福田汽车车架设计培训教程PPT课件

福田汽车车架设计规范培训教程,.,第一部分前言,第三部分欧曼车架设计规范,目录,第二部分重型车车架设计基础,.,前言,首先感谢大家来学习车架设计规范，还要感谢设计规范的编制者王述明王工，本文还借用了董晓东董工的车架培训材料，在此表示感谢。,其次车架是一个非常重要的零部件，对车来说比人的脊柱还重要，车上的所有东西都是安装在车架上，所以车架设计首先要保证可靠性，其次在保证可靠性的前提下尽可能进行轻量化设计。,最后车架设计好坏不仅和车架设计人员有关，更需要系统工程师的支持，在此代表整车所对各系统多年来的支持表示感谢。,.,第一部分前言,第三部分欧曼车架设计规范,目录,第四部分模块化合协同设计,第五部分新材料、新工艺应用,第二部分重型车车架设计基础,第六部分工作心得,.,1、沟通能力（双赢互助关系的建立）2、市场研究能力3、结构设计能力4、模块化设计5、创新能力,1、车架设计主管的能力要求,.,2.：沟通能力,车架设计规范培训教程,1、要了解各系统主管的性格和行为习惯；2、要习惯看各系统安装图；3、要了解各系统的配置和安装细节；4、车架是汽车所有零部件的载体，要整体协调各个零部件的安装；5、协调中存在系统干涉问题，要协调解决好各系统的关系，协调的的主要原则如下；,满足整车和各系统功能要求小的让大的软的让硬的非模块化的让模块化的,.,3：市场调研能力,车架设计规范培训教程,1、要掌控自己的产品；,熟知的车架结构、强度、熟知车架上每一个孔的用处熟知车架的优缺点熟知对上装的要求，尤其是副车架的设计要求具有处理市场问题的能力，可以找到根本问题，解决并提升,2、要熟知竞争对手的产品，尤其要对竞争对手的改进具有敏感性；,要时刻关注竞争对手的改进；要分析竞争对手改进的原动力，及时判定我们是否要进行改进,.,4：结构设计能力,车架设计规范培训教程,4.2、熟练掌握设计规范；,Q-FTA032-2009汽车车架总成技术条件是设计、生产、验收的强制性文件,4.1、严格执行车架设计企业标准；,设计规范是一个指导性规范，但里面凝结了很多设计经验，设计指导性很强。违反设计归规范设计会造成很大的设计风险违反设计规范设计可能会造成工艺无法支持,.,车架设计规范培训教程,4.3、车架基础知识；,4.3.1、概念：汽车的基体，一般由两根纵梁和几根横梁组成，经由悬挂装置前桥后桥支承在车轮上。具有足够的强度和刚度以承受汽车的载荷和从车轮传来的冲击。,4.3.2、欧曼车架结构：LadderChassis(梯形车架)，梯形车架还有一个更为人熟知的名称阵式车架，是最早出现的车架形式。顾名思义，梯形车架的样子就好像一条平躺着的梯子由两条纵向的主粱(longitudinalsidemember)，结合许多大小(粗细)不同的副横梁(crossmember)所构成的，有些情况还会加上斜梁(crossbraces)作巩固。直到上世纪60年代，它仍然被大部分汽车所采用。随着不同形式的车架设计的诞生，梯形车架应用到一般小轿车上的情况越来越罕见，除了专门的越野车，如Jimmy、Landcrusier或者Trooper等，现在只有商用车才使用梯形车架。,.,车架设计规范培训教程,4.3.3、典型的梯形车架；,图例1.管状横梁2.纵梁3.加强梁4.元宝梁5.槽形梁6.背靠背梁7.鞍座连接板8.飞机梁9.后尾梁,还有前横梁和左右托架，在403子组,.,车架设计规范培训教程,4.3.4、欧曼车架类型；,.,车架设计规范培训教程,4.3.5、车架设计结构原则,等宽度车架结构优先,等高度车架结构优先,1.车架工艺简单。2.设备投入少，成本低。3.不存在折弯部分的变形应力。4.纵梁腹板不存在斜面，无需设计特殊的连接支架。5.生产效率高。,1.车架工艺简单。2.设备投入少，成本低。,平台统一原则,1.同一平台车型采用同一种车架结构。