汽车横向稳定杆关键生产工艺
螺旋弹簧横向稳定杆减振器设计指南
减振器储油缸直径 Dc = (1.35 ~ 1.57)D ，工作缸与储油缸壁厚一般取 1.5～2.0 mm 。
选择减振器尺寸时主要考虑一下两点：在工作速度范围内油液压力适当，能够得到稳定的阻力值，
8
容易保证油封的可靠性；减振器具有足够的散热面积，防止因温度过高引起阻力衰减或减振器早期失效。 作缸径的确定：
可根据减振器最大拉伸阻力和最大允许压力近似求出工作缸径。
( ) D = 4Fmax (mm) πp 1 − λ2 式中： D －作缸径， mm ； p －工作缸允许最大压力，一般为 3～4 N / mm2 ； F max －减振器最大拉伸阻力， N ; λ －减振器杆直径与工作缸之比，双筒减振器为 0.4～0.5，单筒减振器为 0.3～0.35。
Cϕb
=
1 2
⋅
P f
L2
=
3 EIL2
(6)
l l 2⎢⎣⎡
3 − a3 + L (a + b)2 + 4
1
2
2 2
(b
+
c
)⎥⎦⎤
当角钢度给定时，可求得所需要的稳定杆直径 d 为
l l d
=
4
128 3π
⋅
Cϕb L2 E
⎡ ⎢⎣
3 − a3 + 1 (a + b)2 + 4
1
2
2 2
(b
+
c
)⎥⎦⎤
（7） 按弹簧指数 C = Dm / d 及 K ' 的表达式（见式 24 下的说明求得 K ' ，运用式（24）求出载荷 P1 ，
“U”形横梁生产工艺及其发展
针对如何实现“U”形横梁多品种、小批量、快速低成本生产的课题，本文通过横梁结构特征的分析和横梁生产工艺的发展现状与对比，提出了应用数控柔性化生产工艺解决课题的方案，并总结了三种横梁生产工艺的特点和优劣，及其所适合的生产模式。
最后，提出了要从研发开始进行横梁标准化，以从根本上解决本课题的建设性意见。
引言横梁是卡车车架重要的组成零部件，车架就是通过若干根横梁用铆接法或焊接法将两根纵梁连接成坚固的刚性构架。
横梁不仅用来连接左右纵梁保证车架的扭转刚度和承受纵向载荷，而且还可以支撑安装在汽车底盘上的其他零部件，如：传动轴吊架、贮气筒、各类管阀等等。
根据截面形状，横梁主要有“U”形、“Z”形、“工”字形、箱形等几种结构形式。
其中“U”形横梁不仅能满足车架的扭转刚度和强度的要求，而且生产工艺相比其他几种形式的横梁要更加简单，同时与纵梁等其他零部件的装配紧固，比其他几种形式的横梁更为方便，因此车架横梁通常采用“U”形结构（图1）。
“U”形横梁虽然结构简单，但由于其在车架不同位置以及装配不同零部件的需要，其开口、孔位以及外形尺寸均不同，同时这些尺寸随着车形的变化而变化，车形越多横梁的品种也越多。
随着卡车市场竞争日趋激烈，卡车行业正逐步形成个性化细分设计、快速小批量生产模式，以满足客需求。
因此，如何实现横梁多品种、小批量、快速低成本生产，是横梁生产工艺要解决的课题。
“U”形横梁的结构特征及其技术要求“U”形横梁通常设计成直线形，材料根据其功能主要选用料厚3～8mm，抗拉强度370～700MPa的低合金高强度热轧中厚钢板。
其结构分为腹面和上、下翼面。
腹面上设计布置有不同孔径的孔，大孔主要为减重孔和各类管线的通过孔，小孔为装配各类管阀等零部件的装配组孔。
上、下翼面上设计布置与纵梁连接的装配组孔以及在横梁本体上装配传动轴吊架、各类管阀等组孔，为了避让底盘装配空间和减重的需要，部分横梁的上、下翼面设计有弧形缺口。
