橋殼項(xiàng)目報(bào)告

1、汽車制造工藝三級(jí)項(xiàng)目報(bào)告書載荷 1.5 噸橋殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制造工藝制定班級(jí)： 12 級(jí)車輛工程卓越班組員：梁宏宇 陳爾康黃業(yè)興指導(dǎo)教師：董國(guó)疆日期： 2014 年 12 月 22 日、汽車橋殼的功能及特征分析（ 1 ） 驅(qū)動(dòng)橋殼的功用1、 和從動(dòng)橋一起承受汽車質(zhì)量2、 使左、右驅(qū)動(dòng)車輪的軸向相對(duì)位置固定3、 汽車行駛時(shí)， 其作為行駛系的組成部分時(shí)功用主要是安裝懸架或輪轂，支撐汽車懸架以上各部分重量，承受驅(qū)動(dòng)輪傳來(lái)的反力 和力矩，并在驅(qū)動(dòng)輪與懸架之間傳力（ 2 ） 橋殼的特征橋殼是安裝主減速器、差速器、半軸、輪轂和懸架的基礎(chǔ)件， 主要作用是支承并保護(hù)主減速器、差速器和半軸等。同時(shí)，橋殼 又是行駛系

2、的主要組成件之一。驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度， 質(zhì)量小， 并便于主減速器的拆裝和調(diào)整。（ 3 ） 驅(qū)動(dòng)橋殼的設(shè)計(jì)要求應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度， 以保證主減速器齒輪嚙合正常并不使半軸產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力。在保證強(qiáng)度和剛度的前提下， 盡量減輕質(zhì)量以提高行駛的平順性。結(jié)構(gòu)工藝性好，成本低。（ 拆裝、調(diào)整、維修方便保護(hù)裝于其上的傳動(dòng)系部件和防止泥水侵入。保證足夠的離地間隙。二、汽車橋殼制造方法的確定驅(qū)動(dòng)橋殼可分為整體式橋殼和分段式橋殼，分段式橋殼一般分 為兩段，因而易于鑄造加工，但檢修及拆卸很不方便。目前較少 采用分段式橋殼，使用較為廣泛的是整體式橋殼。常見(jiàn)的整體式橋殼制造方式有整體鑄造式、鋼板沖壓焊接式

3、、鋼 管擴(kuò)張成形式以及液壓漲形式等 ?1. 整體鑄造式整體鑄造式橋殼的主要優(yōu)點(diǎn)在于剛性好、塑性變形小、強(qiáng)度高、 易鑄成等強(qiáng)度梁，可根據(jù)各截面不同的強(qiáng)度要求設(shè)計(jì)鑄造不一樣 的壁厚。其缺點(diǎn)是彈性及韌性較沖焊橋殼差、鑄造質(zhì)量不易保證， 且整體質(zhì)量大、成本較高，不適合整車進(jìn)行輕量化及降成本設(shè)計(jì)。 整體鑄造式橋殼在現(xiàn)今的汽車工業(yè)市場(chǎng)上仍有大量的應(yīng)用，世界范圍內(nèi)的重型車輛上仍普遍采用鑄造橋殼， 只是材料及結(jié)構(gòu)作了 一些變化， 包括采用高強(qiáng)度QT 及高牌號(hào)鑄鋼，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理等。鑄造整體橋殼通常采用球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵或鑄鋼鑄造。鑄造整體橋殼的主要優(yōu)點(diǎn)在于可制成復(fù)雜面和理想的形狀，壁厚可 以變化，易得到理想

4、的應(yīng)力分布，其強(qiáng)度及剛度均較好，工作可靠，故要求負(fù)載較大的中型重型汽車，適于采用這種。然而由于 其質(zhì)量大、加工面多、制造工藝復(fù)雜。且需要相當(dāng)規(guī)模的鑄造設(shè)備，在鑄造時(shí)質(zhì)量不易控制，也容易出現(xiàn)廢品，故僅用于載荷大 的重型汽車，不適用于載重1.5 噸的貨車 。2. 鋼板沖壓焊接式鋼板沖壓焊接式橋殼具有質(zhì)量小、制造工藝簡(jiǎn)單、材料利用率 高、抗沖擊性能好以及成本低等優(yōu)點(diǎn)，并適于大量生產(chǎn)。目前非鑄造橋殼中最主要的結(jié)構(gòu)型式就是鋼板沖壓焊接式，近年來(lái)不僅在客車、轎車、輕型載貨汽車以及中型載貨汽車上得到了廣泛的 應(yīng)用，而且有些噸位更大的汽車也開(kāi)始采用此種工藝的橋殼。鋼 板沖壓焊接式整體橋殼主要組成部分包括上、下