,满足使用要求和长期规划原则,1选择车架结构一定要满足车辆使用要求2、满足产品的长期规划,.,车架设计规范培训教程,4.3.6、横梁与纵梁连接方式的选择,1.铆接不易脱落装配效率高2.螺栓连接预紧力大便于拆卸和上装改装3.焊接刚性车架使用，一般在大型汽车矿用上使用，普通运输车辆主车架不采用。4.拉铆国外汽车普遍采用拉铆方式连接。,注：螺栓连接时，螺栓最好有内向外穿，螺母位于车架外侧。优点如下：1.管线走向顺畅2.避免螺栓磨穿线束3.可以保证达到预期的扭矩。,.,车架设计规范培训教程,4.3.7、拉铆介绍,拉铆不同于传统的拉铆工艺，拉铆钉最终不会被拉断，拉铆设备与压铆设备相似，也采用液压原理，因而现有液压站、液压管在采用拉铆工艺时可继续延用。拉铆工艺同现压铆工艺一样，对工艺条件（环境）无明显特殊要求。而且，拉铆紧固件对被铆孔的公差要求与现有压铆工艺相同，如12mm压铆钉所需的铆孔为13mm，12mm拉铆紧固件所需的孔径也为13mm。这样若将现压铆工艺改为该拉铆工艺，产品图样不需做任何改动.压铆在压紧力，抗剪切能力，抗疲劳能力均优于现在采用的压铆和螺栓连接，随着市场竞争的进一步发展，拉铆技术在国产车架上也会尽快使用。,.,车架设计规范培训教程,4.3.8、拉铆介绍,.,车架设计规范培训教程,4.3.9、车架横梁的种类,.,车架设计规范培训教程,4.3.10、横梁的布置,1.车架最前端开口处，必须布置扭转刚度大的横梁（我们采用槽型前横梁，403子组，管梁（CAE分析可取消）和前横梁结合）2.在前轴后端约1米左右，6*4设置元宝梁，8*4设置托架梁。3.在后板簧支架处，必须设置横梁。4.在油箱或电瓶箱处，尽量设置横梁。5.后桥处横梁，需有足够的刚度和强度（自卸汽车需特别加强）。6.自卸汽车因路况差，举升时扭转刚度需求较大，横梁和横梁之间的距离为800-1200之间7、公路运输用平板和牵引车需要设计为柔性车架，同时因降重和降成本要求，保证车架所需钢度前提下横梁间距尽可能大。,.,车架设计规范培训教程,元宝梁的和托架梁设计及安装,元宝梁的设计原则,元宝梁和托架梁为车架的保险丝，频繁受力。故优先使用冲压件，由于超载越来越严重，自卸车的元宝梁已从单纯的冲压件改为冲压拼焊件。,元宝梁布置在车架因安装发动机和变速箱无空间布置横梁的位置。一般为前1轴后方1米左右，6*4称为元宝梁，8*4称为托架梁。,4.3.11、元宝梁和托架梁设计及安装（在悬架子组）,.,5：模块化设计能力,车架设计规范培训教程,1、欧曼现有的编号规则，从车架型号上得不到任何模块化的信息，不仅新设计人员无法得到已设计车架的信息，资深的设计人员也不容易区分车架资源。,5.1、车架名称规范化；,2、务必对车架的名称给予规范，尽可能的从名称中的到更多的信息，使不同的设计人员都能尽快的找的可通用的车架信息，避免重复设计车架。,3、自卸汽车车架名称设计已进行规范化。右下图是对9系自卸车架的搜索结果,.,5.2自卸汽车车架名称编制规则,.,车架设计规范培训教程,5.3.车架品种的模块化通则,1.一副车架可以承载所有总成的混合搭配如：发动机、变速箱、前轴、后桥、悬架。2.如车架总成无法通用，则力求使车架纵梁通用。3.如车架纵梁无法通用，则力求使纵梁上的孔位模块化，做到通用。4.横梁通用，力求横梁品种尽可能少。5.车架附件尽可能通用如：与副车架的连接板、鞍座制成板等。6.悬架横梁附近，变速箱后部第一根横梁前部和后悬为三大功能区域,务必保证模块统一，一经定义不得更改。,各种发动机,各种变速箱,各种后桥,各种后桥,各种悬架,各种悬架,各种车架连接件,各种悬架,各种悬架,各种车架连接件,.,车架设计规范培训教程,5.4.车架品种的系列化,在车架通用化的前提下，使车架系列化。目标：1.在只轴距变化，且无需增加横梁时，车架不增减一孔。2.在只轴距变化，且需增加横梁，车架只增加横梁用孔。,.,车架设计规范培训教程,5.5.