汽車橋殼的結構設計及制造工藝制定

1、精品汽車制造工藝課程三級項目6.5t汽車橋殼的結構設計及制造工藝制定2016 年11月6日感謝下載載精品目錄一、汽車橋殼的功能及特征分析31.汽車橋殼的主要功能32.汽車橋殼的種類及特征3二、汽車橋殼沖壓焊接制造方法簡述5三、汽車橋殼沖壓焊接工藝設計6四、汽車橋殼沖壓焊接工藝工序圖的繪制9五、材料利用率計算及成本預測101.材料利用率計算102.成本預測10六、汽車橋殼的強度計算及校核11七、汽車橋殼的結構設計14八、項目心得體會14九、參考資料15感謝下載載精品一、汽車橋殼的功能及特征分析1.汽車橋殼的主要功能1、和從動橋一起承受汽車質(zhì)量2、使左 、右驅(qū)動車輪的軸向相對位置固定3、汽車行駛時

2、，其作為行駛系的組成部分時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)動輪傳來的反力和力矩，并在驅(qū)動輪與懸架之間傳力2. 汽車橋殼的種類及特征1、鑄造式橋殼整體鑄造式橋殼是汽車發(fā)展史上最早采用的結構，整體鑄造橋殼優(yōu)缺點都較為明顯。整體鑄造式橋殼可采用可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵以及鑄鋼鑄造， 為進一步提高整體鑄造式橋殼的剛度和強度， 還可以在整體鑄造式橋殼兩端壓入較長的無縫鋼管作為半軸套管， 并用銷釘固定。 整體鑄造式橋殼的主要優(yōu)點在于剛性好、塑性變形小、強度高、易鑄成等強度梁， 可根據(jù)各截面不同的強度要求設計鑄造不一樣的壁厚。 其缺點是彈性及韌變較沖焊橋殼差、鑄造質(zhì)量不易保證， 且整體

3、質(zhì)量大、成本較高，不適合整車進行輕量化及降低成本設計。2、沖壓焊接式鋼板沖壓焊接式整體橋殼主要組成部分包括上下對焊的一對橋殼主件、兩個突緣、四塊三角鋼板、兩個半軸套管、加強圈、一個后蓋以及兩個鋼板彈簧座，感謝下載載精品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橋殼，具體焊接方法可將橋殼主件（上、下半殼）與半軸套管間對焊，也可以將上、下橋殼主件兩側的半圓形端部與半軸套管內(nèi)端的外圓對其貼緊，沿接縫焊一圈，伴以塞焊。目前非鑄造橋殼中最主要的結構形式就是鋼板沖壓焊接形式，近年來不僅在客車、轎車、輕型載貨汽車以及中型載貨汽車上得到了廣泛的應用，而且有些噸位更大的汽車也開始采用此種工藝的

4、橋殼。鋼板沖壓焊接件的優(yōu)點在于工藝簡單、質(zhì)量小、有彈性、韌性高、材料利用率高等優(yōu)點。3、擴張成型式鋼管擴張成型式橋殼在選材上有較高限制，一般均要求鋼管具有較高的強度，并且含碳量較高， 鋼管擴張成型式的制造工藝生產(chǎn)效率很高，材料利用率較高，橋殼重量輕，焊接工作量少，而且生產(chǎn)的橋殼剛度和強度均較好。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技術，這種方法節(jié)約能源和材料，而且制造的整體橋殼強度高、質(zhì)量好、成本低。液壓漲形式工藝是指首先選擇適當尺寸的管坯，先將其兩端部分縮徑至零件圖要求，再將中間部分進行軸向壓縮液壓脹形至最終尺寸。感謝下載載精品二、汽車橋殼沖壓焊接制造方法簡述

