《创新 东风弹簧 重型商用车轻量化开发》由会员分享，可在线阅读，更多相关《创新 东风弹簧 重型商用车轻量化开发（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 重型商用车轻量化钢板弹簧的研发 QC成果资料 东风汽车悬架弹簧有限公司DONGFENGMOTORSUSPENSIONSPRINGCO LTD 发表人 刘俊时间 2010年5月3日 小组名称 微笑QC小组课题类型 创新型活动宗旨 用我们真诚付出赢得用户满意微笑 一 小组简介 活动时间 2009年1月至2010年4月 一 小组简介 降低油耗 国家 十一五 汽车产业发展策略第10条 汽车产业及相关产业要注重发展和应用新技术 提高汽车燃油经济性 2010年前 汽车新车平均油耗比2003年降低15 以上 二 选择课题 汽车重量与油耗的关系 2007年12月 成立了国家 汽车轻量化技术创新战略联盟 二
2、选择课题 2008年6月 我公司参加了国家 汽车轻量化技术创新战略联盟 的 轻量化材料应用共性技术的研究与应用 课题组 研发重型商用车轻量化钢板弹簧 钢板弹簧 选择课题 重型商用车轻量化钢板弹簧的研发 三 设定目标 目标 实现重型商用车钢板弹簧减重 30 约束条件 产品的使用寿命 8万次 依据GB T19844标准 三 设定目标 目标可行性分析 与国外重型商用车汽车钢板弹簧对比 结论 国外重型商用车钢板弹簧自重较国内轻30 50 郭孔辉院士受聘为公司技术顾问 陈耀明教授受聘为公司技术顾问 获得8项国家专利 参与制定行业 国家技术标准 2007年 参与编写 钢板弹簧 国际标准提案 并代表中国在弹
3、簧标准国际会议上进行说明 聘请了中国工程院院士郭孔辉等6位专家为公司技术顾问 三 设定目标 目标可行性分析 公司有一支实力强大的研发团队 目标 减重 30 的重型商用车轻量化钢板弹簧 初步方案提出 从产品结构上实现减重 四 提出方案并确定最佳方案 四 提出方案并确定最佳方案 方案可行性分析与评估 四 提出方案并确定最佳方案 方案可行性分析与评估 方案二 产品检测数据表明 以北方奔弛56036000为例 每辆份钢板弹簧自重减轻94 48Kg 减重19 7 方案一 产品检测数据表明 以KLQ6100为例 每辆份钢板弹簧自重减轻42 6Kg 减重11 四 提出方案并确定最佳方案 为了进一步实现产品轻
4、量化 小组成员提出提高设计应力 与国外板簧相比 欧美板簧设计应为 600MPa 板簧自重减轻30 设计应力 600MPa自重轻 重型卡车300 450公斤 设计应力400 550MPa自重重 重型卡车 600公斤 开发高应力变截面钢板弹簧 关键工艺技术设计 高性能材料开发 产品结构设计 方案的进一步分解 四 提出方案并确定最佳方案 1 材料化学成分确定2 材料工艺性能开发 1 为确保轻量化重型钢板弹簧的使用寿命 对产品结构进行优化设计 1 为确保轻量化重型钢板弹簧的使用寿命 对加工工艺进行优化设计 重型商用车轻量化钢板弹簧的开发 目标 减重 30 约束条件 保证使用寿命 四 提出方案并确定最佳
5、方案 高性能材料的开发 材料化学成分的确定 小组成员提出了两种方案 四 提出方案并确定最佳方案 高性能材料的开发 材料化学成分的确定 小组成员研究了德国MAN系列高应力钢板弹簧 设计应力650MPa 确定其材料成分如下表 检测结果表明 MAN钢板弹簧总成采用的材料为50CrV4 DIN17221 通过与钢厂技术部门沟通 考虑到钢厂的生产工艺 对部分元素的化学成分进行了微调 初步确定为51CrV4的化学成分 四 提出方案并确定最佳方案 高性能材料的开发 材料化学成分的设计 首批材料试制规格为26mm 90mm 化学成分经检验满足技术协议要求 材料工艺性能试验 淬透性试验 低倍组织及脱碳层检验 四
6、 提出方案并确定最佳方案 高性能材料的开发 材料化学成分的设计 材料力学性能试验 最终确定 材料化学成份为51CrV4 试验结果表明 51CrV4其化学成分 淬透性和力学性能等指标均达到协议要求 且具有高弹性极限和疲劳极限 一定的冲击韧性 良好的淬透性和较低的脱碳敏感性 可以作为设计应力为650MPa级 厚度 45mm的高应力钢板弹簧材料 四 提出方案并确定最佳方案 产品结构设计 端部结构的设计 从产品使用寿命角度分析 以变截面钢板弹簧2913Z24 010为例 做台架试验 试验条件 刚度指标27915 2233 静负荷弧高指标15 6 疲劳寿命预加 12 0mm振幅 21 0mm试验频率2
