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汽车钢板弹簧工分析与研究
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摘要 摘要 中国汽车工业经过60年的发展，特别是改革开放以后，世界各国的汽车企业
纷纷进入中国市场，才步入了真正的竞争时代。中国汽车工业已经发展成为～个
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技术、服务、价格成为各个零部件供应商竞争的关键因素。 悬架是现代汽车上的主要总成之一，它能够把车架 车身 与车轴 车轮 弹性的连接起来，其主要任务是传递作用在与车架和车轮之间的一切力和力矩，
并且缓和由于路面不平而传给车身的冲击载荷，衰减由于冲击载荷引起的承载系
统的振动，保证汽车的悬架通常由弹性元件、导向机构及减振装置组成。弹性元
件主要有钢板弹簧，螺旋弹簧，橡胶弹簧，空气弹簧及油气弹簧等。 板簧在汽车行驶过程中，除了承受车厢及载物的重量 静载荷 外，还要承
受因路面不平所引起的冲击载荷，并因此造成单向循环弯曲应力。板簧的主要失
效方式是疲劳断裂和产生永久性塑性变形。影响板簧使用寿命的除了设计、安装、
润滑和使用等因素外，更重要的是板簧本身的热处理质量和表面质量。要保证和
提高热处理质量，必须加强质量管理，完善质量管理体系。提高产品质量已成为
我国经济发展的一个战略问题，是企业竞争的主要手段。 改革开放30多年来，中国汽车板簧市场从d,N大、从总量快速扩张到结构明
显升级，逐步形成了有中国特色的多样化、多层次的汽车板簧市场。但是进入2010
年，特别是在“后危机时代”一系列新问题日益凸现，市场分析具体表现在：技术相
对落后，产品互换性差；资金不足，资源短缺；制造设备多，不易消化。 本文便是在这样的背景下，依据对
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汽车钢板弹簧工艺分析与研究
【摘要】：中国汽车工业经过60年的发展,特别是改革开放以后,世界各国的汽车企业纷纷进入中国市场,才步入了真正的竞争时代。中国汽车工业已经发展成为一个种类比较齐全、生产能力不断增长、产品水平日益提高的汽车工业体系。质量、技术、服务、价格成为各个零部件供应商竞争的关键因素。
悬架是现代汽车上的主要总成之一,它能够把车架(车身)与车轴(车轮)弹性的连接起来,其主要任务是传递作用在与车架和车轮之间的一切力和力矩,并且缓和由于路面不平而传给车身的冲击载荷,衰减由于冲击载荷引起的承载系统的振动,保证汽车的悬架通常由弹性元件、导向机构及减振装置组成。弹性元件主要有钢板弹簧,螺旋弹簧,橡胶弹簧,空气弹簧及油气弹簧等。
板簧在汽车行驶过程中,除了承受车厢及载物的重量(静载荷)外,还要承受因路面不平所引起的冲击载荷,并因此造成单向循环弯曲应力。板簧的主要失效方式是疲劳断裂和产生永久性塑性变形。影响板簧使用寿命的除了设计、安装、润滑和使用等因素外,更重要的是板簧本身的热处理质量和表面质量。要保证和提高热处理质量,必须加强质量管理,完善质量管理体系。提高产品质量已成为我国经济发展的一个战略问题,是企业竞争的主要手段。
改革开放30多年来,中国汽车板簧市场从小到大、从总量快速扩张到结构明显升级,逐步形成了有中国特色的多样化、多层次的汽车板簧市场。但是进入2010年,特别是在“后危机时代”一系列新问题日益凸现,市场分析具体表现在：技术相对落后,产品互换性差；资金不足,资源短缺；制造设备多,不易消化。
本文便是在这样的背景下,依据对汽车钢板弹簧的工艺研究,通过车间实际生产过程和全程质量管理监控对板簧工艺设计和提高产品质量进行了实证分析。
文章主体首先介绍了悬架的作用和分类,从而引出汽车钢板弹簧的分类和主要零件以及材质的选择。其次对汽车钢板弹簧的设计参数进行了详细介绍和分析,在这一章中,主要演示了单片板簧和多片板簧的计算方法和设计步骤。其后文章对钢板弹簧实际生产工艺进行了具体的分析。通过钢板弹簧工艺生产线所选用的相应设备性能和技术参数进行了介绍,重点讲述了如何正确使用和调整设备,以期能够更加节约制造成本和提高产品质量。最后,作者依据在现场多年积累的钢板弹簧生产管理的经验,对钢板弹簧生产过程中普遍存在和一些特例进行了原因分析,并介绍了针对性的整改措施,为产出更高质量的钢板弹簧奠定了基础。