为了便于底盘各类管、线的通过，横梁的两端通常设计半圆形或矩形缺口，如图1所示。
横向稳定杆断裂原因分析及改善
横向稳定杆断裂原因分析及改善■张月，胡赞，杨丽卉，陈然摘要：某横向稳定杆在试验过程中未达到设计使用寿命即发生断裂。
对断裂稳定杆进行断口分析及理化检测分析表明，稳定杆表面局部硬度偏低导致稳定杆发生疲劳断裂。
结合稳定杆的生产工艺过程分析，得出成形及热处理过程中冷速问题是引起稳定杆表面局部硬度偏低、导致稳定杆断裂的主要原因。
通过改善问题点，从而避免了稳定杆断裂的再次发生。
关键词：横向稳定杆；失效；疲劳断裂；热处理；冷却速度横向稳定杆是汽车悬挂中横向布置的扭杆弹簧，起到防止车身在转弯时发生过大的横向侧倾和改善平顺性的作用。
某横向稳定杆在试验时发生断裂。
该稳定杆的材质为60Si2MnA，硬度要求36~42HRC，生产工艺流程为：下料→端部锻造→打孔、镗孔→整体加热成形→淬火→回火→校型→喷丸强化→喷涂→标识→包装储存。
1. 断口分析稳定杆断裂于弯折过渡位置（见图1），位于稳定杆最大应力分布位置——衬套安装位置附近。
断面较平齐，没有明显的塑性变形特征，断口（见图2）呈典型的疲劳断口特征，由疲劳裂纹源、裂纹扩展区和最后断裂区组成。
疲劳裂纹源起于稳定杆表面，裂纹源区未发现磕碰痕迹，肉眼可见由多个台阶组成、源区约占1.5mm宽度范围，疲劳起源为多点起源。
疲劳扩展区约占整个断口面积的60%。
裂纹早期扩展区光滑平坦且呈黄色，已发生锈蚀，贝纹线不明显；后期扩展区贝纹线清晰可见。
最后断裂区较粗糙，平面区可见快速扩展的放射线，边缘区为剪切唇。
通过扫描电子显微镜进行微观观察（见图3~图5），未观察到其他明显异常，疲劳扩展区可见明显的疲劳辉纹（见图4），最后断裂区为韧窝特征（见图5）。
2. 理化分析（1）化学成分稳定杆化学成分检测结果（见表1）符合图1 稳定杆断裂位置图2 断口宏观形貌图3 裂纹源区微观形貌图4 疲劳扩展区微观形貌60Si2MnA （GB/T 1222—2016）材质要求。
（2）金相组织 在断口位置附近分别取横、纵截面样品制备金相样，纵截面样垂直稳定杆一侧断口的裂纹源切取（金相I ），横截面样从稳定杆另一侧断口附近切取（金相II ）。
【建筑】汽车钢架厂第一横梁工艺流程
汽车钢架厂第一横梁工艺流程1️⃣ 原材料准备与检验在汽车钢架厂中，第一横梁作为车辆结构的关键部件，其质量和性能至关重要。
工艺流程的第一步始于原材料的精心挑选。
优质的高强度钢材是首选，因其具备良好的抗拉、抗压及抗冲击能力。
这些钢材需经过严格的化学成分分析和力学性能测试，确保满足设计要求。
随后，原材料会进行表面清洁处理，去除油污、锈蚀等杂质，为后续加工打下坚实基础。
2️⃣ 精确切割与成型经过检验合格的原材料进入切割阶段。
现代汽车钢架厂普遍采用高精度数控切割机，如激光切割或等离子切割，以实现横梁截面的精确成型。
这一过程不仅要求尺寸精准，还需保证切口平滑，减少后续加工的难度。
切割完成后，通过折弯机或冲压机将钢材弯曲成预设的横梁形状，此阶段需严格控制成型参数，如弯曲角度、回弹量等，以确保横梁的几何尺寸和形状符合设计要求。
3️⃣ 焊接与热处理成型后的横梁部件需通过焊接工艺进行组装。
