悬挂系统球壳设计方法、加工方法、控制臂、系统和车辆与流程

本发明涉及悬挂系统球壳加工设计领域，具体为一种基于catia软件的悬挂系统球壳加工轨迹设计方法、加工方法、控制臂、悬挂系统和车辆。

背景技术：

1、对于一个悬架系统，其车轮相对设计位置，上下跳动量、转向机行程确定以后，整个轮边的运动轨迹就已经确定，照此进行法则曲线设计。所有球头类连接点，在这个运动过程中会产生摆角。摆角，就是球头销相对初始位置的摆动角度，初始位置一般是球头销和球壳平行，所以也可以用球头销相对球壳的角度，来表征球头的摆角。在某一个刻，球头摆角会达到最大值，可以通过测量获得。球壳下端，会进行机加，机加量以运动中球头销和球壳不干涉为标准。但同时，要留足够的强度，以保证使用过程中，球头销受力后不会撞破球壳脱出。

2、现有控制臂结构，球壳处机加轮廓，是通过校核轮边运动过程中，控制臂球头销的最大运动摆角，然后按照这个摆角机加一周，来做出控制臂球壳结构。这种结构，会导致球壳机加结构远超过实际所需，球壳机加量大，强度减弱。为了满足强度要求，不得不采用更大的球头规格，增大总成零件重量。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于catia软件的球壳加工轨迹设计方法，通过catia软件对球头运动轨迹进行精确仿真分析，根据仿真结果，实现球头结构优化。包括以下步骤：

2、s1、在控制臂球头销的连接件转向节上，创建一条和球头销轴线重合并通过球销硬点的线段，并发布。

3、s2、在dmu模块中，打开包含所设计控制臂、转向节的悬架系统模型，并进入“设计模式”。

4、s3、使用“轨迹”命令，选中s1中所发布的转向节上线段，为“要绘制轨迹的元素”，选中设计目标控制臂为“参考产品”，“轨迹目标”项选择“参考产品”。

5、s4、对悬架系统，按照法则曲线模拟，法则曲线由悬架系统提供，得到s1中线段相对于控制臂的运动轨迹，即为球头销相对控制臂运动轨迹。

6、s5、用垂直于球头销轴线的平面，把球头销轨迹线段截断，球头销轨迹线在所述平面的投影即为球头销运动轨迹。

7、s6、根据球头销运动轨迹，构建以球头销球心在所述平面的投影为中心的椭圆或长圆形，即球壳加工轨迹，球壳加工轨迹在所述平面上完全覆盖球头销运动轨迹。

8、进一步的，所述球壳加工轨迹取面积最小的椭圆或长圆形。

9、进一步的，s4中，仿真步数按照悬架行程设定。

10、还提供一种悬挂系统球壳加工方法，使用上述的设计方法获得球壳加工轨迹，按照球壳加工轨迹加工。

11、进一步的，所述球壳加工轨迹取在同一垂直于球头销轴线的平面内投影面积最小的球壳加工轨迹。

12、进一步的，加工刀具自球壳中心部位下刀，然后横向走刀，对球壳加工轨迹对应的球壳两端加工。

13、还提供一种悬挂系统控制臂，控制臂上的球壳使用上述的方法进行加工。

14、进一步的，所述球壳外壁为圆柱形。

15、还提供一种悬挂系统，悬挂系统中的球壳使用上述的方法进行加工。

16、还提供一种车辆，使用上述的悬挂系统。

17、本发明的球头设计结构，根据球头运动实际轨迹设计球壳机加面结构，取代传统的圆周形机加结构。使用这种方法，可以在尽可能减小球壳机加量的同时，满足球头运动所需空间，实现精确化设计。并借此实现用较小的球头规格和球壳大小，满足球头摆角和球头销总成强度需求。采用这种球头结构的控制臂可以实现轻量化设计，并通过更小的球头销规格选型，实现成本降低。

技术特征：

1.一种悬挂系统球壳设计方法，使用catia软件，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的悬挂系统球壳设计方法，其特征在于：所述球壳加工轨迹取面积最小的椭圆或长圆形。

3.根据权利要求2所述的悬挂系统球壳设计方法，其特征在于：s4中，仿真步数按照悬架行程设定。

4.一种悬挂系统球壳加工方法，其特征在于：使用如权利要求1所述的设计方法获得球壳加工轨迹，按照球壳加工轨迹加工。

5.根据权利要求4所述的悬挂系统球壳加工方法，其特征在于：所述球壳加工轨迹取在同一垂直于球头销轴线的平面内投影面积最小的球壳加工轨迹。

6.根据权利要求5所述的悬挂系统球壳加工方法，其特征在于：加工刀具自球壳中心部位下刀，然后横向走刀，对球壳加工轨迹对应的球壳两端加工。

7.一种悬挂系统控制臂，其特征在于：控制臂上的球壳使用如权利要求4-6任意所述的方法进行加工。

8.根据权利要求7所述的悬挂系统控制臂，其特征在于：所述球壳外壁为圆柱形。

9.一种悬挂系统，其特征在于：悬挂系统中的球壳使用如权利要求4-6任意所述的方法进行加工。

10.一种车辆，其特征在于：使用如权利要求9所述的悬挂系统。

技术总结
本发明提供一种悬挂系统球壳设计方法、加工方法、控制臂、系统和车辆，使用CATIA软件，包括：在控制臂球头销的连接件转向节上，创建一条和球头销轴线重合并通过球销硬点的线段，并发布。在DMU模块中，打开包含所设计控制臂、转向节的悬架系统模型，并进入“设计模式”。使用“轨迹”命令，选中所发布的转向节上线段，为“要绘制轨迹的元素”，选中设计目标控制臂为“参考产品”，“轨迹目标”项选择“参考产品”。对悬架系统，按照法则曲线模拟，得到线段相对于控制臂的运动轨迹。用垂直于球销轴线的平面，把球销轨迹线段截断，投影得到球头运动轨迹。本发明根据球头运动实际轨迹设计球壳机加面结构，满足球头运动所需空间，实现精确化设计。

技术研发人员：彭大祥
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13