5、本次課程設計的橋殼為整體式橋殼。 整體式橋殼是橋殼與主減速器殼分開制造，二者用螺栓連接在一起。 它的結構優(yōu)點是在檢查主減速器和差速器的技術狀況或拆裝時， 不用把整個驅(qū)動橋從車上拆下來，因而維修比較方便， 普遍用于各類汽車。整體式橋殼的特點是整個橋殼是一根空心梁，橋殼和主減速器殼為兩體。 它具有強度和剛度較大，主減速器拆裝、調(diào)整方便等優(yōu)點。按制造工藝不同，整體式橋殼可分為鑄造式、 鋼板沖壓焊接式和擴張成形式三種。鑄造式橋殼的強度和剛度較大，但質(zhì)量大，加工面多，制造工藝復雜，主要用于中、重型貨車上。鋼板沖壓焊接式和擴張成形式橋殼質(zhì)量小，材料利用率高， 制造成本低， 適于大量生產(chǎn)，廣泛應用于轎車和中

6、、小型貨車及部分重型貨車上。汽車驅(qū)動橋殼可分為整體式和分段式兩類。分段式橋殼是橋殼與主減速器殼感謝下載載精品鑄成一體，且一般分為兩段由螺栓連成一體。這種橋殼易于鑄造， 但維護主減速器和差速器時必須把整個橋拆下來，否則無法拆檢主減速器和差速器，現(xiàn)已很少使用。本橋殼要應用于載重6.5 噸的貨車，綜合考慮各個設計條件以及各種工藝的優(yōu)缺點，選用鋼板沖壓焊接成型式進行此驅(qū)動橋殼的制造。三、汽車橋殼沖壓焊接工藝設計工藝方案的制定是沖壓生產(chǎn)中非常重要的一項工作對于產(chǎn)品質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率、制件成本、減輕勞動強度和保證安全生產(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)點采用國內(nèi)外先進技術通過對各種

7、加工方案的分析和比較結合企業(yè)的實際生產(chǎn)能力制定了以下工藝方案。工藝流程：下料 去除毛刺 加熱 毛坯上料 熱壓成形 整形 取件 風冷 裁邊 拋丸除銹。下料橋殼半殼下料方式國內(nèi)外通常采用的方法有三種即壓力機模具落料、等離子切割及數(shù)控火焰切割機切割。等離子切割下料技術是火焰切割工藝中一項很先進的工藝技術相比普通火焰切割其特點是程序控制下料毛坯精度高無變形設備投資較大使用成本較高通常適用于批量較大品種較多橋殼半殼毛坯板厚在12mm以下的輕型沖焊驅(qū)動橋殼的生產(chǎn)。我們的毛皮板厚為10mm ，所以選用等離子切割下料技術。感謝下載載精品去除毛刺沖焊驅(qū)動橋殼半殼毛坯經(jīng)數(shù)控火焰切割機設備下料后毛坯板料端面表面留有

8、毛刺高度尺寸約為5-10mm不等。首先毛刺的形成將會給毛坯加熱帶來不利的影響嚴重的將會導致毛坯加熱時送料不暢損壞加熱爐腔甚至將會因為應力集中點過多導致毛坯在加熱過程中板料開裂而報廢其次形成的毛刺還會對成形模具帶來不利影響將會引起模具型腔表面嚴重劃傷模具壽命縮短半殼成形精度嚴重降低而報廢。因此半殼毛坯經(jīng)數(shù)控火焰切割機設備下料后必需進行去除毛刺工序。去除毛坯板料端面表面毛刺的手段較為簡單一般采用機械式風動或電動砂輪即能滿足工藝及生產(chǎn)的需要。加熱機械手將由中頻感應加熱爐加熱后的板料取出后快速送到油壓機的模具中進行沖壓成形。成形在沖壓車間工藝平面布置圖設計中影響熱成形整溫度的幾個環(huán)節(jié)有加熱中頻感應爐

9、壓形 整形。為此采取了如下措施(1) 加熱爐毛坯進料采用推桿結構出料采用驅(qū)動滾輪。(2) 對原有液壓機的部分電器、 液壓系統(tǒng)進行改造提高液壓機下行空程速度、工作速度及回程速度。拋丸感謝下載載精品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。鋼板沖壓焊接整體式橋殼一般是由上下對焊的一對橋殼主件(采用鋼板沖壓而成 )、四塊三角鋼板、加強圈、兩個半軸套管、兩個突緣、一個后蓋和兩個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，通過沖壓、拉工藝，制造上下兩個半殼零件。沖壓焊接橋殼在制造過程中， 上下兩個半殼通過焊接形成空腔件。實際生

