摘要：汽车底盘多重功能体现在支撑、缓冲、减震、转向、稳定和制动作用。而这些功能的实现，很多是由连接它们的柔性橡胶衬套来完成的。可以看出，各种衬套对汽车来说是必不可少的部件。对其研究势在必行，这里简单介绍典型底盘类的衬套设计。 关键词：典型衬套；可行分析；衬套设计
一、衬套分类
底盘衬套具体根据装配位置可以分减振器衬套、控制臂衬套、拉杆衬套、前桥/后桥衬套、副车架衬套、稳定杆衬套、转向器衬套、球头衬套等，底盘各个系统通过这些柔性衬套互相连接，给整车提供稳定，舒适的驾乘空间。
一些人对圆形减振制品称为衬套。衬套产品典型的分两类，一类是只有内骨架无外骨架， 如图1-1；另一类是有内、外骨架，如图1-2所示：
可见底盘衬套是盘悬挂系统中铰连部位的弹性元件，其种类、性能繁多，对其设计又复杂多变，这里对这两种典型的底盘类衬套进行简单的探讨。
二、结构的分析与确定
2.1内套的设计
首先我们会知道衬套的装车部位，内套需要的压变力，这就知道了内套与螺栓配合，螺栓的大小。
a）.按照GMW14676标准可以查到螺栓与螺母配合的扭紧力F和内套内径r高度h。
b）.根据压变力可以选择材料，可以知道材料非比例伸长应力为σ。
c）.通过公式A=F/（σ*k），K为安全系数，现取K=0.85。可以计算得到内套对螺栓的承接面积A。
d）.A=π（R^2-r^2）已知 A、r，可以计算得到R。
e）.通过上述计算，我们可以得到满足技术要求的内套规格为：R、r、h。
2.2橡胶体的确定
天然胶的硬度在60到70度对耐久最有利
a）.可以橡胶的硬度采用Hs=65.
b）.衬套所在部位可知道主方向刚度值，通过CAE分析，可以近似确定橡胶体的结构
c）.橡胶体的结构确定以后，可以通过CAE分析得到该Bushing的径向、轴向、扭转和偏摆刚度值，这个可以再和所在部位受到的值，如路试的时候比较最终确定橡胶体的结构
2.3外套的设计橡胶衬套
a）.外套可以根据装车套筒的部位，和压出力。可以知道套筒直径的过盈量，来确定外径R和高度h。
b）.通过刚度分析可以确定r。
2.4衬套结构的确定
上面的分析是根据装车的相关部位和性能大致确定结构形状，再经过各项实验最终确定。
三、模具的设计
我们一般用压注入模来进行产品的生产，需要对模具进行设计，这是加工产品的关键所在：
3.1型腔尺寸的计算
模具型腔尺寸的计算一般是在模具图纸绘制完成之后，标注尺寸时进行的。模具型腔尺寸的计算是模具设计中一个非常重要的环节。收缩率确定后，在进行型腔尺寸计算时不仅仅是将每个尺寸加上收缩率，有些情况下还要考虑到不同的产品的具体要求、模具的使用条件及可修性等诸多因素。
3.2水平方向尺寸计算
因为水平方向的尺寸往往不受飞边和硫化机热板精度的影响，一般是运用公式{A=A0*（1+λ），其中A为模具型腔尺寸，A0为产品尺寸，λ为橡胶的收缩率}。
但对于要求严格的产品或产品的某道尺寸要求严格则还需要考虑模具的可修性。还要清楚尺寸的公差要求。例如A1=φ20±0.50mm和A2＝φ20±0.20mm两个尺寸，公差不同模具尺寸就不同，A1的尺寸就可以比A2放的大一些，但都遵循一个原则，就是放收缩率的时候用尺寸中间值。
3.3垂直方向尺寸计算
垂直方向的尺寸会受飞边和硫化机热板精度的影响，所以应针对不同情况分别对待，具体应把握以下原则：
① 高度5mm以下尺寸一般不加收缩率，因为飞边的厚度抵消了收缩量。