常见的焊接方法有气体保护焊、电弧焊等，它们能够确保焊缝强度高、气密性好。
焊接过程中，需密切关注焊接参数（如电流、电压、焊接速度）的调整，以避免热影响区过大导致的材料性能下降。
焊接完成后，横梁需进行热处理，包括预热、焊接后加热及冷却处理，以消除焊接应力、改善组织结构，从而提高横梁的整体强度和韧性。
4️⃣ 表面处理与防腐为防止横梁在使用过程中受到腐蚀，需进行表面处理。
这通常包括喷砂除锈、磷化处理或电镀等步骤，以提高钢材表面的清洁度和附着力。
随后，采用电泳涂装、粉末喷涂等高效环保的涂装技术，为横梁披上一层防腐外衣。
这些涂层不仅能有效隔绝水和氧气，还能提升美观度，延长使用寿命。
5️⃣ 质量检验与最终装配在工艺流程的尾声，每根横梁均需经过严格的质量检验。
这包括外观检查（如涂层均匀性、焊缝质量）、尺寸测量、无损检测（如超声波探伤、X射线检测）以及力学性能试验。
只有全部指标均达标的产品，才能被认定为合格品，进入最终装配线，与其他车架部件一起组装成完整的汽车车身结构。
汽车横向稳定杆断裂失效分析
汽车横向稳定杆断裂失效分析摘要：本文就汽车横向稳定杆断裂失效原因进行分析探讨，以供相关人士参考。
关键词：汽车；横向；稳定杆；断裂；失效一、汽车横向稳定杆汽车横向稳定杆是悬架的关键组件，在左右轮相对车身的距离不等时产生抵抗作用，促进汽车恢复稳定性和舒适性状态，它承受着重要载荷。
稳定杆的作用在不改变车辆垂向刚度的前提下，增加车辆悬架的侧倾刚度。
在某车型底盘调校过程中，为了增加车辆的稳定性，减小车辆的侧倾，前后悬架侧倾刚度需要适当匹配，同时增加车辆的不足转向度，在不改变车辆的前后垂向刚度匹配状态下，最行之有效的做法是增加稳定杆的直径，但是，由于稳定杆直径尺寸需求受制造工艺的影响，调校人员需求的稳定杆直径尺寸方案细化后无法达成，且当稳定杆直径增加到一定数值时，与副车架及周边零部件等周边间隙减小，存在运动干涉隐患。
二、试验过程与结果1.断口宏观观察如图1所示，横向稳定杆安装时A、B点与车身连接，C、D点与车轮连接，当汽车通过凹凸路或转弯时，为保证车身稳定性与车身相连的A点和B点处受到较大的扭力。
通过对断口清洗后进行观察（见图2）。
在断口附近未见明显外伤和塑性变形，裂纹源处于稳定杆的折弯处附近的内侧，裂纹从表面向心部扩展，裂纹沿两边进行扩展最终在瞬断区断裂。
根据零件断裂形貌结合零件受力情况，推测零件是在受到较大扭矩时发生的延迟脆性断裂。
2.断口微观观察由图2可见，稳定杆裂纹源区和扩展区晶粒明显、晶界清晰、无微观塑性变形，呈冰糖状形貌，并在晶界处伴有二次裂纹，如图3、图4所示。
瞬断区是由平坦的小平面、微孔及撕裂棱组成的准解理断裂特征，如图5所示。
图1故障件图图2断口宏观形貌图3裂纹源图4扩展区图图5瞬断区3.材质测试采用GB/T4336—2002《碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法（常规法）》规定进行测试，结果满足供应商提供的材料协议。
4.硬度测试在故障件断口附近和新试样相似位置取样，采用GB/T230.1—2009《金属材料洛氏硬度测试方法》进行测试，失效件和对比件硬度为47.0～48.5HRC，满足工艺要求的42～50HRC。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
