橋殼畢業(yè)設(shè)計(jì)31

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文設(shè)計(jì)（論文）題目： 汽車(chē)后橋殼的焊接工藝下達(dá)日期：2011 年11月30 日開(kāi)始日期：2011 年12月5日完成日期：2012 年1月6日指導(dǎo)教師：陳淑惠宋麗平學(xué)生專(zhuān)業(yè)：焊接技術(shù)及自動(dòng)化班級(jí)：焊接0903學(xué)生姓名：楊亮亮教研室主任：楊新華材料工程 學(xué)院附件二:陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容及要求:（一）設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容1 進(jìn)行焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝分析2 劃分零部件，并畫(huà)出部件圖3 制作裝-焊工藝卡4 編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)5 撰寫(xiě)答辯提綱（二）要求1 所有圖紙要求先手工繪制草圖，檢查無(wú)誤后再用計(jì)算機(jī)繪出并打印2 圖紙幅面自定，以表達(dá)清楚為原則。3 說(shuō)明書(shū)要求用電

2、子文稿 并打印，格式參見(jiàn)學(xué)院畢業(yè)論文的統(tǒng)一要求二、技術(shù)指標(biāo)：生產(chǎn)綱領(lǐng)：成批生產(chǎn)三、主要參考資料:熔焊原理及金屬材料焊接性英若米機(jī)械工業(yè)出版社，2004焊接方法與設(shè)備陳淑惠高等教育出版社，2009焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)鄧洪軍機(jī)械工業(yè)出版社，2004機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)進(jìn)程計(jì)劃表序號(hào)起止日期計(jì)劃完成內(nèi)容實(shí)際完成情況檢杳簽名11.12.5-11.12.7熟悉設(shè)計(jì)要求，借資料 并查閱相關(guān)要求11.12.8-11.12.11研究設(shè)計(jì)方案，初定工藝過(guò)程11.12.12-11.12.20完善工藝方案，繪制工藝過(guò)程說(shuō)明圖11.12.21-11.12.27填寫(xiě)工藝卡（先繪草圖

3、及工藝卡初稿，11.12.28-11.12.31檢查無(wú)誤后再作電子文檔）12.1.1-12.1.2編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（電子稿并打印）12.1.3-12.1.5完善資料，撰寫(xiě)答辯提綱汽車(chē)后橋殼的焊接工藝摘要汽車(chē)后橋殼是汽車(chē)底盤(pán)上的關(guān)鍵零件。其內(nèi)部安裝有主軸減速 器、半軸等零件，它承受汽車(chē)的重力并將車(chē)輪上的各種作用力通 過(guò)懸架系統(tǒng)傳給車(chē)架或車(chē)身。焊接是汽車(chē)車(chē)橋制造的主要工藝手 段。本文以汽車(chē)后橋殼焊接為研究對(duì)象， 在介紹了其焊接技術(shù)概況、 新技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，完成了汽車(chē)后橋殼優(yōu)質(zhì)低碳化結(jié)構(gòu) 鋼 16Mn 材料的焊接性分析、焊接結(jié)構(gòu)分析、焊接方法的選擇及 焊接材料的選用，設(shè)計(jì)出了合理的汽車(chē)后橋殼焊

4、接工藝，并設(shè)計(jì) 了自動(dòng)焊方案。通過(guò)分析選用了焊后焊縫綜合力學(xué)性能更好、焊接成本更低的 MAG 焊工藝作為汽車(chē)后橋殼與半軸套管環(huán)縫的焊接方法， 并采用 埋弧自動(dòng)焊作為橋殼縱縫的焊接方法。通過(guò)對(duì)優(yōu)質(zhì)低碳化結(jié)構(gòu)鋼 16Mn 的焊接性、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及使用要求，分別確定了 MAG 焊 及埋弧自動(dòng)焊的焊接接頭的形式、坡口角度以及焊接電流、焊接 電壓、焊接速度等焊接工藝參數(shù)。漢德公司引進(jìn)的德國(guó) STR 系列 及 MAN 系列橋殼的生產(chǎn)技術(shù)，使得中國(guó)的車(chē)橋生產(chǎn)質(zhì)量及功能 有了巨大的變化，刷新了中國(guó)車(chē)橋生產(chǎn)的里程碑為我國(guó)的汽車(chē)行 業(yè)發(fā)展做出了具大貢獻(xiàn)。通過(guò)新技術(shù)的引進(jìn)使得中國(guó)的車(chē)橋生產(chǎn) 在國(guó)際上有一定的影響力，