车架横梁的系列化,尽可能的减少横梁的种类，在日常工作中随时做模块化工作，下面是我们在做潍柴多楔带工作时，把以前十几种管梁统一为四种，这四种管梁同时可以拓展使用到处康明斯发动机以外的所有发动机使用,.,车架设计规范培训教程,5.6.车架模块化定义,模块化定义的时间：1、在新系列车型开始设计时，必须对模块进行定义，定义后的模块未经重新定义不得更改。2、旧的模块化定义不能满足设计改进需求时，必须提出模块化更改申请，并提出新的模块化定义，在新的模块化定义为经批准，不得随意调整车架孔位。模块化定义的范围：1、总体布置对功能件进行统一的模块化布置，经总布置评审后固化到设计文件中。2、根据总布置确认的模块化方案，对车架的功能孔位进行定义。,.,6：创新能力,车架设计规范培训教程,1.5.1要对标杆厂家车架结构变化具有敏感性,1.5.2要对标杆厂家车架材料变化具有敏感性,1.5.3要对车架的轻量化技术具有敏感性,1.5.4要对国家法律、法规和行业规范变化具有敏感性,1.5.5要对新材料、新工艺在车架上的应用具有敏感性,.,第一部分前言,第三部分欧曼车架设计规范,目录,第二部分重型车车架设计基础,.,车架设计规范培训教程,1、车架设计基本要求（禁止性规定、必须严格执行）,1、图纸上尺寸标注必须和实际一致，绝不允许存在标注尺寸与实际不符合的情况,2、必须先更改图样在更改尺寸,3、不相信任何一张外来图纸，装配验证时必须先验证外来图纸的正确性,2、车架设计进一步的要求（非禁止性规定，看个人对自己要求）,1、知道不同车辆类型对车架的不同要求,2、熟悉管辖车架的资源,3、不断地总结设计经验，保持对市场问题的敏感性，可以举一反三,4、注意更改对售后服务的影响,4、全面的更改相关零部件,.,车架设计规范培训教程,3、标注,整车上用笛卡尔直角坐标系（右手坐标系）X轴以前轮中心为分界，前负后正；Y轴以汽车对称中心为分界，左负右正；Z轴以地板下表面或纵梁上表面为分界，上正下负。,车架坐标系同整车：X向以前轮中心为分界，画出零线，前负后正，等间隔线为标注基准，1X=100mm；Y向以汽车对称中心为分界，左负右正，图纸不标正负；Z向图纸仅标尺寸，不标正负，可以上下翼面为标注基准。,3.1、标注基准,.,车架设计规范培训教程,3.2、纵梁总成的标注基础,车架坐标系同整车：X向以前轮中心为分界，画出零线，等间隔线为标注基准，不标正负，前负后正；Y向以汽车左纵梁腹板为基准，不得以纵梁其他部分为基准；Z向应以车架上翼面为标注基准，为标注方便车架上下翼面均可做标注基准，但系列孔位必须以单一翼面为标注基准（如发动机前后悬置孔必须以同一翼面为标注基准进行标注）。,错误标注示例,.,车架设计规范培训教程,3.3、车架标注适用标准,尺寸标注应按国标准标：GB/T4458.5-2003机械制图尺寸公差与配合注法、GB/T1184-1996形状和位置公差未注公差值、GB/T1804-2000一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差等要求进行规范标注。,3.4、配合尺寸标注,1）标注总成件所含部件或零件的位置关系尺寸即定位尺寸2）标注零件与零件之间、零件与部件之间、部件与部件之间的配合公差3）标注总成件在上级总成件中的安装尺寸和外廓尺寸4）依据产品加工、装配所要求的配合要求进行合理地标注,.,车架设计规范培训教程,3.5、基本尺寸标注,1）非配合尺寸、单一孔的定位尺寸可以直接标注名义尺寸，不需标注定位尺寸公差2）同一组孔只有2个孔时，一般只标注两个孔之间的尺寸公差3）同一组孔大于2个孔时，应以位置度公差进行标注4）同一组孔所连接的支架如同时与翼面和腹板连接时，其定位尺寸一定要以所要连接的翼面作为基准面，定位尺寸应标注减公差5）同一组孔应只标注一组定位尺寸，不能将其分开定位标注，尤其不能一部分孔以上翼面为基准，一部分孔以下翼面为基准6）同一组孔标注定位尺寸时，选择基准应以上下翼面、座标线为优先基准。