高利用率利用率高高落料外形不合理落料外形不合理零件形狀與節(jié)約材料的關(guān)系零件形狀與節(jié)約材料的關(guān)系3.沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性簡述第32頁/共67頁 沖裁件的內(nèi)、外形轉(zhuǎn)角處，要盡量避免尖角，應(yīng)以圓弧連 接。以避免尖角處應(yīng)力集中被沖模沖裂。沖孔件尺寸與厚度關(guān)系合理沖孔件尺寸與厚度關(guān)系合理第33頁/共67頁 b、對彎曲件的要求彎曲件形狀應(yīng)盡量對稱，彎曲半徑不能小于材料允許的最小彎曲 半徑，并

12、應(yīng)考慮材料纖維方向，以免成型過程中彎裂。彎曲邊過短不易彎成型，故應(yīng)使彎曲邊高度H2s。若H2s， 則必須壓槽，或增加彎曲邊高度，然后加工去掉（如圖）。第34頁/共67頁彎曲帶孔件時，為避免孔的變形，孔的邊緣距彎曲中心應(yīng)有一定的 距離（如圖）。圖中L1.52s。當(dāng)L過小時,可在彎曲線上沖工藝 孔,如對零件孔的精度要求較高，則應(yīng)彎曲后再沖孔。C、對拉伸件的要求拉深件外形應(yīng)簡單、對稱，且不宜太高。以便使拉深次數(shù)盡量少，并 容易成型。第35頁/共67頁拉深件的圓角半徑（如圖示）應(yīng)滿足：rdS，R2S，r（3-5）S。 否則，應(yīng)增加整形工序。第36頁/共67頁在沖壓加工中，將材料加工成零件（或半成品）的

13、一種特殊工藝裝備（俗稱沖模）。 1、沖壓模具3.模具概述第37頁/共67頁沖壓件品種式樣繁多，導(dǎo)致沖模類型多種多樣。2、沖壓模具分類1）沖裁模具帶滑動機(jī)構(gòu)的側(cè)沖孔模帶滑動機(jī)構(gòu)的側(cè)沖孔模具具落料模落料模具具第38頁/共67頁2）、拉延模：使毛坯料片變成開口空腔狀件的模具K2DK2D螺旋簧支座螺旋簧支座拉 延 模 示 意 圖下 模 2.頂 桿 3.壓 邊 圈 4.上 模3）、成型模第39頁/共67頁2)、翻邊不平整3)、翻邊拉毛4)、翻邊裂5)、翻邊回彈6)、扭曲變形1)、成型不到位4、沖壓件常見缺陷第40頁/共67頁焊接是通過局部加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使分離的兩部分金屬形

14、成原子間結(jié)合的一種加工方法。焊接及其本質(zhì)焊接及其本質(zhì) 焊接兩大特點就是加熱、加壓焊接兩大特點就是加熱、加壓（二）、車架焊接概述第41頁/共67頁焊接熔化極熔焊壓焊釬焊非熔化極電弧焊氣焊激光焊焊條電弧焊埋弧焊CO2氣體保護(hù)焊鎢極氬弧焊電阻焊摩擦焊超聲波焊烙鐵釬焊火焰釬焊對焊縫焊點焊等離子弧焊焊接方法分類焊接方法分類第42頁/共67頁 焊接焊接焊接做為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中重要的連接金屬方法 ，同樣也被應(yīng)用到車架生產(chǎn)中。 焊接焊接車架與焊接車架與焊接第43頁/共67頁1.CO21.CO2氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊車架中常用焊接方法車架中常用焊接方法圖為CO2氣體護(hù)焊的焊機(jī)第44頁/共67頁優(yōu)點優(yōu)點 1 焊接生產(chǎn)

15、率高2 焊接成本低3 焊接變形小4 焊接質(zhì)量高5 適用范圍廣6 操作簡單CO2CO2氣體保護(hù)焊特點氣體保護(hù)焊特點 車架中的焊接大部分使用的是CO2氣體保護(hù)焊第45頁/共67頁缺點缺點 1 飛濺率較大且表面成形較差 2 很難用交流電源進(jìn)行焊接 3 抗風(fēng)能力差 4 不能焊接易氧化的有色金屬車架生產(chǎn)中使用防飛濺液、直流交換電源等克服這些缺點。第46頁/共67頁2.2.點點 焊焊棒狀銅電極壓緊后通電加熱，在工件之間形成橢球狀熔化核心，切斷電流冷卻結(jié)晶形成熔核。1.1.上電上電極極2.2.工件工件3.3.下電極下電極第47頁/共67頁點焊過程點焊過程：預(yù)加壓力預(yù)加壓力 通電加熱通電加熱 鍛壓鍛壓工藝參數(shù)

16、：工藝參數(shù)： 焊接電流 電極壓力 焊接時間 電極頭端面直徑第48頁/共67頁車架橫梁點車架橫梁點焊焊 應(yīng)用范圍：應(yīng)用范圍： 適用于薄板焊接，在汽車制造業(yè)得到大量應(yīng)用。因車架鋼板較厚，應(yīng)用此種焊接不如車身廣泛。車身中車身中的點焊的點焊第49頁/共67頁2.2.凸凸 焊焊車架上焊接的螺母都是凸焊上的。凸焊螺母凸焊螺母凸焊機(jī)凸焊機(jī)第50頁/共67頁焊接對車架的影響焊接對車架的影響焊接應(yīng)力和變形焊接應(yīng)力和變形 焊接過程中，由于被連接構(gòu)件局部受熱和焊后不均勻冷卻，將產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力和焊接變形。焊接應(yīng)力與變形對車架構(gòu)件的穩(wěn)定穩(wěn)定和疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度均有顯著的影響，焊接殘余應(yīng)力高的可達(dá)到鋼材屈服點。第51頁/

