65T汽車制造工藝三級項目

1、汽車制造工藝課程三級項目6.5t汽車橋殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計及制造工藝制定完成人：孫要強、李美清、石志偉、吳尚蔚班級：車輛工程13-012016年11月6日目錄一、汽車橋殼的功能及特征分析2汽車橋殼的主要功能2汽車橋殼的種類及特征2二、汽車橋殼沖壓焊接制造方法簡述3三、汽車橋殼沖壓焊接工藝設(shè)計4四、汽車橋殼沖壓焊接工藝工序圖的繪制6五、材料利用率計算及成本預測7材料利用率計算7成本預測7六、汽車橋殼的強度計算及校核7七、汽車橋殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計10八、項目心得體會11九、參考資料11汽車橋殼的功能及特征分析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，其作

2、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(jié)構(gòu)，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(shè)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，且整體質(zhì)量大、成本較高，不適合整車

3、進行輕量化及降低成本設(shè)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，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）與半軸套管問對焊，也可以將上、下橋殼主件兩側(cè)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(jié)構(gòu)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橋殼。鋼板沖壓焊接件的優(yōu)點在于工藝簡單、質(zhì)量

4、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(shù)，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。哀1二我星H互舟芟¥9:藝X京二、汽車橋殼沖壓焊接制造方法簡述制著m夬憂權(quán)造用范陽

5、鑄e式橋殼可制我形拭陋北而理想的制件.刖度.蚩度較大:作町靠一制伴工序復雜】制件取量大.中型汽車、垂型汽生葡撕減少在中型汽車上的使用沖原埠接式TZ村擰.喉品率保.制件重量輕.強度高卜便F實現(xiàn)機械化、自動化*中多，贄甘材能，不能制成匿雜故面的制ntt企汽車行業(yè)中占主導地伯rr-段時ta內(nèi)防在汽車辨費市場上占主導地優(yōu)擴張成形式村科利用率高q江效率高.敵雖輕村伴窗財性能好.制件叫向開提靖n她存在橫向聚it站邊宣度不均勻，佩面容帝起聘拉傷.幌度低+輕型汽車、中軍載重汽車在中輕5S汽車上占據(jù)1定市場漁!h漲彬式隨耗就出.加T：工序少，加工效率麝.易實脫機橫化、自動化.制倬甘:？刀布有理用室高、剛度搞、垣

6、量輕工藝不成熟.成形哄曲不清楚,建于試用防段*國外有規(guī)攬應用國內(nèi)較少.料型汽軍、中型莪重汽車新技術(shù)市詞前展看4了本次課程設(shè)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(jié)構(gòu)優(yōu)點是在檢查主減速器和差速器的技術(shù)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，普遍用丁各類汽車。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，主要用丁中、重型貨車上。

7、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，適丁大量生產(chǎn)，廣泛應用丁轎車和中、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鑄成一體，且一般分為兩段由螺栓連成一體。這種橋殼易丁鑄造，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。本橋殼要應用丁載重6.5噸的貨車，綜合考慮各個設(shè)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(shè)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

8、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(shù)通過對各種加工方案的分析和比較結(jié)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：下料一一去除毛刺一一加熱一一毛坯上料一一熱壓成形一一整形一一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(shù)是火焰切割工藝中一項很先進的工藝技術(shù)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(shè)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(shù)。去除毛刺

9、沖焊驅(qū)動橋殼半殼毛坯經(jīng)數(shù)控火焰切割機設(shè)備下料后毛坯板料端面表面留有毛刺高度尺寸約為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(shè)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

10、間工藝平面布置圖設(shè)計中影響熱成形整溫度的幾個環(huán)節(jié)有加熱中頻感應爐一壓形一整形。為此采取了如下措施(1) 加熱爐毛坯進料采用推桿結(jié)構(gòu)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

11、程中，上下兩個半殼通過焊接形成空腔件。實際生產(chǎn)中由丁上下兩個半殼沖件在前后琵琶孔兩側(cè)，不能吻合，所以需要另加4塊三角形連接。isia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，計算其面積將橋殼主體上半部分展開，計算其面積上橋殼展開圖面積&=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(shè)備采購成本、維護成本、運行成本，勞務(wù)成本）每千克16Mn鋼板的價格為3.5元，鋼板密度7.85g/cmA3橋殼本體成本橋殼本體成本橋殼本

12、體成本2230158087.85八廠3.5106155.68六、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:FFiF22.56.5103K19.879.625kN鋼板彈簧座之間的彎矩:MFs5236875Nm而靜彎曲應力wjMPa則為wj(Mpa)式中：叫一危險斷面處（鋼板彈簧座內(nèi)側(cè)）橋殼的垂向彎曲截面系數(shù)M一見式（4-1）其中半軸套管管徑D=114mm,d=98mm因此wg1d32D66017.54mmwj103M79.3255MPaW經(jīng)查表得16Mn的許用

13、彎曲應力343MPa由max,可知截面處滿足強度要求環(huán)形截面最大切應力:?(?>?)5?»?maxFqRt18375Dd?D-d4'213.79MPa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:22Fa(3l24a2)fi224EI其中：F=18.375KNa=(1640-1070)/2=285mml=1640mm5.E:材料的彈性模量，材料為16MnE210MPaI:材料橫截面積對彎曲中性軸的慣性矩44_64ID4d43.763106mm464fl故：22.25mmf2251.371031.5103校核：B1640滿足要求七、汽車橋殼

14、的結(jié)構(gòu)設(shè)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丁合理。在保證強度的前提下，結(jié)構(gòu)應盡量簡單，制造、維修、保養(yǎng)方便。圖1.橋殼結(jié)構(gòu)簡圖如上圖所示，該結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(shè)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(shè)計過程中查閱了很多的資料，對丁汽

15、車橋殼的總體作用，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，各部件的功能等都有了系統(tǒng)的了解，對丁我們今后的學習幫助很大。學習知識的主要目的還是在丁應用，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(shè)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(jié)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(shè)計過程鍛煉了我們的耐心，增加了我們對丁汽車橋殼的了解。雖然總體過程較為繁瑣，出現(xiàn)過各種各樣的問題，但是我們最終還是克服了所有困難，完成了項目的制作，內(nèi)心充滿了成就感。九、參考資料劉惟新主編.汽車車橋設(shè)計.北京：活華大學出版社，2003宋擁政主編.汽車沖壓件制造技術(shù).

16、北京：機械工業(yè)出版社，2013陳家瑞主編.汽車構(gòu)造.吉林：機械工業(yè)出版社，2009十、小組分工及評分占今名言成員分工得分孫要強寫報告書、繪圖、匯報A李美詩制作PPT、寫報告書B石志偉繪圖、審核B吳尚蔚計算、核查C敏而好學，不恥下1可一一孔子業(yè)精丁勤，荒丁嬉；行成丁思，毀丁隨韓愈興丁詩，立丁禮，成丁樂孔子己所不欲，勿施丁人一一孔子讀書破萬卷，下筆如有神杜甫讀書有三到，謂心到，眼到，口到一一朱熹立身以立學為先，立學以讀書為本一一歐陽修讀萬卷書，行萬里路一一劉彝黑發(fā)不知勤學早，白首方悔讀書遲一一顏真卿書卷多情似故人，晨昏憂樂每相栗丁謙書猶藥也，善讀之可以醫(yī)愚一一劉向莫等閑，白了少年頭，空悲切一一岳飛發(fā)奮識遍天