10、產(chǎn)中由于上下兩個半殼沖件在前后琵琶孔兩側，不能吻合，所以需要另加4 塊三角形連接。感謝下載載精品四、汽車橋殼沖壓焊接工藝工序圖感謝下載載精品五、材料利用率計算及成本預測1. 材料利用率計算將橋殼主體上半部分展開，計算其面積上橋殼展開圖面積S殼 = 275769.00上橋殼毛坯面積 S坯 =277200.00上橋殼單個鋼板面積選為S板 =230*1580S 坯利用率是 S 板=76.28%2. 成本預測橋殼制造成本包括：材料成本，加工成本（沖壓焊接設備采購成本、維護成本、運行成本，勞務成本）每千克 16Mn鋼板的價格為 3.5 元，鋼板密度 7.85g/cm32230158087.853.515

11、5.68橋殼本體成本106感謝下載載精品六、汽車橋殼的強度計算及校核已知條件：驅(qū)動車輪輪距B=1.640m驅(qū)動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=6.5t計算簡圖如下：橋殼所受載荷：F2. 56. 5103F1F229. 879. 625kN鋼板彈簧座之間的彎矩：sB b5236. 875 mM F F2N感謝下載載精品而靜彎曲應力wjMPa 則為wj103 M(Mpa)Wv式中：Wv 危險斷面處（鋼板彈簧座內(nèi)側）橋殼的垂向彎曲截面系數(shù)M 見式（ 4-1 ）其中半軸套管管徑D=114mm,d=98mm4因此WD31dmmV66017. 54 3

12、32D3 Mwj1079.3255MPa經(jīng)查表得 16Mn的許用彎曲應力343MP a由max，可知截面處滿足強度要求環(huán)形截面最大切應力：感謝下載載精品FQ18375maxRtD d13 .79 MPaD - d4?2已知 16Mn的許用切應力 = 98MPa因為max，故該處滿足強度要求。撓度計算：f lFa(3l 24a2 )24EI2其中：F=18.375KNa= （1640-1070 ）/2=285mml=1640mmE：材料的彈性模量，材料為16Mn ， E2105 MPaI:材料橫截面積對彎曲中性軸的慣性矩ID 4d 43.763 106 mm464f l2. 25mm故：2校核：

13、f2.251.3710 31.510 3B1640感謝下載載精品滿足要求七、汽車橋殼的結構設計沖壓焊接式橋殼在使用過程中容易出現(xiàn)橋殼焊接處脫焊開裂問題，從橋殼的制造工藝入手，因使橋殼在在整個長度方向上過度更為圓滑保證應力分布趨于合理。在保證強度的前提下，結構應盡量簡單，制造、維修、保養(yǎng)方便。圖 1.橋殼結構簡圖如上圖所示，該結構為整體沖壓焊接橋殼的上下橋殼主件組焊成一定長度的中段，為滿足橋殼總長要求采用倆件無縫鋼管作為半軸套管組成。因為所承載重力較重需要三角加強板增加強度與剛度。此類結構稱為三段式焊接沖壓整體式橋殼。八、項目心得體會在這次橋殼設計過程中我們查閱了很多資料，最終完成了我們七噸載貨汽車驅(qū)動橋殼的制造， 橋殼是汽車中很重要的零件。 我們在設計過程中查閱了很多的資料，對于汽車橋殼的總體作用， 內(nèi)部結構，各部件的功能等都有了系統(tǒng)的了解，感謝下載載精品對于我們今后的學習幫助很大。學習知識的主要目的還是在于應用，雖然我們學習了很多的理論知識，但是真正的應用到實踐中去卻是比較困難的，在這個項目的設計中， 我們學會了如何去尋找資料，如何的把課本知識和實踐結合起來，收獲很大。老師指導，小組配合，互相探討，通力合作，這個汽車橋殼的設計過程鍛煉了我們的耐心， 增加了我們對于汽車橋殼的了解。雖然總體過程較為繁瑣， 出現(xiàn)過各種各樣的問題， 但