汽车横向稳定杆关键生产工艺
汽车横向稳定杆用来提高汽车悬架侧倾角刚度.减少车身倾角. 使汽车在路况不平或转弯时能够行驶平稳.与扭杆弹簧不同之处是有4点固定安装在悬架上.其中两端头通过侧臂端部的橡胶垫或球头连杆与悬架导向臂连接,杆的中部用橡胶衬套与车身相连.车辆在行驶中,如果左,右车轮同时上下跳动.那么横向稳定杆起不了作用: 当左,右车轮垂直方向产生相对位移时,横向稳定杆中间部分受扭转侧臂受弯,起到增加悬架刚度作用.目前进口轿车,国产轿车前后悬架全部装配了横向稳定杆, 多功能运动车等基本都装配有前稳定杆或前,后两种横向稳定杆.轻卡,重卡也越来越多地装配了横向稳定杆.装有横向稳定杆的车辆行驶较稳定,舒适翻车几率大大降低,据统计在路况差,急转弯时装有横向稳定杆的车辆翻车概率降低60%-80%
汽车横向稳定杆常用原料一般为弹簧圆钢(为减轻质量,有的横
向稳定杆采用空心圆管制成,管壁厚与外径之比多为0.125左右.此时,比实
心杆外径增加了11.8%,但 4结束语
定位基准的选择不是固定的 ?南昌长力钢铁股份有限公司冀永相质量可以减
轻约50%)通常情况下不用剥皮,国内生产材质主要为 6OSi2Mn,50CrVA.日本几家
汽车公司一般采用Sup9系列. 原材料经过外观质量检查后合格的材料按钢号分类库存或投入现场进行加工制造.关键生产工艺主要有端部成形,整体成形,淬火, 回火,喷丸强化,下料.
1端部成形
因安装需要.汽车横向稳定杆两端一般要加工成扁头状,圆筒状. 其中.扁头状应用最普遍. 这也就是汽车横向稳定杆的端部成形加工一般采用端部加热装置(以往采用燃气,煤油,现在多采用中频加热)把材料加热到 950-1000.c,在专用热
锻机上成形.此时模具作业条件恶劣. 高温,高压及材料在模具里流动都会给模具
造成很大损坏.建议选用耐高温,耐磨性高的模具成形机上进行弯制即为整体成形.
通常将杆体温度加热到940—98O .C,保温一定时间,取出成形.值得一提的是,
杆体两端温度一定要尽可能均匀.否则在成形后会出现左右横臂不对称.且无法修
复致使产品中途报废的情况.
此工序在所有制作工序中最为重要.也可以说是汽车横向稳定杆制作的技术
核心部分.大部分杆体的弯曲形状都在该工序完成.咸形机显出了它的重要性.特
别是轿车用横向稳定杆一般为三维复杂形状其成形完全依赖三维威形机,如图 1.
因此.要特别注意成形机的日常维护和保养.
图1三维成形机
:三羔行冷3淬火却也是提高热锻模寿命的关键.
,
2整体成形处
把半成品杆体整体加热,随后在It,-J-问都得严格控制,不得有过烧,
在充分掌握选择原则的基础上.要况.合理选择粗,精基准,科学
根据工件毛坯的实际情况,产品结构的设计要求,现有设备的精度状安排加工
工艺.灵活运用.综合考虑.才能加工出高质量的产品.圃 54汽车工艺与材料
AT&M2009年第11期
强
扭曲,严重氧化,脱碳等缺陷.淬火的目的是使横向稳定杆获得所需
的马氏体组织.提高工件的硬度, 强度和耐磨性,为后道热处理作好组织准备
等.汽车横向稳定杆一般采用普通油淬火,60Si2Mn淬火温度一般在
880+20.C,50CrVA淬火温度一般在860+20C.而油中冷却时间根据横向稳定杆材质
和直径大小而略有不同.除此之外介质温度一般控制在 20-80.C时淬火质量最好.