5、對(duì)焊的一對(duì)橋殼 主件、兩個(gè)突緣、四塊三角鋼板、兩個(gè)半軸套管、加強(qiáng)圈、一個(gè) 后蓋以及兩個(gè)鋼板彈簧座，整體沿其間接縫組焊而成。橋殼主件是由鋼板沖壓而成的上、下兩半殼，具體焊接方法可將橋殼主件側(cè)的半（上、下半殼）與半軸套管間對(duì)焊，也可以將上、下橋殼主件兩 圓形端部與半軸套管內(nèi)端的外圓對(duì)其貼緊， 沿接縫焊一圈， 伴以塞焊。鋼板沖壓焊接式橋殼的優(yōu)點(diǎn)在于工藝簡(jiǎn)單、 質(zhì)量?。▋H 為鑄造整體式橋殼的 7 5%左右）、彈性好、韌性高、材料利用 率高、成本低，卻比有些鑄造式車橋更安全可靠。3. 鋼管擴(kuò)張成形整體式鋼管擴(kuò)張成形整體式橋殼是由中碳無(wú)縫鋼管或鋼板卷焊鋼管 擴(kuò)張、滾壓成形制成。將鋼管中間擴(kuò)孔、兩端液壓變細(xì)

6、，再加焊 凸緣及鋼板彈簧座等，這種制造工藝的生產(chǎn)效率高，材料的利用 率最高，橋殼質(zhì)量小而強(qiáng)度和剛度卻比較好， 但需要專用擴(kuò)張、 液壓成形軋制設(shè)備。 適用于轎車和輕、中型載貨汽車的大批量生產(chǎn)。4. 液壓漲形式汽車橋殼液壓脹形工藝方法是一種可代替沖壓焊接方法的先進(jìn)技術(shù)， 這種方法節(jié)約能源和材料，而且制造的整體橋殼強(qiáng)度高、 質(zhì)量好、成本低。液壓漲形式工藝是指首先選擇適當(dāng)尺寸的管坯，先將其兩端部分縮徑至零件圖要求，再將中間部分進(jìn)行軸向壓縮液壓脹形至最終尺寸。綜合選擇，為了減小汽車的簧下質(zhì)M以利于降低動(dòng)載荷、提高汽車的行駛平順性，在保證強(qiáng)度和剛度的前提下應(yīng)力求減小橋殼的質(zhì)橋殼還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便以利于

7、降低成本。具結(jié)構(gòu)還應(yīng)保證主減速器的拆裝、調(diào)整、維修和保養(yǎng)方便。在選擇橋殼的結(jié)構(gòu)型式時(shí)，還應(yīng)考慮汽車的類型、使用要求、制造條件、材料供應(yīng)等。對(duì)于載重1.5噸貨車而言，載重較輕，后橋應(yīng)采用最常用的鋼板沖壓焊接整體式橋殼。三、汽車橋殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四、汽車橋殼的強(qiáng)度計(jì)算及校夜一/-驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)滿足以下設(shè)計(jì)要求：1?應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證主減速器齒輪嚙合正常并不使半軸產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力。2?在保證強(qiáng)度和剛度的前提下，盡M減小質(zhì)M以提高行駛平順性。3.保證足夠的離地間隙。4誥構(gòu)工藝性好，成本低。5?呆護(hù)裝于其上的傳動(dòng)系部件防止泥水進(jìn)入。6面裝，調(diào)整，維修方便。平面草圖:已知條件：驅(qū)動(dòng)車輪輪距 B=1.6

8、40m驅(qū)動(dòng)橋殼上倆鋼板彈簧座中心間的距離b=1.07m靜載系數(shù)2-2.5取2.5載荷F=1.5t計(jì)算簡(jiǎn)圖如下F2橋殼所受載荷2.5 1.5 10 3=fi9.8 =18.375kN鋼板彈簧座之間的彎矩：M =Fs = F=5236.875N m 4-12而靜彎曲應(yīng)力二wj MPa則為3 M-j 7 (MPa)式中 Wv 一危險(xiǎn)斷面處（鋼板彈簧座內(nèi)側(cè)）橋殼的垂向彎曲截面系數(shù)M 一見(jiàn)式（4-1 ）其中半軸套管管徑D=114mm,d=98mmD3 -1-66017.54mm 3"吩79經(jīng)查表得16M n的許用彎曲應(yīng)由二max343MPa,可知截面':最大切應(yīng)力處滿足強(qiáng)度要求Fq18

9、375max 二 D d D-d =13.79MPa已知 Rt16Mn的許用切應(yīng)力.= 98MPa因?yàn)?max乞li,故該處滿足強(qiáng)度要求1撓度計(jì)算:Fa(3l2 -4a2)24EI其中：F=18.375KNa=( 1640-1070 )/2=285mml=1640mmE：材料的彈性模材料為 16Mn E = 2"0 5MPI:材料橫截面積對(duì)彎曲中性軸的慣性矩I D4-d4 = 3.763 10 6mm464故：f i = 2.25mm2校核：1.37 101.5 10滿足要求B 1640五、汽車橋殼的工藝制定工藝方案的制定是沖壓生產(chǎn)中非常重要的一項(xiàng)工作對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)M、勞動(dòng)生產(chǎn)率、制件成