5、值得我們作為漢德人感到驕傲關(guān)鍵詞：汽車(chē)后橋殼，焊接，埋弧自動(dòng)焊，MAG 焊ABSTRACTThe real axle shield is a key part of chassis in automobile, inside which installs the spindle reducer, semiaxis and other parts. The shield can bear the gravity of automobile and transmit various forces from wheels to the auto frame or body via the suspe

6、nsion system. Welding is the main process means for manufacturing the vehicle axles.Based on the research for welding vehicle axle shield, after having been introduced the profile of welding, new technology as well as the tendency of its development, this paper is focused on the analysis of high-qua

7、lity low-carbon steel 16 Mn, the structure of welding, selection for welding methods as well as materials. the proper welding processing of axle shield and the auto-wielding schemes havebeen designed.After thorough analysis, the MAG welding processing which can be obtained better comprehensive mecha

8、nical properties and lower costs for girth wielding has been selected for jointing the axle shield and the semiaxis sleeve girth. The unionmelt welding is also adopted as a processing for jointing the shield. Under the acquaintance of the high-quality low-carbon steel 16 Mn and its requirement for w

9、elding characteristics, series of parameters for MAG and unionmelt welding have been confirmed, such as the format of welding splice,veeangle, current, voltage and the speed of welding. Types of potential defects and their causes have also been studied. Thus measures for better welding processing to

10、 secure high qualities have been put forward.Key words ：The real axle shield, welding, unionmeltwelding, MAG welding目錄中文摘要 IABSTRACTH1 緒論 11.1 引言1.2 早期的驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)1.3 焊接方案及工藝特點(diǎn)1.4 驅(qū)動(dòng)橋受力狀況與應(yīng)力分布2 汽車(chē)后橋殼產(chǎn)品焊接結(jié)構(gòu) 62.1 后橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 62.2 后橋的焊接結(jié)構(gòu) 82.3 后橋焊接殘余應(yīng)力的影響和消除 82.3.1 焊接殘余應(yīng)力的形成 82.3.2 焊接殘余應(yīng)力的影響 82.3.3 焊接殘余應(yīng)力的消除 83

11、 汽車(chē)后橋殼材料的焊接性 93.1 焊接裂紋的敏感性 93.1.1 16Mn 冷裂紋 93.1.2 熱影響區(qū)脆化 103.2 16Mn 焊接性的改進(jìn) 114 焊接方法和焊接材料的選用 124.1 常用的焊接方法介紹 124.1.1 手工電弧焊 124.1.2 鎢極氬弧焊（ TIG 焊） 134.1.3 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊 144.1.4 MAG 焊 154.1.5 摩擦焊 164.1.6 埋弧自動(dòng)焊 174.2 焊接方法的選擇 174.3 焊接設(shè)備的選擇 194.3.1 上下橋殼連接的焊接設(shè)備 194.3.2 軸套管和橋殼的焊接設(shè)備 204.4 焊接材料的選擇 205 焊接工藝設(shè)計(jì) 215.1

12、 焊接接頭及坡口的設(shè)計(jì) 215.2 埋弧自動(dòng)焊焊接規(guī)范參數(shù)設(shè)計(jì) 225.3 MAG 焊的焊接參數(shù)設(shè)計(jì) 236 自動(dòng)焊方案設(shè)計(jì) 256.1 工藝流程 256.2 設(shè)計(jì)思想 256.3 主要裝備組成 256.4 控制系統(tǒng) 267 結(jié)論 28 參考文獻(xiàn) 291. 緒論1.1 引言汽車(chē)車(chē)橋是汽車(chē)的重要組成部分，隨著汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，車(chē)橋 作為商品在世界各處有廣泛的市場(chǎng)，又因其生產(chǎn)批量大而給企業(yè) 帶來(lái)豐富的利潤(rùn)?，F(xiàn)在不僅在生產(chǎn)生活中，在日常生活中人們也 離不開(kāi)汽車(chē)。 以汽車(chē)為紐帶聯(lián)系多學(xué)科的討論與融會(huì)在 21 世紀(jì)最 初 10 年方興未艾，一個(gè)圍繞持續(xù)發(fā)展汽車(chē)的大工程聯(lián)盟呼之欲 出。隨著中國(guó)加入 WT仔口