最好不要取另一组与之不相关的孔作为定位基准7）同一组孔距离相隔较远或附近类似孔较多不好分辨时，应涂以分辩标记,.,车架设计规范培训教程,4、车架纵梁孔位布置设计,1）安装固定孔、线束孔：9、11、13、15、17、19、212）过线孔、工艺孔：35、45、50、50X70；同一车架上孔径大于23mm的种类不能大于5种,4.1、孔径大小尺寸要求,1）工艺孔按35、45、55三种规格执行2）工艺孔应布置在纵梁腹面中部，孔中心距上、下翼面距离一般应大于80mm3）在车架主要受力点部位如板簧支架、发动机支架等周围不允许布置工艺孔4）平衡轴中心前后150mm距离范围内不得布置工艺孔5）两个工艺孔不能布置距离太近，两工艺孔中心最小安全距离不得小于100mm,4.2、车架纵梁工艺孔（过线孔）的布置设计,.,车架设计规范培训教程,1）落料孔边缘到工件的最小距离不得小于15mm；对于承载弯扭力较大的横梁（如牵引车的第一横梁）等，落料孔边缘到工件的最小距离不得小于25mm2）应尽量避开在斜面处、转折圆角处布孔3）孔距周围侧臂或周围零部件之间的距离应否满足铆钳和搬手的铆接和紧固最小工作距离要求，通常孔中心至孔周围侧臂或周围零部件距离应大于铆钳杆半径或套筒搬手的套筒半径。4）在安装横梁部位要留出足够的位置，以便不使：（1）铆钉、螺栓和横梁干涉；（2）铆钳、搬手和横梁干涉。,4.3、孔位工艺性布置要求,针对平衡轴横梁上的孔位必须特别注意以下两点：1、落料孔边缘到工件的最小距离不得小于25mm2、推力杆支座连接铆钉孔周围最好不要布置各种用孔,.,车架设计规范培训教程,4.4、车架纵梁铆钉孔位的布置设计,.,车架设计规范培训教程,4.5、车架纵梁管线孔的布置设计,管线孔布置图:,.,车架设计规范培训教程,4.6、铆接工艺性要求规范,管线孔布置图:,.,车架设计规范培训教程,4.7、零部件冲压成型工艺性要求规范,管线孔布置图:,对于压弯成型件，为保证材料外层纤维组织不发生裂纹，其成型内圆角半径应大于其材料允许的最小压弯半径。弯曲成型件最小压弯半径（内圆角半径R）按下表执行,.,车架设计规范培训教程,5、车架材料选用,管线孔布置图:,.,车架设计规范培训教程,5、车架材料选用,管线孔布置图:,.,车架设计规范培训教程,6、轴距变化时车架的布置设计,因车型轴距的变化而需重新设计车架，设计时需在基础车架某一部位断开后将其拉长或缩短。断开点位置选取应满足基础车架变化最小、基础车型相关子组影响最小为原则。车架断开点应满足：1）断开点一般在最后一根带有传动轴吊架的横梁后部，以保证部分传动轴的通用性，后传动轴过长时可以考虑在后传动轴最后一根带有传动轴吊架的横梁前断开，以合理调整传动轴长度。2）断开点在主要总成部件如油箱、电瓶箱、消声器等总成支架孔后部，以保证这部分总成子组不变3）断开点在平衡轴横梁及平衡轴连接板前部，将平衡轴连接板、平衡轴横梁随平衡轴中心线一同移至需要的轴距位置，以保征车架与平衡轴相关的零部件不变,管线孔布置图:,7、车架横梁的总体布置,1、满足各车型的轴距要求；根据车架强度要求，合理采用各类横梁；2、对于自卸车，要求变速器后面的横梁间距不大于1300mm，其他车型在满足要求的情况下尽量采用较大的横梁间距；3、因车架外宽变化（变化较小时）而引起横梁总成宽度变化时，要优先调整连接板的尺寸，横梁不进行变化。,.,车架设计规范培训教程,8、车架总体尺寸设计,1、车架尺寸满足价值工程部工况分类规划，在规划的车架结构尺寸框架下进行设计。,管线孔布置图:,满足平台车架技术资源统一规范要求，为减少车架品种，优化车架结构，设计时应遵循：（1）同一平台之间当驾驶室不变时车架前悬不变；（2）当轴距变化而整车长度不变时，车架总长度一般不变，对自卸车用用车架等对车架后悬作适当调整设计