10、本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和保證安全生產(chǎn)都有重要影響。根據(jù)前面的工作以產(chǎn)品圖樣、現(xiàn)有生產(chǎn)條件為出發(fā)點(diǎn)采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)通過(guò)對(duì)各種加工方案的分析和比較結(jié)合企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)能力制定了以下工藝方案。工藝流程：下料一去除毛刺一加熱一毛坯上料一熱壓成形一整形一取件一風(fēng)冷一裁邊一拋丸除銹。下料橋殼半殼下料方式國(guó)內(nèi)外通常采用的方法有三種即壓力機(jī)模具落料、等離子切割及數(shù)控火焰切割機(jī)切割。等離子切割下料技術(shù)是火焰切割工藝中一項(xiàng)很先進(jìn)的工藝技 術(shù)相比 普通火焰切割其特點(diǎn)是程序控制下料毛坯精度高無(wú)變形設(shè) 備投資較大使用 成本較高通常適用于批M較大品種較多橋殼半殼 毛坯板厚在12mmX下的輕型沖焊驅(qū)動(dòng)橋殼的生產(chǎn)。我們的毛皮板厚為

11、10mmW以選用等離子切割 下料技術(shù)。去除毛刺沖焊驅(qū)動(dòng)橋殼半殼毛坯經(jīng)數(shù)控火焰切割機(jī)設(shè)備下料后毛坯板料端面表面留有毛刺圖度尺寸約為 510mn不等。首先毛刺的形成 將會(huì)給毛坯加 熱帶來(lái)不利的影響嚴(yán)重的將會(huì)導(dǎo)致毛坯加熱時(shí)送料不暢損壞加熱爐腔甚至將會(huì)因?yàn)閼?yīng)力集中點(diǎn)過(guò)多導(dǎo)致毛坯在加熱過(guò)程中板料開(kāi)裂而報(bào)廢其次形成的毛刺還會(huì)對(duì)成形模具帶來(lái)不利影響將會(huì)引起模具型腔表面嚴(yán)重劃傷模具 專命縮短半殼成形精度嚴(yán)重降低而報(bào)廢。因此半殼毛坯經(jīng)數(shù)控火焰切割機(jī) 設(shè)備下料后 必需進(jìn)行去除毛刺工序。去除毛坯板料端面表面毛刺的手段較為簡(jiǎn)單一般采用機(jī)械式風(fēng)動(dòng)或電動(dòng)砂輪即能滿足工藝及生產(chǎn)的需要。 加熱機(jī)械手將由中頻感應(yīng)加熱爐加熱后的

12、板料取出后快速送到油壓機(jī)的模具中進(jìn)行沖壓成形。 成形在沖壓車間工藝平面布置圖設(shè)計(jì)中影響熱成形整溫度的幾個(gè)環(huán)節(jié)有加熱中頻感應(yīng)爐一壓形一整形。為此采取了如下措施(1)加熱爐毛坯進(jìn)料采用推桿結(jié)構(gòu)出料采用驅(qū)動(dòng)滾輪。(2)對(duì)原有液壓機(jī)的部分電器、液壓系統(tǒng)進(jìn)行改造提高液壓機(jī)下行空程速度、工作速度及回程速度。 拋丸采用拋丸工藝的主要作用是去除熱壓成形造成的內(nèi)部應(yīng)力提高半殼毛坯表面的光潔度是一種替代酸洗磷化的較好的工藝手段。夫體主件 三不三、立板彈片座 半*莒ir光體主件角1峽后加 SlFf.后 £北京型汽車沖壓焊接3E動(dòng)橋處鋼板沖壓焊接整體式橋殼一般是由上下對(duì)焊的一對(duì)橋殼主件（采用鋼板沖壓而成）、

13、四塊三角鋼板、加強(qiáng)圈、兩個(gè)半軸套管、兩個(gè)突緣、一個(gè)后蓋和兩個(gè)鋼板彈簧座沿組件之間的接縫組焊而 成。以中厚鋼板為原料，通過(guò)沖壓、拉工藝，制造上下兩個(gè)半殼零件。沖壓焊接橋殼在制造過(guò)程中，上下兩個(gè)半殼通過(guò)焊接形成空腔件。實(shí)際生產(chǎn)中由于上下兩個(gè)半殼沖件在前后琵笆孔兩側(cè)，不能吻合，所以需要另加4塊三角形連接申 J?* I j H六、制造工藝工序圖的繪制橋殼上體、下體、三角板裝配焊接一一切缺口及大圓（加強(qiáng)環(huán)自帶缺口的情況下）一一校平一一校圓一一裝焊加強(qiáng)環(huán)一一裝焊后蓋（沒(méi)有加強(qiáng)環(huán)的情況下）一一粗加工一一裝焊法蘭盤、襯環(huán)、左右半軸套管一一裝焊附件拋丸清理檢驗(yàn)校宜 終檢七、材料利用率計(jì)算及成本預(yù)測(cè)1.材料利用率計(jì)算將橋殼主體上半部分展開(kāi)，計(jì)算其面積EM上橋殼展開(kāi)圖面積 S殼=275769.00上橋殼毛坯面積S坯=277200.00上橋殼單個(gè)鋼板面積選為 S板=230*1580利用率是=76.28%S板2、成本預(yù)測(cè)橋殼制造成本包括：材料成本，加工成本（沖壓焊接設(shè)備采購(gòu)成本、維護(hù)成本、運(yùn)行成本，勞務(wù)成本）2