變截面汽車橫向穩(wěn)定桿的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及汽車零件技術(shù)領(lǐng)域中的穩(wěn)定桿，尤其是一種變截面汽車橫向穩(wěn)定 桿。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽車穩(wěn)定桿又稱橫向穩(wěn)定桿，在汽車的懸架系統(tǒng)中起到在轉(zhuǎn)彎時(shí)減少側(cè)傾，提高 車輛行駛的平順性和駕駛舒適性的目的，屬于A類重點(diǎn)安全件。汽車穩(wěn)定桿總成的結(jié)構(gòu)，大 體如圖1所示，車輛在轉(zhuǎn)彎或遇到顛簸路面時(shí)，F(xiàn)S1端和FS2端會(huì)產(chǎn)生大小相同，方向相反的 兩個(gè)扭轉(zhuǎn)力。從而起到減少車輛側(cè)傾，提高舒適性的目的。
[0003] 根據(jù)穩(wěn)定桿應(yīng)力應(yīng)變有限元分析和穩(wěn)定桿疲勞斷裂點(diǎn)的實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果，得知:汽 車橫向穩(wěn)定桿在使用過程中，最容易出現(xiàn)斷裂的地方在兩側(cè)折彎處，此處出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn) 象，也是疲勞斷裂點(diǎn)所在。
[0004] 為了提高汽車穩(wěn)定桿的使用壽命，但同時(shí)還要滿足汽車穩(wěn)定桿的使用剛度、性能 參數(shù)以及輕量化的目的。必須要對(duì)應(yīng)力集中區(qū)域采取一些必要的加工方法和工藝保證，才 能達(dá)到目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能夠延長穩(wěn)定桿使用壽命 的變截面汽車橫向穩(wěn)定桿。
[0006] 本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的：
[0007] -種變截面汽車橫向穩(wěn)定桿，包括橫桿和兩個(gè)連接臂，橫桿的左右兩端分別連接 一個(gè)連接臂，其特征在于:橫桿左右兩端與連接臂相連接的折彎處的直徑和壁厚均大于橫 桿以及連接臂其他部位的直徑和壁厚。
[0008] 而且，所述的折彎處的直徑和壁厚的根據(jù)空心和實(shí)心穩(wěn)定桿的等剛度換算方法進(jìn) 行換算。
[0009] 而且，所述的其他部位指的是橫桿的中部和連接臂的下部。
[0010] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：
[0011] 本變截面汽車穩(wěn)定桿是一種既可以滿足車輛扭轉(zhuǎn)剛度和疲勞強(qiáng)度要求，同時(shí)又可 以有效減少零件重量，提高燃油經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵底盤懸架零部件產(chǎn)品。其產(chǎn)品優(yōu)越性在于充 分考慮到汽車橫向穩(wěn)定桿在使用過程中容易發(fā)生斷裂的位置，正常情況下斷裂點(diǎn)基本在軸 肩（兩臂折彎處)處產(chǎn)生，而為了增加此處的強(qiáng)度需要增加直徑，但是統(tǒng)一增加直徑又會(huì)提 高零件的重量，因此可以用變截面的方式（只在出現(xiàn)應(yīng)力集中的區(qū)域增加材料截面積），這 樣就可以滿足要求。
【附圖說明】
[0012] 圖1是穩(wěn)定桿的示意圖；
[0013] 圖2是普通橫向穩(wěn)定桿簡圖；
[0014] 圖3是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0015]圖4是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖詳細(xì)敘述本實(shí)用新型的實(shí)施例；需要說明的是，本實(shí)施例是敘述性 的，不是限定性的，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0017] -種變截面汽車橫向穩(wěn)定桿，包括橫桿2和兩個(gè)連接臂3,橫桿的左右兩端分別連 接一個(gè)連接臂，即：兩個(gè)連接臂的上端分別與橫桿的左右兩端連接。本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)在 于:橫桿左右兩端與連接臂相連接的折彎處的直徑和壁厚均大于橫桿以及連接臂其他部位 的直徑和壁厚。其他部位指的是橫桿的中部和連接臂的下部。相當(dāng)于橫桿的左右兩端分別 通過一個(gè)弧形加強(qiáng)段1與連接臂連接，該弧形加強(qiáng)段的直徑和壁厚均大于橫桿及連接臂。折 彎處的直徑和壁厚的根據(jù)空心和實(shí)心穩(wěn)定桿的等剛度換算方法進(jìn)行換算，滿足外徑與副車 架不干涉，壁厚滿足剛度需求和最大剪切應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)需求。
[0018] 本實(shí)用新型加工的工藝過程為：
[0019] 在干凈的操作環(huán)境里，
[0020] ①、首先將原材料(直徑均一的實(shí)心棒料彈簧鋼，一般為60Si2MnA或55Cr3等優(yōu)質(zhì) 彈簧鋼)按照規(guī)定尺寸進(jìn)行切斷。
[0021] ②、將切斷后的坯料在規(guī)定的位置進(jìn)行加熱（一般在900±20°左右），通過聚料機(jī) 將規(guī)定位置的直徑變厚，達(dá)到規(guī)定直徑尺寸和長度。
[0022] ③、將加工完成后的坯料進(jìn)行兩端成型鍛造。
[0023] ④、將鍛造好的坯料整體加熱，然后放入到成型機(jī)中，定位折彎成型。
[0024]⑤、將成型后的穩(wěn)定桿，進(jìn)行淬火，回火，校正。
[0025]⑥、對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行表面拋丸處理。
