摘要在中國地區(qū)設(shè)計(jì)的乘用車懸架彈簧由于整車廠家眾多,、車型傳承的設(shè)計(jì)思路重點(diǎn)的不一致,,使懸架彈簧的設(shè)計(jì)上有了豐富多彩的形式和特點(diǎn),但也因此忽視最基本的系統(tǒng)性的產(chǎn)品特性要求,,致使整車企業(yè)的要求過于追求特殊性而給彈簧制造企業(yè)帶來不必要的設(shè)計(jì)制造工藝麻煩及成本升高,。
中國機(jī)械通用零部件協(xié)會(huì)彈簧專業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《汽車懸架用螺旋彈簧技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》CSSA 10001-2007很好地全面概括了懸架彈簧產(chǎn)品最基本的,、最重要的方面的技術(shù)規(guī)范。本人在起草該標(biāo)準(zhǔn)時(shí),,盡可能地使懸架彈簧產(chǎn)品的技術(shù)質(zhì)量基本面有全面的規(guī)定及選擇,,有利于規(guī)范行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量水準(zhǔn),有利產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的體現(xiàn),,有利于產(chǎn)品價(jià)值功能的優(yōu)化和科技進(jìn)步,,有利于企業(yè)公平、正當(dāng)?shù)母?jìng)爭,。
汽車懸架用螺旋彈簧設(shè)計(jì)開發(fā)的關(guān)鍵方面與協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定比較
1用戶的需求方面
首先,,汽車懸架用螺旋彈簧的設(shè)計(jì)是基于整車設(shè)計(jì)的需要,特別是對(duì)于整車的穩(wěn)定性和平順性的各類系統(tǒng)性特性指標(biāo),,其次是分解到是懸架彈簧產(chǎn)品設(shè)計(jì)的產(chǎn)品特性的需求指標(biāo),,如:剛度、載荷的方式和量,、變形量,、空間尺寸、安裝匹配,、氣候地區(qū)適應(yīng)性等等,;另外還有,一些較為通用性指標(biāo)如:耐久性,、可靠性,、精度等級(jí)、噪音,、環(huán)保要求等等,。
目前為了降低車輛的設(shè)計(jì)開發(fā)成本,整機(jī)廠往往將懸架彈簧的設(shè)計(jì)開發(fā)發(fā)包給彈簧企業(yè),,由零部件企業(yè)來設(shè)計(jì)開發(fā),,零部件企業(yè)在根據(jù)整機(jī)企業(yè)的要求以及自己制造工藝技術(shù)、產(chǎn)品的責(zé)任性等來進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì),。在達(dá)到用戶的基本要求基礎(chǔ)上盡可以發(fā)揮制造企業(yè)自身的優(yōu)勢(shì),,不斷提高產(chǎn)品的技術(shù)能級(jí)和質(zhì)量水準(zhǔn),降低設(shè)計(jì)和制造成本,。中國機(jī)械通用零部件協(xié)會(huì)彈簧專業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《汽車懸架用螺旋彈簧技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》CSSA 10001-2007就是基于這種的開發(fā)模式和思路來編寫的,。
一般設(shè)計(jì)選擇原則及推薦范圍:
(1)用戶設(shè)計(jì)必須指定的特性參數(shù)。
設(shè)計(jì)中指定的名義值有:剛度(或柔度),、載荷,、空間尺寸、安裝匹配等,。CSSA1001標(biāo)準(zhǔn)推薦的公差產(chǎn)品特性剛度(或柔度)負(fù)荷負(fù)荷矢量空間尺寸安裝匹配用戶指定名義值名義值名義值或確認(rèn)值規(guī)定值名義值/公差CSSA10001標(biāo)準(zhǔn)線性彈簧:單點(diǎn)±4%,,多點(diǎn)DIN標(biāo)準(zhǔn),;
非線性彈簧:單點(diǎn)±10%,多點(diǎn)雙方協(xié)議,。線性彈簧:單點(diǎn)±110 N,,多點(diǎn)DIN標(biāo)準(zhǔn);
非線性彈簧:單點(diǎn)±150 N,,多點(diǎn)雙方協(xié)議,。非偏心力彈簧:僅規(guī)定中凸形彈簧靜載5 mm內(nèi)。
偏心力彈簧:
靜載點(diǎn):中心點(diǎn)±3mm,,偏心點(diǎn)±4 mm,;