13、中國(guó)運(yùn)輸結(jié)構(gòu)變化、消費(fèi)水平的提高， 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)中重型車(chē)產(chǎn)品需求向多層次、多品種方向發(fā)展，市場(chǎng) 需求預(yù)測(cè)見(jiàn)圖 1。未來(lái)市場(chǎng)對(duì)中重型載貨車(chē)的需求穩(wěn)步上升，2005年達(dá)到 31 萬(wàn)輛， 2010 年預(yù)計(jì)達(dá)到 40 萬(wàn)輛。在總量需求中，重型 車(chē)的需求增量較大， 2005 年占總需求的 60%， 2010 年將占總需求 的 70%。中型車(chē)需求量逐年遞減且需求趨于穩(wěn)定，需求量將長(zhǎng)時(shí) 間維持在總量的 30%左右。未來(lái)510年，中型車(chē)比重大幅度下 降，年內(nèi)有較大幅度的增長(zhǎng)。因此，汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋橋殼，作為汽車(chē) 上的關(guān)鍵部件，既是承載件又是傳力件，同時(shí)它又是主減速器， 差速器及驅(qū)動(dòng)車(chē)輪傳動(dòng)裝置的外殼，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮在

14、動(dòng)載荷下 橋殼有足夠的強(qiáng)度和剛度。目前，國(guó)內(nèi)外的橋殼制造分為鑄造橋殼、沖焊橋殼、機(jī)械擴(kuò)脹式 橋殼和內(nèi)高壓成型橋殼幾種類(lèi)型。 其中，鑄造橋殼是歷史最為悠久的 橋殼，早起的卡車(chē)后橋橋殼多為鑄造而成， 后來(lái)為了提高橋殼的強(qiáng)度 開(kāi)發(fā)了鑄鋼橋殼。沖壓焊接橋殼和內(nèi)高壓成型橋殼是近年來(lái)發(fā)展起來(lái) 的新型橋殼，重量相對(duì)于鑄造橋殼要低，生產(chǎn)效率高。隨著汽車(chē)工業(yè) 的進(jìn)步和人們生活水平的提高，卡車(chē)在保證可靠性的同時(shí)向兩個(gè)方向 發(fā)展：一方面卡車(chē)駕駛乘用車(chē)化，另一個(gè)方向是超級(jí)重型化。前者主 要考慮長(zhǎng)、短途運(yùn)輸，行駛路面相對(duì)比較好，后者則主要用于礦山、 水庫(kù)工地等條件惡劣的環(huán)境。因此橋殼的發(fā)展是管坯成形的橋殼在大 噸位橋上

15、將逐漸取代沖焊橋殼，對(duì)于超級(jí)重型車(chē)而言，鑄鋼橋殼在一 定時(shí)期內(nèi)仍將占據(jù)主要市場(chǎng)。通過(guò)大學(xué)三年對(duì)基本學(xué)科的學(xué)習(xí)和知識(shí)的積累，我對(duì)于汽車(chē)零件 的制造工藝有了更深一步的了解。與國(guó)外相比，我國(guó)汽車(chē)零部件技術(shù)， 尤其是關(guān)鍵零部件技術(shù)總體上還比較落后。 汽車(chē)關(guān)鍵零部件技術(shù)自主 創(chuàng)新要發(fā)揮企業(yè)的主體地位的作用， 積極尋求國(guó)內(nèi)外企業(yè)之間或企業(yè) 與國(guó)內(nèi)外高校和科研單位的合作研究， 為研究領(lǐng)域注入新的血液。改 變這一現(xiàn)狀的惟一出路便是我國(guó)汽車(chē)零部件行業(yè)要走自主創(chuàng)新之路。只有擁有了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，我國(guó)的汽車(chē)行業(yè)才算是真正的取得了發(fā)展 和進(jìn)步，也才能在當(dāng)今國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的大潮之下占得屬于自己的先機(jī)和地 位。1.2早期的驅(qū)動(dòng)橋

16、殼結(jié)構(gòu)早期的裝載機(jī)驅(qū)運(yùn)輸動(dòng)橋結(jié)構(gòu)如圖1所示。橋殼5和支承軸2 通過(guò)螺栓連接，同時(shí)橋殼法蘭還為連接板，安裝行車(chē)制動(dòng)器。橋殼和 支承軸因較大的法蘭盤(pán)而使其重 量大、加工量大、因而加工成本高。 橋殼鑄件在法蘭與圓截面的交接處，因?yàn)楸诤癫痪鶆?，使得金屬液?卻固化速度不一致，兩端大法塵阻礙殼體的自由收縮，幫在圓角過(guò)度處易形成鑄造缺陷，從而極大地影響橋殼的強(qiáng)度。使用過(guò)程中，有 從該處斷裂的實(shí)例。受結(jié)構(gòu)及使用限制，鑄造缺陷無(wú)法從根本上解決， 造成質(zhì)量不穩(wěn)定。因此，根據(jù)零件的合理設(shè)計(jì)原則，對(duì)具有橫截面尺寸突變或形狀復(fù)雜的構(gòu)件，應(yīng)設(shè)法改用簡(jiǎn)單的組合或焊扌1. 輪邊減不速器 2. 支承軸 3. 制動(dòng)器 4. 制