7、0Hz试验结果如下 四 提出方案并确定最佳方案 产品结构设计 端部结构的设计 从应力分析的角度 以2913Z24 010为例 测试 四 提出方案并确定最佳方案 产品结构设计 端部结构的设计 从台架试验和应力测试结果可知 不同载荷情况下 第一片应力值高于其他三片22 32 四 提出方案并确定最佳方案 产品结构设计 端部结构的设计 针对第一片应力值高 容易断裂 小组成员提出了三种方案 四 提出方案并确定最佳方案 产品结构设计 端部结构的设计 试验结果表明 方案1和方案2不能有效改善第一片与其余片间的应力差 但方案3通过调整支点距 使各片工作时 作用点的位置基本相近 有效改善第一片和其余片间的应力差
8、 第二轮应力测试 方案一 弧高调整 方案二 端部增加垫片 方案三 端部增加垫片 四 提出方案并确定最佳方案 产品结构设计 端部结构的设计 根据试验结果 小组成员对现有端部结构进行优化设计 四 提出方案并确定最佳方案 关键工艺技术设计 端部工艺的设计 由于轻量化重型板簧端部结构比较复杂 尤其是热加工工艺 因此小组成员提出了2种方案 经过5轮调试后的端部成形工艺参数和工装模具 四 提出方案并确定最佳方案 关键工艺技术设计 端部工艺的设计 四 提出方案并确定最佳方案 关键工艺技术设计 喷丸工艺的设计 喷丸是提高钢板弹簧寿命的一种有效方式 为了保证轻量化钢板弹簧的使用寿命 小组成员对目前喷丸工序做了进
9、一步分析 四 提出方案并确定最佳方案 关键工艺技术设计 喷丸工艺的设计 从重型变截面板簧断裂的断口分析 发现 大部分疲劳源均为侧面圆角处 侧面无喷丸 疲劳源 仅对上表面喷丸 四 提出方案并确定最佳方案 关键工艺技术设计 喷丸工艺的设计 通过以上分析 小组成员对目前喷丸进行改进 以保证重型商用车轻量化钢板弹簧的使用寿命 新喷丸机技术协议 开发高应力变截面钢板弹簧 关键工艺技术设计 高性能材料开发 产品结构设计 四 提出方案并确定最佳方案 1 材料化学成份设计2 材料工艺性能设计 1 为确保轻量化重型钢板弹簧的使用寿命 优化产品结构设计2 部分加工工艺优化设计 重型商用车轻量化钢板弹簧的开发 减重
10、 30 通过以上分析和评估 小组找出了实现目标的最佳方案 1 用51CrV4弹簧钢2 端部采用面接触 压弯结构3 采用端部一次热加工成形工艺4 采用喷丸表面及侧面强化喷丸工艺 五 制定对策 六 对策实施 通过与陕西重汽沟通 选定DZ92259521003产品 依据厂家要求 将我们的设计方案形成了相应的产品文件 样件试制计划 六 对策实施 51CrV4采购订单及检验报告 六 对策实施 高应力生产车间 为确保高应力板簧的生产 09年公司投资建设了高应力生产车间 目前已形成制造1000吨高应力汽车钢板弹簧制造阵地 六 对策实施 强化喷丸设备 端部一次热加工复合模具 六 对策实施 DZ92259521
11、003产品主要生产工序照片 六 对策实施 热处理金相检验及总成性能试验 试验结果表明 金相组织为中等细致的回火屈氏体2级 满足JB3782 84标准要求 总成性能满足GB T19844 2005要求 疲劳寿命 12万次 产品已通过路试 七 效果检查 目标验证 目标 减重 30 的轻量化汽车钢板弹簧 产品检测数据表明 SX4255NR车型 每辆份钢板弹簧自重减轻149 7Kg 减重32 产品性能试验报告表明 疲劳寿命 12万次 满足GB T19844 2005要求 目前 小组已将这种设计方案运用到其他产品的开发 2009年10月 2010年4月 共为陕西重汽 北方奔驰 郑州宇通 厦门金旅等厂家开
12、发了多个品种的轻量化钢板弹簧 实现销售额8260 67万元 七 效果检查 产品销售 统计表明 到2020年 商用车燃油消耗比例要降低至30 轻量化汽车由于自重降低 用户的载重量可以增加 也就可以多载货物 为用户直接创收 2005年 70 2020年 30 七 效果检查 产品的市场前景 轻量化产品市场前景广阔 明确的上限值 八 标准化 国家专利 该成果已列为湖北省科技计划重大科技专项项目之一 一种用于汽车钢板弹簧的复合模具 已获得专利 异型钢板弹簧的热处理方法 正在申报中 九 总结和下一步打算 重型商用车轻量化钢板弹簧的开发 还存在一些影响质量的不稳定因素 我们将逐一展开分析和研究 充分发挥我们的才智 向更高的目标挑战 下一次课题 开发设计应力 800MPa的轻量化汽车钢板弹簧 用我们真诚付出 赢得用户满意