動(dòng)載區(qū)間:中心點(diǎn)±3 mm,偏心點(diǎn)±10 mm,;用戶規(guī)定用戶規(guī)定
(2)用戶設(shè)計(jì)質(zhì)量水平的特性參數(shù),。
設(shè)計(jì)中指定的名義值有:疲勞壽命及可靠度、噪音(一般用于高檔車),、表面保護(hù),、單件重量等。CSSA1001標(biāo)準(zhǔn)推薦的能級(jí):產(chǎn)品特性疲勞壽命計(jì)可靠度表面保護(hù)噪音單件重量用戶指定正常環(huán)境腐蝕環(huán)境
(雙方協(xié)議)名義值/
上限CSSA10001標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法:
輪胎上下極限區(qū)間,,實(shí)際運(yùn)作軌跡,,單一頻率(范圍2~6Hz)
能級(jí)指標(biāo):25萬次
評(píng)價(jià)方法:不斷裂,負(fù)荷松弛max. 5剛度,。
可靠度:PUE≧90%
試驗(yàn)方法:輪胎上下極限區(qū)間,,實(shí)際運(yùn)作軌跡,單一頻率(范圍2~6Hz),1/5 min間隙噴淋5%鹽溶液,。
能級(jí)指標(biāo):10萬次
評(píng)價(jià)方法:不斷裂,,負(fù)荷松弛max. 5剛度。
可靠度:PUE≧90%
三級(jí)別:
1) A級(jí)
360Hr鹽霧試驗(yàn)不銹蝕,。
2) B級(jí)
720Hr鹽霧試驗(yàn)及腐蝕擴(kuò)展≦3mm;
30循環(huán)氣候模擬試驗(yàn),。
3) C級(jí)
1000Hr鹽霧試驗(yàn)不銹蝕及腐蝕擴(kuò)展≦2.5mm;
30循環(huán)氣候模擬試驗(yàn),不銹蝕及腐蝕擴(kuò)展≦2.5mm;
石擊試驗(yàn)
室溫
-17.8℃
- 25℃
- 30℃
- 40℃
不得擊穿涂層,。 不規(guī)定,。
雙方協(xié)議三級(jí)別:
1)低應(yīng)力懸架彈簧:******工作剪切應(yīng)力≦1000 MPa;
2)中應(yīng)力懸架彈簧:******工作剪切應(yīng)力1000~1150 MPa;
3)高應(yīng)力懸架彈簧:******工作剪切應(yīng)力≧1150 MPa
(3)產(chǎn)品追溯性標(biāo)記
為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品追溯以及質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)范圍控制,CSSA10001標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了供應(yīng)商必須在產(chǎn)品上擁有可追溯性標(biāo)記,。
2,、供應(yīng)商設(shè)計(jì)開發(fā)的特性參數(shù)
從原則上講,所有供應(yīng)商設(shè)計(jì)開發(fā)的產(chǎn)品特性和工藝方法都需用戶確認(rèn),,但目前隨著對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的重視,,以及產(chǎn)品差異化競(jìng)爭加劇。越來越多的供應(yīng)商實(shí)施“黑盒子”設(shè)計(jì)方法,許多的Know-how技術(shù)指標(biāo)及內(nèi)部控制特性參數(shù)等不再公開,。
(1)供應(yīng)商設(shè)計(jì)的,用戶必須確認(rèn)的產(chǎn)品特性參數(shù),。
用戶必須確認(rèn)的選擇是典型的是原材料,。產(chǎn)品特性熱卷用退火冷拔
(或正火態(tài))材料冷卷用熱處理
(OTW或ITW)材料用戶確認(rèn)CSSA10001標(biāo)準(zhǔn)推薦材料牌號(hào)
碳素,硅錳系,,鉻釩系,,鉻錳系,硅鉻系,,硅鉻釩系,。
鋼牌號(hào)下二級(jí)別:
1)較低工作應(yīng)力懸架彈簧
表面脫碳≦0.10 mm
晶粒度≧5級(jí)
表面缺陷≦0.10 mm
2)較高工作應(yīng)力懸架彈簧
表面脫碳≦0.05 mm
晶粒度≧7級(jí)
表面缺陷≦0.05 mm推薦材料牌號(hào)
碳素,硅錳系,,鉻釩系,,鉻錳系,硅鉻系,,硅鉻釩系,。
鋼牌號(hào)下三級(jí)別:
1)較低工作應(yīng)力懸架彈簧
線徑公差±0.045 mm
表面脫碳≦0.10 mm
晶粒度≧7級(jí)
表面缺陷≦0.10 mm
抗拉強(qiáng)度參照GB/T18983 TDCrSi組
斷面收縮率參照GB/T18983 TDCrSi組
2)中等工作應(yīng)力懸架彈簧
線徑公差±0.045 mm
表面脫碳≦0.05 mm
晶粒度≧8級(jí)
表面缺陷≦0.05 mm