17、動(dòng)器連板5.橋殼 6.主傳動(dòng)總成1.3 焊接方案及工藝特點(diǎn)用焊接的方式把橋殼，支承軸，制動(dòng)器連接板 2a、b 同一類(lèi)第一、 第二方案；圖 2c 為第二類(lèi)，以制動(dòng)器連接板為孔，橋殼、支承軸為 軸的焊接形式；圖 2d 為第三類(lèi)，以橋殼為軸，支承軸為孔的焊接形 式。1. 橋殼2. 支承軸3. 制動(dòng)器連接板(a) 第一方案(b) 第二方案(c) 第三方案(d) 第四方案第一方案、第二方案均以橋殼為孔，支承軸為軸，配合定位后用 角焊縫或U形焊縫焊接，制動(dòng)器連接板以角焊縫焊于橋殼上。 該方案 簡(jiǎn)化了我廠(chǎng)早期驅(qū)動(dòng)橋殼復(fù)雜 笨重的結(jié)構(gòu)，使鑄鍛件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易 澆鑄，易加工，成本低。軸、孔之間用緊配合定位，改善了

18、單純由焊 縫承受力矩的受力狀況。這兩種方案的區(qū)別在于軸，孔之間 焊縫的 焊接形成。前者為角焊縫焊接形式，加工工藝簡(jiǎn)單；后者為 U形坡口 焊縫形式，其坡口焊接有足夠的疊合面，焊接牢固，且熔深大，熔敷 效率高。焊接處面積 較小，可避免熱量過(guò)多流失，保證焊接質(zhì)量。 其焊縫的承載能力較角焊縫增大冼多。 從焊接工藝分析， 第一方案較 第二方案更合理。故其余方案中軸、孔之間焊接均采用U形坡口。第三方案（圖2c）是橋殼、支承軸均為軸，分別與制動(dòng)器連接 板用U形坡口。軸、 孔之間用緊配合。該方案軸、孔之間緊配合。 用熱裝配的方法裝配時(shí)， 制動(dòng)器連接板的體積小， 易加熱，便于裝配。 但與此同時(shí)驅(qū)動(dòng)橋橋殼的精度取

19、決于三個(gè)零件， 必然使累積誤差增 大。要獲得同樣的精度， 勢(shì)必要提高零件的加工精度。 承載焊縫兩條， 連接三個(gè)零件，加工復(fù)雜，成本高，受力狀況不好，承載能力減弱。 對(duì)制動(dòng) 器連接板與橋之間的焊縫不利。第四方案（圖2d）以支承軸為孔，橋殼為軸，U形焊縫連接，制 動(dòng)盤(pán)以角焊縫焊于支承軸上。 該方案具有第一方案的優(yōu)點(diǎn)， 又無(wú)第三 方案結(jié)構(gòu)和工藝上的弊病，是一咱較為理想的方案。由此可見(jiàn)，第一、第四種為優(yōu)選方案。1.4 驅(qū)動(dòng)橋受力狀況與應(yīng)力分布驅(qū)動(dòng)橋受力狀況簡(jiǎn)圖及彎矩圖見(jiàn)圖 3由受力簡(jiǎn)圖呆以看出，從輪胎中心到安裝座與車(chē)架連接處，其合成 應(yīng)力是逐步增大的。所以，根據(jù)其受力特點(diǎn)，也要求橋殼截面的模數(shù)隨之增大。第一方案(圖2a)中，焊縫左右側(cè)均為圓環(huán)截面，設(shè)左側(cè)為 AA截面，右側(cè)面為B B截面。截面模數(shù) W=n (D4-d4)/32D,因直徑D仁D2 d1WB合成應(yīng)力5二M/W 焊縫左右側(cè) WA WB故S A<5 B。從圖3彎矩圖也可以撲看出其合成應(yīng)力5 A<5 B。由此可看出，截面模數(shù)隨著合成應(yīng)力的逐步增大而變小，其截面 面積的變化與橋殼受力變化及合成應(yīng)力并不相符。 強(qiáng)度負(fù)荷的薄弱環(huán) 節(jié)之一，即危險(xiǎn)截面是橋殼 B截面。根據(jù)ZL50C裝載機(jī)具體數(shù)