17、共67頁焊接變形可使構(gòu)件產(chǎn)生初始缺陷。設(shè)計焊接結(jié)構(gòu)以及施工過程都應(yīng)采取措施，減少焊接應(yīng)力和焊接變形。防止變形過大的方法防止變形過大的方法：1）設(shè)計應(yīng)考慮在保證安全的前提下減小焊縫的尺寸；2）合理的坡口形狀；3）對稱布置焊縫；4）選擇合理的焊接順序等。 第52頁/共67頁四、車架失效分析車架失效分析是在車架設(shè)計和制造過程中對構(gòu)成車架的子系統(tǒng)、零件進(jìn)行分析，找出所有潛在的失效模式，并分析其可能的結(jié)果，從而預(yù)先采取必要措施，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性的一種系統(tǒng)化的活動。車架車架失效分析失效分析定義定義第53頁/共67頁車架焊接總成發(fā)動架機(jī)支架焊接組件第四橫梁焊接總成第三橫梁焊接總成車身支撐貨箱支撐變速

18、器支架油箱前支架一、車架重要組成部分及功能第54頁/共67頁功功 能能車架焊接總成車架焊接總成支撐車身和發(fā)動機(jī)等有關(guān)部件支撐車身和發(fā)動機(jī)等有關(guān)部件承受力和力矩承受力和力矩吸收撞擊產(chǎn)生的能量吸收撞擊產(chǎn)生的能量減少傳動系統(tǒng)與路面引起的振動和噪聲減少傳動系統(tǒng)與路面引起的振動和噪聲第55頁/共67頁第五橫梁焊接總成第四橫梁焊接總成吸收正面撞擊能量支撐發(fā)動機(jī)減少發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的振動發(fā)動機(jī)支架焊接組件前防撞梁焊接總成支撐變速器支撐發(fā)動機(jī)減少發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的振動第56頁/共67頁項目潛在失效模式失效后果潛在失效的起因車架焊接 總成變形l底盤系統(tǒng)產(chǎn)生噪音，影響整車性能l車架過早損壞l整車舒適性降低l選用材料不當(dāng)l焊接

19、缺陷l設(shè)計不合理l應(yīng)力集中縱橫梁開裂l行駛性降低l整車舒適性降低l功能降低l整車壽命縮短l整車可靠l選用材料不當(dāng)l焊接缺陷l設(shè)計不合理l應(yīng)力集中零部件斷裂l喪失行駛功能l可靠性降低l車架過早損壞l產(chǎn)生噪音l選用材料不當(dāng)l焊接缺陷l設(shè)計不合理l應(yīng)力集中底盤腐蝕l可靠性降低l車架過早損壞l整車強(qiáng)度剛度降低l產(chǎn)生噪音l選用材料不當(dāng)l焊接缺陷l漆面不均勻二、潛在失效后果及起因第57頁/共67頁1 1、第二橫梁焊接總成、第二橫梁焊接總成項目潛在失效模式失效后果潛在失效的起因第二橫梁焊接總成彎曲扭轉(zhuǎn)變形l零部件移位l轉(zhuǎn)向性能下降或喪失l行駛性能下降或喪失l高速穩(wěn)定性下降l選用材料不當(dāng)l焊接缺陷l設(shè)計不合理

20、l應(yīng)力集中焊縫開裂l可靠性降低l整車壽命縮短l轉(zhuǎn)向性能下降或喪失l行駛性能下降或喪失l高速穩(wěn)定性下降l產(chǎn)生噪音l選用材料不當(dāng)l焊接缺陷l應(yīng)力集中橫梁下板腐蝕l可靠性降低l整車壽命縮短l選用材料不當(dāng)l焊接缺陷第58頁/共67頁2 2、第四橫梁焊接總成、第四橫梁焊接總成項目潛在失效模式失效后果潛在失效的起因第四橫梁焊接總成彎曲變形l變速器移位l通過性降低l整車壽命降低l選用材料不當(dāng)l焊接缺陷l設(shè)計不合理l應(yīng)力集中焊縫開裂l可靠性降低l整車壽命減少l產(chǎn)生噪音l選用材料不當(dāng)l焊接缺陷l應(yīng)力集中橫梁下板腐蝕l可靠性降低l整車壽命減少l選用材料不當(dāng)l焊接缺陷l漆面不均勻第59頁/共67頁3 3、前防撞梁焊接總成、前防撞梁焊接總成項目潛在失效模式失效后果潛在失效的起因前防撞梁焊接總成彎曲扭轉(zhuǎn)變形l影響整車碰撞安全 性能l行駛性降低l整車舒適性降低l功能降低l整車壽命縮短l整車可靠焊縫開裂l影響整車碰撞安全 性能第60頁/共67頁4 4、發(fā)動機(jī)支架焊接組件、發(fā)動機(jī)支架焊接組