汽车横向稳定杆是长物件,其淬火作业除遵守一般淬火常规工艺外.还应特别注意其整体加热和冷却中的变形问题.多数横向稳定杆是三维结构且形状复杂.因此热处理后在一些弯曲部分会产生较大变形,难以修正.公司经过多年制作总结出有效方法:对于形状复杂产品采用约束淬火(制作专门约束淬火夹具)形状简单,杆径较粗的产品可采用自由淬火.
4回火
回火是指钢件经淬硬后.再加热到某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺.常见的回火工艺有低温回火,中温回火, 高温回火和多次回火等.汽车横向稳定杆一般采用中温回火.这不仅消除了淬火时所产生的应力,还可获得高的屈服强度,硬度,弹性极
限和较高韧性.如公司生产的柳汽 29MA一08011横向稳定杆(材质为
60Si2Mn,28mm)回火温度
480-520.C加热保温90min,回火后得到硬度值37-44HRCgl:]均匀细致的屈氏体组织,屈服强度,弹性极限和韧性也较为理想;随机抽取3根进行疲劳测试,3O 万次后均未产生裂纹或断裂.因此.回火加热保持时间至少应在1h以上.表1为钢奥氏
体化大
体升温
时间和
热保持
时间.
回火
是汽车
注:装入质量在各炉标准装入质量的1/2以下;
一装入质量在各炉标准装入质量的1/2以上.
横向稳定杆生产的最后一道热处理工序,因此决定着横向稳定杆的力学性能.回火时温度要均匀,保温时间要充足.工件在加热过程中应避免互相紧贴和挤压.
5精整
精整是将回火后形状尺寸稍有超差的横向稳定杆半成品通过人工修正变为合格产品.由于产生塑性
变形量很小.经检测能达到产品要求疲劳寿命.该工序提高了产品合格率,在
很大程度上降低了生产成本因此在生产中是不可缺少的. 即使在设计三维成形机时考虑到产品的淬火,回火变形量.但由于变形存在离散性,故精良的三维成形机最高也只能达到90%左右的合格率.精整工序也是不可缺少的.目前,国内横向稳
定杆厂家一般都有此工序.
6喷丸强化
喷丸强化是提高汽车横向稳定杆疲劳强度的重要工序.横向稳定杆经喷丸后
产生塑性变形,形成一定厚度的表面强化层强化层内形成较高的残余压应力和密度极高的位错(也就是表层冷作硬化),因而提高了横向稳定杆的疲劳极限. 钢丸选用钢丝丸.钢丝丸比铸铁丸好.不易破碎,寿命长避免碎破钢丸损伤横向稳定杆表面. 7无损探伤
无损探伤是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段.常用的无损探伤方法有X射线探伤,超声波探伤,磁粉探伤,渗透探伤,涡流探伤,y射线
探伤,萤光探伤,着色探伤等.汽车横向稳定杆通常采用磁粉探伤. 当横向稳定杆磁化时,若表面有缺陷存在,由于缺陷处的磁阻增大而产生漏磁,形成局部磁场,磁粉便在此处显示缺陷的形状和位置.从而判断缺陷的存在.
8喷涂
喷涂是汽车横向稳定杆生产最后工序.也是很重要的一道工序. 因为横向稳定杆装置在底盘上,条件恶劣污水,石块容易造成涂料腐蚀,剥落,所以必须加强防锈能力.公司最初采用黑色油漆进行涂装,但达不到日本三菱ES.X71221 (要求耐盐雾试验480h)涂装标准.后对喷涂工艺进行改进——采用自动化喷塑工艺.现在产品涂层均匀,硬度高,附着力强,耐盐雾时间超过480h涂层质量得到了很大提高.
另外,喷塑对环境污染小,散落塑粉可回收,因此利用率相当高. 喷塑是一种较好的涂装工艺.I圈 2009年第11期l汽车工艺与材料AT&Mi55。