1、 ICS 43.040 T 34 DB34 安徽省地方标准 DB 34/T 15582011 乘用车铝合金控制臂总成技术条件和试验方法 Technical Requirements and Test Methods for Aluminum Alloy Control Arm Assembly Used in Passenger Car 2011 - 12 - 16 发布 2012 - 01 - 16 实施安徽省质量技术监督局 发布DB34/ 15582011 I 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本标准归口单位：国家汽车零部件产品质量监督检验中心（芜湖）。 本
2、标准起草单位：芜湖禾田汽车工业有限公司、国家汽车零部件产品质量监督检验中心（芜湖）。 本标准主要起草人：潘琦俊、赵迎军、谢礼杰、施先锋、孟舒、胡静丽、章志华、包其华。 DB34/ 15582011 1 乘用车铝合金控制臂总成技术条件和试验方法 1 范围 本标准规定了乘用车铝合金控制臂总成的术语和定义、技术要求、试验方法。 本标准适用于乘用车铝合金控制臂总成。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试
3、验方法 GB/T 3190 变形铝及铝合金化学成分 GB/T 3191 铝及铝合金挤压棒材 GB/T 7999 铝及铝合金光电直读发射光谱分析方法 GB/T 17107 锻件用结构钢牌号和力学性能 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 铝合金控制臂总成 铝合金控制臂总成是汽车独立悬架系统最重要的组成部分， 弹性地连接车身与车轮 ,从而起到缓冲、减振、导向、传力的作用。 乘用车铝合金控制臂总成主要由铝合金臂体，球销，防尘罩，塑料球座，橡胶衬套及封盖组成，见图 1。 DB34/T 15582011 2 图1 铝合金控制臂总成结构图 3.2 最大摆动角 在球销轴线与球座孔轴线重合时过
4、该轴线的平面内度量；使球销倾摆到两极限位置状态时，球销轴线夹角 。 3.3 启动力矩 指球销相对于球座由静止转入到运动状态时所需的力矩。 3.4 旋转力矩 球销轴线与球座孔轴线重合时，球销绕轴线匀速旋转时的力矩。 3.5 摆动力矩 球销轴线与球座孔轴线重合时, 球销以一定的频率在与轴线垂直的平面内，作连续摆动时的力矩。 3.6 臂体失稳力 对臂体纵向两端施加压力 Fk，当臂体相对于力作用线发生翘曲（塑性变形）所需要的临界力。 3.7 臂体拉断力 对臂体纵向两端施加拉力 Fa，当臂体发生屈服变形时所需的力。 DB34/ 15582011 3 3.8 球销压（拉）脱力 球销轴线与球座轴线处于重合的
5、位置，沿球销轴线方向，按规定的加载速度，施加压力（F 压）或者拉力（F 拉），直至球销从球座中完全脱出的最大力。 3.9 衬套压脱力 将衬套从衬套孔压出的最大力。 3.10 衬套静刚度 以一定的加载速度对衬套施加载荷，所测定的载荷增量与对应的变形增量的比率。 3.11 径向弹性位移 球销轴线与接头球座孔轴线重合，沿垂直于该轴线方向，对球销施加压力和拉力，使铝合金控制臂总成内部除弹性零件外的其他零件均不发生变形时，球销的最大位移量。 3.12 轴向弹性位移 球销轴线与接头球座孔轴线重合，沿该轴线对球销施加压力或者拉力，使铝合金控制臂总成内部除弹性零件外的其他零件均不发生变形时，球销的最大位移量。
6、 4 技术要求 4.1 一般要求 产品应符合本标准要求，按规定程序和批准的图样进行生产制造。 4.2 材料 4.2.1 铝合金材料应符合 GB/T 3190和 GB/T 3191 的要求。 4.2.2 合金钢材料应符合 GB/T 17107 的要求。 4.2.3 其它材料应符合国家法律法规和相关标准要求。 4.3 装配质量 4.3.1 球销与球座装配前应该清洁干净，在装配后应转动灵活，不应发生松动、卡滞现象。 4.3.2 采用卡簧结构的部件，卡簧应有效的固定在防尘罩上。 4.3.3 封盖应旋压牢固，不应松动和脱落。 4.4 外观要求 DB34/T 15582011 4 铝合金控制臂总成不应有白