[0026]⑦、對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行涂裝，組裝，包裝。
[0027]技術(shù)參數(shù)和試驗(yàn)要求：
[0028]①、要求穩(wěn)定桿的疲勞耐久次數(shù)達(dá)到20萬次以上。
[0029]②、在使用過程中不得出現(xiàn)異響。
[0030] ③、要求產(chǎn)品表面不得出現(xiàn)裂紋和傷害，扭轉(zhuǎn)剛度的誤差要控制在5%以內(nèi)。
[0031] 本實(shí)用新型的工作原理及工作過程。
[0032] 變截面汽車穩(wěn)定桿在車輛中的作用是減少由于轉(zhuǎn)彎造成的車身側(cè)傾。當(dāng)車身由于 橫向方向上的離心力發(fā)生傾斜時(shí)，穩(wěn)定桿與車身發(fā)生相互作用。這意味著在車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，轉(zhuǎn) 彎外側(cè)的車輪方向向下運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)彎內(nèi)側(cè)的車輪方向向上運(yùn)動(dòng)，結(jié)果就是穩(wěn)定桿的扭轉(zhuǎn)力作 用方向是與車身的傾斜方向相反的。車身的側(cè)傾是由于車輪載荷的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)彎角度的大小 決定的。穩(wěn)定桿的關(guān)鍵目的是為了調(diào)整駕駛轉(zhuǎn)彎時(shí)的不足或過度，用以提高駕駛的舒適性 和安全性。
[0033]本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)對(duì)比情況：
[0034]汽車橫向穩(wěn)定桿在進(jìn)行成型之后，需要對(duì)其進(jìn)行拋丸處理用以增強(qiáng)產(chǎn)品表面的粗 糙度從而提升產(chǎn)品的應(yīng)力應(yīng)變水平和疲勞耐久性。由于汽車的橫向穩(wěn)定桿的性能主要由穩(wěn) 定桿本身的材料直徑和空間尺寸所決定，車身確定后，穩(wěn)定桿的基本外形尺寸就確定了，而 直徑尺寸需要根據(jù)不同的剛度值而選取合適的規(guī)格。
[0035] 長期研究發(fā)現(xiàn)，汽車穩(wěn)定桿的扭轉(zhuǎn)剛度和疲勞耐久性主要取決于穩(wěn)定桿兩側(cè)的關(guān) 鍵折彎位置的直徑和折彎圓角的大小，如圖2中圓圈區(qū)域所示。根據(jù)橫向穩(wěn)定桿的這種使用 特點(diǎn)，可以將穩(wěn)定桿紅色折彎區(qū)域位置的產(chǎn)品直徑增大，將其他區(qū)域的直徑變小，這樣既可 以滿足此處應(yīng)力應(yīng)變的需求，又能夠滿足降低產(chǎn)品重量，從而達(dá)到我們的設(shè)計(jì)要求。為了驗(yàn) 證產(chǎn)品的設(shè)計(jì)構(gòu)想，我們將某一種汽車穩(wěn)定桿分別做成三種規(guī)格，來分別測試其產(chǎn)品性能 結(jié)果:這三種穩(wěn)定桿分別是：
[0036] ①號(hào)穩(wěn)定桿一具有連續(xù)均一直徑的標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定桿產(chǎn)品。
[0037] ②號(hào)穩(wěn)定桿一具有比①號(hào)穩(wěn)定桿直徑略大且均一的穩(wěn)定桿產(chǎn)品，其形狀與①號(hào) 穩(wěn)定桿相同。
[0038]③號(hào)穩(wěn)定桿一在折彎處具有跟②號(hào)穩(wěn)定桿直徑一樣，而其他區(qū)域具有跟①號(hào)穩(wěn) 定桿直徑一樣的形狀相同的產(chǎn)品。經(jīng)過分析驗(yàn)證比對(duì)，得出如下結(jié)論：
[0039]
[0040]結(jié)論:經(jīng)過對(duì)三種相同形狀，不同直徑規(guī)格的汽車橫向穩(wěn)定桿的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，可以得 出，③號(hào)穩(wěn)定桿既滿足了產(chǎn)品的扭轉(zhuǎn)剛度需求，又滿足了折彎處許用應(yīng)力的要求，同時(shí)又降 低了整車的重量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種變截面汽車橫向穩(wěn)定桿，包括橫桿和兩個(gè)連接臂，橫桿的左右兩端分別連接一 個(gè)連接臂，其特征在于:橫桿左右兩端與連接臂相連接的折彎處的直徑和壁厚均大于橫桿 以及連接臂其他部位的直徑和壁厚。2. -種如權(quán)利要求1所述的變截面汽車橫向穩(wěn)定桿，其特征在于:所述的折彎處的直徑 和壁厚的根據(jù)空心和實(shí)心穩(wěn)定桿的等剛度換算方法進(jìn)行換算。3. -種如權(quán)利要求1所述的變截面汽車橫向穩(wěn)定桿，其特征在于:所述的其他部位指的 是橫桿的中部和連接臂的下部。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種變截面汽車橫向穩(wěn)定桿，包括橫桿和兩個(gè)連接臂，橫桿的左右兩端分別連接一個(gè)連接臂，橫桿左右兩端與連接臂相連接的折彎處的直徑和壁厚均大于橫桿以及連接臂其他部位的直徑和壁厚。本實(shí)用新型通過對(duì)應(yīng)力集中區(qū)域的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，不但滿足了汽車穩(wěn)定桿的使用剛度、性能參數(shù)以及輕量化的目的，還降低了疲勞斷裂的概率，延長了汽車穩(wěn)定桿的使用壽命。
【IPC分類】B60G21/055
【公開號(hào)】CN205168098
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520826466
【發(fā)明人】王立春, 王恩槐, 楊斌
【申請(qǐng)人】天津市大港汽車配件彈簧廠
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年10月23日