SUV副车架产品设计评定要素

殷钢

(长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000)

SUV副车架产品设计评定要素

殷钢

(长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000)

SUV副车架是车辆悬架系统的基本组成部件，其设计必须满足尺寸、功能、焊接工艺等方面要求，在设计过程中不可避免会出现设计失效的情况。提出副车架产品设计常见失效模式，供产品开发设计人员借鉴。

副车架；产品设计；失效模式

0 引言

由于产品设计质量的重要性，为了保证和提高产品设计质量，对产品设计质量进行综合评价成为必然[1]。SUV副车架是车辆悬架系统中的基础零部件，其余零部件以副车架为依托，发挥悬架系统的功能作用。副车架设计是关系整个悬架系统设计是否成功的关键，在设计过程中应综合考虑尺寸、功能、焊接及装配工艺等诸方面因素。文中针对副车架设计过程中易出现的一些典型失效形式展开论述，设计人员可以此为契入点，作为设计评定的参考要素，推广到同类问题，避免产品设计可能出现的失效。

1 副车架尺寸基准选择

1.1 副车架主尺寸基准

图1 副车架主视图 图2 副车架左视图

见图1—2，一般X、Y向基准选择比较容易，Z向不能以单独的理想套管的底面作为基准，应以4个套管的合成形成基准，如图3所示。

1.2 零件尺寸基准选择

以上述产品为例，尾部安装支架孔的标注见图4。

安装支架以套管为基准进行标注，实际安装位置应在整体基准坐标系中，与套管无直接关系，且焊接时此支架不与套管在一个工序焊接，实际很难以套管定位进行焊接，修正后标注见图5。

2 副车架功能结构选择

2.1 发动机悬置支架设计

见图6，下板与加强板点焊，造成悬置安装面不平，影响装配性能。改进方法：点焊改为弧焊，焊缝设置在加强板两端，保证安装面平面度要求。改进后零件反面如图7所示。

图6 发动机悬置支架 图7 改进后零件反面

2.2 开口档位的功能结构

发动机悬置支架安装位如图8所示。悬置开口尺寸在焊接中靠上下板自然形成，无法靠夹具设计保证，将螺母结构改为内螺纹套管，如图9所示，实际中根据尺寸要求，调节夹具定位尺寸满足设计尺寸要求。

图8 发动机悬置支架安装位 图9 图8的改进结构

2.3 车身安装位的功能结构

2.3.1 车身安装支架的连接结构

图10中车身安装支架由于是多重板叠加而成，尺寸累计误差无法保证最终尺寸要求，结构修正见图11。

图10 车身安装支架 图11 图10的修正结构

修正后可在制造过程情况中进行调节，保证最终尺寸要求。

2.3.2 车身安装面基准的结构

图12中，Z向基准A与Z向基准B成一角度，基准A平行于水平面，基准B与水平面有一夹角，基准B角度变化会显著影响整个基准面，更改基准B为水平，见图13。

2.4 型面配合结构的设计

型面圆弧角处，图14中间隙仅为0.8 mm,应最少留有2 mm间隙，见图15，避免干涉现象，保证主要配合型面的配合尺寸要求。

车架其余功能结构的设计，可考虑以上思路进行设计。

3 车架工艺性能的设计

3.1 焊道搭接边的设计

图16中焊道与边线搭接宽度仅4 mm，焊接过程中不可避免出现烧边现象，调整搭接宽度大于6 mm，见图17。

图16 焊道与边线搭接示意 图17 调整后的搭接宽度

3.2 点焊间距的设计

3.3 焊枪的空间位置

调整前如图19所示，焊枪与零件干涉，无法施焊。调整零件包边，包边外延，焊枪不与产品干涉，见图20。

图19 调整前焊枪的空间位置 图20 调整后焊枪的空间位置

在产品存在锐角、直角、深坑、翻边等结构时，均须考虑焊枪的可达性。

3.4 焊接螺母的设计

焊接螺母的设计见图21。凸焊螺母骑在冲压件边缘R角上，螺母放置不平，焊接质量差，影响螺母焊接扭矩强度。将螺母位置向中间移动，脱离R角边缘，如图22所示。

图21 调整前焊接螺母的位置 图22 调整后焊接螺母的位置3.5 零件装配的适应性

植物季相变化对植物景观的营造不仅体现在空间上，而且体现在植物栽植上，植物在培养的过程中由于大小、形态、高低的影响，要求在栽培中上下结合、高低调和，而且以互相浸透的方式来还原其自身所具有的自然之美。扩展景深、丰富空间层次是现阶段植物栽培的主要方式，通过合理配置，形成丰富的景观，能使小区的植物景观发生不一样的变化，呈现出不同的景观效果，使居住区形成多样化的观赏空间。

见图23，侧弯梁包裹钢管，侧弯梁无法装配到钢管上去。减少配合的弧线长度可以正常装配，如图24所示。

图23 调整前 图24 调整后

4 结论

产品质量是实现产品价值的重要保证，质量的优劣直接关系到产品的销量，进而影响企业的生存和发展。设计质量是构成产品质量的核心要素，设计质量风险会极大地影响设计质量，设计质量缺陷会给企业带来难以估量的巨大损失[2]，在设计中应做到:

(1)考虑产品的设计基准的合理性；(2)考虑设计产品的工艺可行性、产品精度的选择与工艺手段的匹配性；(3)与其他零部件的可装配性；(4)产品结构上应考虑焊装夹具设计的需要。

【1】郭凯．产品设计质量评价方法及其应用研究[D]．沈阳：东北大学，2009.

【2】邓俊.设计风险研究[M].武汉：武汉大学出版社，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

殷钢，男，本科，工程师，研究方向为汽车底盘焊接。E-mail：791326398@qq.com。