7、斑、锈蚀、划伤、磕碰、折叠、裂纹、毛刺等缺陷 。 4.5 性能要求 4.5.1 最大摆动角、臂体失稳力、臂体拉断力、球销拉（压）脱力、衬套压脱力应符合产品设计文件要求。 4.5.2 启动力矩、旋转力矩、摆动力矩应符合表 1 要求； 表1 启动力矩、旋转力矩、摆动力矩允许值 技术要求 球头直径D（mm） 旋转力矩、摆动力矩（Nm） 启动力矩（Nm） D22 13 9 22D25 15 10 25D27 15 12 27D35 16 12 D35 18 16 4.5.3 衬套静刚度应符合产品设计文件要求。 4.5.4 轴向弹性位移、径向弹性位移应符合表 2 要求。 表2 轴向、径向弹性位移允许值
8、球头直径D（mm） 轴向加载（N） 轴向位移（mm） 径向加载（N） 径向位移（mm） D22 400 0.1 2000 0.2 22D25 1000 0.12 3000 0.2 25D27 1000 0.12 4000 0.25 27D32 1400 0.15 5000 0.28 32D35 2000 0.15 6000 0.35 D35 3000 0.2 7000 0.35 4.5.5 耐久性试验 4.5.5.1 试验后产品不得出现下列现象： a) 球销不得出现裂纹或断裂，不得从臂体中出现滑脱现象。 b) 臂体不得出现裂纹或断裂。 c) 防尘罩不许出现裂纹或断裂。 d) 橡胶衬套不得出现龟
9、裂、断裂、移位或滑脱现象。 e) 球销与塑料球座不得产生松动。 4.5.5.2 试验结束后旋转力矩、摆动力矩应不低于 0.1 N m。 5 试验方法 5.1 材料理化性能 5.1.1 铝合金材料机械性能 DB34/ 15582011 5 按 GB/T 228.1 和 GB/T 3191 的要求进行。 5.1.2 铝合金材料化学成分 按 GB/T 7999 和 GB/T 3190 的要求进行。 5.1.3 合金钢材料机械性能和化学成分 按 GB/T 228.1 和 GB /T 17107 的要求进行。 5.2 装配质量 产品在装配的过程中用相应的计量器具及手动、目测进行检验，应符合产品设计文件的
10、要求。 5.3 外观质量 目测，应符合 4.4 和产品设计文件的要求。 5.4 性能试验 5.4.1 最大摆动角 将铝合金控制臂总成按图 2 固定安装在电子角 度测量仪上，球销倾摆到两侧极限位置状态时，在过球销轴线平面内，测量记录球销轴线的夹角 。 图2 最大摆动角试验固定方式示意图 5.4.2 臂体失稳力 将铝合金控制臂总成按图 3 方式安装，对臂体纵向两端施加压力 Fk，按设计文件的要求进行，记录臂体发生失稳弯曲过程中的最大力值。 图3 性能试验评定安装方式示意图 DB34/T 15582011 6 5.4.3 臂体拉断力 将铝合金控制臂总成按图 3 方式安装，对臂体纵向两端施加拉力 Fa
11、，按设计文件的要求进行，记录臂体发生拉断过程中的最大力值。 5.4.4 球销压（拉）脱力 将铝合金控制臂总成按图 4 所示固定安装在万 能材料试验机上，按产品设计文件要求进行加载，记录球销压（拉）出臂体内孔过程中的最大力值。 图4 球销压（拉）脱力试验安装示意图 5.4.5 衬套压脱力 将铝合金控制臂臂体按图 5 所示固定安装在万 能材料试验机上，按产品设计文件要求从衬套压入的反向加载力，记录衬套从臂体中完全脱出的最大力 F(压)。 图5 衬套压脱力试验安装示意图 5.4.6 衬套静刚度 5.4.6.1 径向静刚度试验： a) 试件安装：按图 6 所示； b) 施加载荷：按图 7 所示方向，施
12、加载荷 Fz、Fy； c) 加载速度：102 mm/min； d) 预加载荷：0N； e) 预循环次数：3 次； DB34/ 15582011 7 f) 按图 6 的测试示意图，由计算机记录第 4 次的 “载荷 变形 ”数值，并生成 “载荷 变形 ”曲线。 g) 静刚度依据图 8 所示曲线，按公式一计算。 图6 径向静刚度试验安装示意图 图7 径向静刚度试验加载方向示意图 DB34/T 15582011 8 图8 载荷-变形曲线 公式一： 1212 =PPKS(1) 式中： KS -静刚度，N/mm； 1 -按橡胶体厚度的 10； 2 -按橡胶体厚度的 30； P1 -变形到 1 时的对应载荷