② 垂直方向的尺寸会收到硫化机热板精度的影响，所以要清楚模具所用的 硫化机的热板情况。一些硫化机热板使用年限久，热板中间凹陷，不平现象较多，尤其是大硫化机在生产面积较大的产品飞边厚达0.5—1mm之多。所以，确定有些产品模具型腔的垂直方向的尺
寸时要考虑硫化机的具体情况。
3.4骨架的处理和硫化
骨架处理常规处理流程：脱脂 → 抛丸 → 磷化 → 涂胶。脱脂主要是去除骨架、产品表面的油脂、油污。抛丸主要是起到提高表面粗糙度的作用，提高附着面积。磷化主要提高金属板材和粘合剂的附着性（主要目的）磷化使板材表面形成凹凸，增大板材的表面积，增强粘合剂的吸附，从而提高粘合剂的附着性。涂胶主要涂布一些粘合剂，（底胶和面胶）与橡胶在一定温度下发生反应。
硫化的定义：硫化是在一定的温度、压力和时间条件下，通过一系列的物理化学过程使线性状态的橡胶变成网状结构橡胶的过程。可见硫化通过温度、压力和时间构成硫化工艺三要素，合理正确的选择硫化工艺非常重要。把骨架放入注射模具内通过热板的温度，注射压机的压力，再合理的时间内，就能生产出半成品产品。这个工序对模具的设计要求非常的关键，我们必须合理的设计。
四、缩径工序
当通过注射模把产品生产出来后，对于只有内套结构的衬套，往往只需要修边，把肥料去除，之后内孔涂油（防止生锈）。对于有内套和外套的衬套则需要缩径
4.1缩径的目的
消除应力，提高产品的耐久性能。
内外套都粘结的橡胶衬套在硫化成型后，橡胶冷却收缩。橡胶与内外套粘结牢固，没有收缩空间，造成橡胶分子间存在拉伸应力。橡胶衬套在工作过程中受到外界载荷的作用，使得一侧橡胶的拉伸应力有所缓和，但另一侧橡胶的拉伸应力则会增加。当分子间的拉伸应力超过了橡胶自身的强度后，就会出现分子间的化学键断裂，进而导致橡胶破坏，导致产品出现早期破坏。
若橡胶衬套在硫化成型后，对外套进行径向的压缩，可使得分子间存在预先的压缩应力。当橡胶衬套受到外界载荷后，使得一侧橡胶的压缩应力加大，而另一侧橡胶的压缩应力减小或恢复到自由状态。我们可以通过调整缩径量使橡胶衬套在工作过程中不受拉伸应力的作用。因为橡胶的抗压缩性能远大于抗拉伸性能，因此对橡胶衬套进行一定量的压缩可以避免产品出现早期破坏，从而提高耐久性能。
4.2弹性压头式缩径
将产品放在弹性夹头内，通过弹性夹头的径向压缩实现产品外径径向压缩的方法。
弹性夹头式缩径工艺的优点是：一次缩径量大，可达3~5mm，缩径尺寸可以进行微小调整，可压缩各种形状的产品；缺点是：产品外表面易夹伤，缩径夹具费用高。
有内外套的橡胶衬套，缩径量的大小是有讲究的，可以通过分析或经验来确定。在缩径之后要对内外套进行涂油等，防止生锈腐蚀。
五、实验分析及结束语
5.1实验分析
产品的所有工序以及完成，我们需要实验来验证我们的设计，再好的产品经不起实验，是不能使用的。
实验的分析静刚度、动刚度、扭转刚度、偏摆刚度以及耐久的实验，完成之后与要求的值进行比较，对衬套结构设计进行验证。分析不足和失效之处在那，并未最终产品的合格提
供保证。一般来说，通过这样的实验，我们都是改变胶料来满足这些要求的，因为结构的变化影响太大。结构一变，模具等工装都要重新设计，提高了成本。可见实验和设计相互作用，分析、设计、实验之后再循环，往复以达到要求，才是生产合格产品的目的。
5.2结束语
随着社会的发展，国际汽车市场竞争越来越剧烈，产品的更新换代周期越来越短，产品的造型越来越复杂，产品的装配越来越精致，对产品的性能要求越来越高。
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