抗拉強(qiáng)度 1750~1850 MPa
斷面收縮率 ≧35%產(chǎn)品特性熱卷用退火冷拔
(或正火態(tài))材料冷卷用熱處理
(OTW或ITW)材料用戶確認(rèn)4)較高工作應(yīng)力懸架彈簧
線徑公差±0.035 mm
表面脫碳≦0.05 mm
晶粒度≧10級(jí)
表面缺陷≦0.05 mm
抗拉強(qiáng)度 1900~2050 MPa
斷面收縮率 ≧35%
非金屬夾雜物:A≦2.0;B≦1.5,; C≦1.0,;D≦1.0。注:供應(yīng)商(制造者)的各自的強(qiáng)化工藝水平不一致,,發(fā)揮材料的潛在能力以及附加彈簧強(qiáng)化能力不一致,,所以工作應(yīng)力水準(zhǔn)的定義須由供應(yīng)商自己確定。
(2)供應(yīng)商設(shè)計(jì)開發(fā)的產(chǎn)品特性
產(chǎn)品特性形狀參數(shù)供應(yīng)商設(shè)計(jì)圓柱型錐型中凸型C(L,、V)型S型其它一般模式“設(shè)計(jì)+制造”模式:供應(yīng)商設(shè)計(jì),,用戶確認(rèn);“制造”模式:用戶指定,。CSSA10001標(biāo)準(zhǔn)不作規(guī)定
(3)供應(yīng)商設(shè)計(jì)開發(fā)的生產(chǎn)過程工藝
產(chǎn)品制造
工藝流程一般模式主工藝流程冷成形熱成形產(chǎn)品誕生過程流程供應(yīng)商設(shè)計(jì),,用戶認(rèn)可。供應(yīng)商設(shè)計(jì),,用戶驗(yàn)證,。“設(shè)計(jì)+制造”模式:供應(yīng)商設(shè)計(jì),用戶確認(rèn),;“制造”模式:用戶指定,。CSSA10001標(biāo)準(zhǔn)對(duì)工藝過程僅作三項(xiàng)規(guī)定:
1)高應(yīng)力彈簧(******工作剪切應(yīng)力≧1150 MP),過程中必須探傷,;
2)工藝過程需有拋丸強(qiáng)化要求,,拋丸強(qiáng)度阿爾門A型試片弧高≧0.35 mm,覆蓋率≧95%;
3)表面涂層最終固化或烘干處理最高溫度220℃,。
結(jié)論
1.本文講述了當(dāng)前汽車用懸架彈簧產(chǎn)品開發(fā)中整車企業(yè)(用戶)與彈簧企業(yè)(供應(yīng)商)間的合作模式,。整車企業(yè)將更注重產(chǎn)品在系統(tǒng)中的功效作用、匹配特性,、安全可靠性,、環(huán)保等因素;彈簧企業(yè)將更注重技術(shù)創(chuàng)新,、價(jià)值功能,、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等。
2.中國彈簧專業(yè)協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)CSSA10001的內(nèi)涵遵循了當(dāng)前整車企業(yè)與彈簧企業(yè)間的合作模式,,不僅僅對(duì)產(chǎn)品和其制造過程作出了技術(shù)規(guī)范,,而且對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)也作出了必要的前瞻性的技術(shù)規(guī)范。
3.中國彈簧專業(yè)協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)CSSA10001對(duì)用戶和供應(yīng)商必須統(tǒng)一的產(chǎn)品特性參數(shù)作出了明確的科學(xué)的規(guī)定,,并與國際標(biāo)準(zhǔn),、歐美先進(jìn)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接軌,代表了其行業(yè)水平的先進(jìn)性和發(fā)展方向,。 標(biāo)準(zhǔn)給出了不同層次的公差和能級(jí),,也滿足了目前國內(nèi)彈簧制造業(yè)水平的實(shí)際現(xiàn)狀。
4.中國彈簧專業(yè)協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)CSSA10001標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)特性,,接近歐美日的同類行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和汽車集團(tuán)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),,對(duì)國內(nèi)整車企業(yè)利用國際資源和彈簧企業(yè)向全球化配套有現(xiàn)實(shí)的意義。