13、； P2 -变形到 2 时的对应载荷。 5.4.6.2 轴向静刚度试验： a) 试件安装：按图 9 所示： b) 施加载荷：按图 9 所示方向，施加恒定载荷 Fx； c) 加载速度：102 mm/min； d) 预加载荷：0N； e) 预循环次数：3 次； f) 按上述试验方法，由计算机记录第 4 次的 “载荷 变形 ”数值，并生成 “载荷 变形 ”曲线。 g) 静刚度的计算方法，同 5.4.6.1。 DB34/ 15582011 9 图9 轴向静刚度试验安装示意图 5.4.6.3 扭转静刚度试验： a) 试件安装：按图 10 所示： b) 施加载荷：按图 10 所示方向，施加扭矩 Tr； c
14、) 扭转速度：0.5 1 /s； d) 最大扭转角度：按产品设计文件要求进行； e) 预加载荷：01 Nm； f) 循环次数：3 次； g) 按上述试验方法，由计算机记录第 4 次 “扭矩 角度 ”数值，并生成 “扭矩 角度 ”曲线。 h) 扭转静刚度的计算方法：依据图 11所示曲线，按公式二计算。 图10 扭转静刚度试验安装与加载示意图 DB34/T 15582011 10 图11 扭矩-角度曲线 公式二： 1212=rrtTTK . (2) 式中： Kt -扭转静刚度，Nm /； 1 -按设计文件规定最大扭转角度的 10； 2 -按设计文件规定最大扭转角度的 50； Tr1 -扭转到 1
15、位置时的对应扭矩； Tr2 -扭转到 2 位置时的对应扭矩。 5.4.7 启动力矩 在室温下，球接头在测试前，以交替方向 58 次使球销与球座磨合运动，如图 11 所示，球接头设置在零位，并放置在室温下保持 24 小时，试验方法按 5.4.8 进行，记录球销启动时的力矩值。 图12 静态摩擦方向 DB34/ 15582011 11 5.4.8 旋转力矩 将臂体固定， 使球销和臂体主孔中轴线处于重合位置， 使球销绕中轴线以 30 /s 的速度预旋转 35 周，继续旋转 3 周过程中记录下力矩数值，并取平均值。 5.4.9 摆动力矩 将完成 5.4.7 检测后的样件继续进行摆动力矩的试验。 将臂体
16、固定， 使球销和臂体主孔中轴线处于重合位置， 使球销处于球接头总成对称面或设计平面内,以 30 /s 的频率连续摆动,摆动角度为最大摆动角度设计值的 8090，摆动 58 次后，继续摆动 3 个周期，记录各力矩，并取平均值。 5.4.10 轴向弹性位移 将产品固定在弹性位移试验机上，使球销和臂体球壳孔中轴线处于重合位置，使球销加载平面与加载装置接触，按 0.5 Hz 正弦波加载预循环 3 次后进行试验，载荷施加方法及方向如图 12（+Fax：表示拉力，-Fax：表示压力）。 图 13 轴向弹性位移试验载荷施加方法及方向 轴向弹性位移的计算方法，如图 13 图13 轴向弹性位移的计算方法 总位移
17、 =|+a|+|-a| 施加 F=+Fax时，产生的位移为 + a。 施加 F=-Fax时，产生的位移为 - a。 5.4.11 径向弹性位移 DB34/T 15582011 12 5.4.11.1 将试件固定在弹性位移试验机上，使球销、球座和臂体球壳孔中轴线处于重合位置，去掉球销螺母（必要时，应将球销的加载平面进行修平，以避免加载时局部挤压使力线偏斜），使球销加载平面与加载装置接触，按 0.5 Hz 正弦波加载预循环 3 次后进行试验，载荷施加方法及方向如图 14（+Frad：表示拉力，-Frad：表示压力）。 图14 径向弹性位移试验载荷施加方法及方向 5.4.11.2 径向弹性位移的计算
18、 如图 15。 图15 径向弹性位移的计算方法 总位移 =|+rad|+|-rad| 施加 F=+Frad 时，产生的位移为 + rad。 施加 F=-Frad 时，产生的位移为 - rad。 5.4.12 耐久性试验 5.4.12.1 经过 5.4.8、5.4.9、5.4.10、5.4.11 试验合格的样品，安装在专用试验台架上，按图 16和设计文件的要求施加径向载荷 Q，并使球销按图示角度 旋转、按图示角度 摆动进行试验。 DB34/ 15582011 13 图16 耐久性试验安装载荷方向示意图 5.4.12.2 试验条件： 见表 3。 表3 耐久性试验参数 试验参数 径向加载 旋转 摆动 径向加载次数 耐久试验 1. Q按设计图纸要求或取前悬最大设计轴荷的1/4； 2. 加载频率：f 取1-3Hz ； 3.加载方式：正弦波。 1. 30； 2. 频率：1/4f。1. 取最大摆动角的30%； 2. 频率：1/4f。 3105， 或按顾客要求。 5.4.12.3 试验结束后，按 5.4.8、5.4.9 进行旋转力矩、摆动力矩的复测，并检查产品变化情况。 _