【关键词】：
【学位授予单位】：山东大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2012【分类号】：U463.334.1【目录】：
目录5-8CONTENTS8-11摘要11-13ABSTRACT13-15第一章 绪论15-22 1.1 汽车钢板弹簧技术的发展与展望15-17
1.1.1 国外汽车钢板弹簧技术发展与展望15-16
1.1.2 国内汽车钢板弹簧技术发展与展望16-17 1.2 选题背景及主要研究内容17-18
1.2.1 选题背景17
1.2.2 课题的主要研究内容17-18 1.3 汽车钢板弹簧工艺生产技术条件18-22
1.3.1 主题内容与适用范围18
1.3.2 引用标准18
1.3.3 一般要求18-19
1.3.4 材料19
1.3.5 尺寸精度19-20
1.3.6 性能要求20-21
1.3.7 试验方法21
1.3.8 检验规则21
1.3.9 标志、包装21-22第二章 汽车钢板弹簧工艺的理论基础22-26 2.1 悬架的作用、分类22-24
2.1.1 悬架的作用22-23
2.1.2 悬架的分类23-24 2.2 常见的弹性元件24-26第三章 钢板弹簧结构分析及主要元件组成26-31 3.1 几种常见钢板弹簧优缺点分析26-28
3.1.1 少片变截面弹簧26-27
3.1.2 空气弹簧27
3.1.3 油气弹簧(油气悬挂)27-28 3.2 钢板弹簧的主要元件结构28-31
3.2.1 第一片卷耳形式28-29
3.2.2 第二片包耳形式29
3.2.3 钢板弹簧的中心螺栓29
3.2.4 钢板弹簧夹箍29
3.2.5 钢板弹簧衬套29-31第四章 钢板弹簧设计步骤及方法31-53 4.1 钢板弹簧设计步骤31-36
4.1.1 确定设计的原始依据31-32
4.1.2 钢板弹簧各基本参数和规格的确定32-36 4.2 钢板弹簧计算方法36-50
4.2.1 等应力梁的概念36-37
4.2.2 单片钢板弹簧的计算37-41
4.2.3 多片钢板弹簧的刚度和工作应力计算41-46
4.2.4 两极刚度复式钢板弹簧的计算46-48
4.2.5 渐变刚度钢板弹簧计算48-50 4.3 钢板弹簧装车后各参数的校核50-53
4.3.1 系统的自振频率50-51
4.3.2 装车弧高的核算51-52
4.3.3 前簧在最强制动时的卷耳强度校核52-53第五章 钢板弹簧生产工艺过程53-68 5.1 钢板弹簧材料选择53-57 5.2 钢板弹簧制造工序57-60
5.2.1 断料57-59
5.2.2 中心孔和柳钉孔加工59
5.2.3 片端加工59-60
5.2.4 冲制定位凸包60 5.3 卷耳和包耳60-61
5.3.1 卷耳形式60-61
5.3.2 常见卷耳缺陷及解决方法61 5.4 成型热处理61-64
5.4.1 成型热处理工序61-62
5.4.2 常见的钢板弹簧热处理缺陷及解决方法62-64 5.5 喷丸处理64-65
5.5.1 喷丸处理的定义及目的64
5.5.2 喷丸处理的分类64-65
5.5.3 喷丸强度65 5.6 预压缩处理65-67
5.6.1 预压缩处理的目的65-66
5.6.2 预压缩处理工艺条件66-67 5.7 装配及油漆67-68第六章 汽车钢板弹簧的检验和试验68-73 6.1 钢板弹簧主要装配项目检验68-70 6.2 总成静负荷弧高和刚度测定70-72 6.3 垂直负荷下的疲劳试验72-73结论与展望73-75 研究结论73 工作展望73-75参考文献75-79致谢79-80学位论文评阅及答辩情况表80
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