橋殼項目報告

1、汽車制造工藝三級項目報告書載荷 1.5 噸橋殼結構設計及制造工藝制定班級： 12 級車輛工程卓越班組員：梁宏宇 陳爾康黃業(yè)興指導教師：董國疆日期： 2014 年 12 月 22 日、汽車橋殼的功能及特征分析（ 1 ） 驅動橋殼的功用1、 和從動橋一起承受汽車質量2、 使左、右驅動車輪的軸向相對位置固定3、 汽車行駛時， 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，承受驅動輪傳來的反力 和力矩，并在驅動輪與懸架之間傳力（ 2 ） 橋殼的特征橋殼是安裝主減速器、差速器、半軸、輪轂和懸架的基礎件， 主要作用是支承并保護主減速器、差速器和半軸等。同時，橋殼 又是行駛系

2、的主要組成件之一。驅動橋殼應有足夠的強度和剛度， 質量小， 并便于主減速器的拆裝和調整。（ 3 ） 驅動橋殼的設計要求應具有足夠的強度和剛度， 以保證主減速器齒輪嚙合正常并不使半軸產生附加彎曲應力。在保證強度和剛度的前提下， 盡量減輕質量以提高行駛的平順性。結構工藝性好，成本低。（ 拆裝、調整、維修方便保護裝于其上的傳動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動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)點在于剛性好、塑性變形小、強度高、 易鑄成等強度梁，可根據各截面不同的強度要求設計鑄造不一樣 的壁厚。其缺點是彈性及韌性較沖焊橋殼差、鑄造質量不易保證， 且整體質量大、成本較高，不適合整車進行輕量化及降成本設計。 整體鑄造式橋殼在現今的汽車工業(yè)市場上仍有大量的應用，世界范圍內的重型車輛上仍普遍采用鑄造橋殼， 只是材料及結構作了 一些變化， 包括采用高強度QT 及高牌號鑄鋼，結構設計更加合理等。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)點在于可制成復雜面和理想的形狀，壁厚可 以變化，易得到理想

4、的應力分布，其強度及剛度均較好，工作可靠，故要求負載較大的中型重型汽車，適于采用這種。然而由于 其質量大、加工面多、制造工藝復雜。且需要相當規(guī)模的鑄造設備，在鑄造時質量不易控制，也容易出現廢品，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量小、制造工藝簡單、材料利用率 高、抗沖擊性能好以及成本低等優(yōu)點，并適于大量生產。目前非鑄造橋殼中最主要的結構型式就是鋼板沖壓焊接式，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 板沖壓焊接式整體橋殼主要組成部分包括上、下

5、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、下兩半殼，具體焊接方法可將橋殼主件側的半（上、下半殼）與半軸套管間對焊，也可以將上、下橋殼主件兩 圓形端部與半軸套管內端的外圓對其貼緊， 沿接縫焊一圈， 伴以塞焊。鋼板沖壓焊接式橋殼的優(yōu)點在于工藝簡單、 質量小（僅 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. 鋼管擴張成形整體式鋼管擴張成形整體式橋殼是由中碳無縫鋼管或鋼板卷焊鋼管 擴張、滾壓成形制成。將鋼管中間擴孔、兩端液壓變細

6、，再加焊 凸緣及鋼板彈簧座等，這種制造工藝的生產效率高，材料的利用 率最高，橋殼質量小而強度和剛度卻比較好， 但需要專用擴張、 液壓成形軋制設備。 適用于轎車和輕、中型載貨汽車的大批量生產。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。綜合選擇，為了減小汽車的簧下質M以利于降低動載荷、提高汽車的行駛平順性，在保證強度和剛度的前提下應力求減小橋殼的質橋殼還應結構簡單、制造方便以利于

7、降低成本。具結構還應保證主減速器的拆裝、調整、維修和保養(yǎng)方便。在選擇橋殼的結構型式時，還應考慮汽車的類型、使用要求、制造條件、材料供應等。對于載重1.5噸貨車而言，載重較輕，后橋應采用最常用的鋼板沖壓焊接整體式橋殼。三、汽車橋殼的結構設計四、汽車橋殼的強度計算及校夜一/-驅動橋殼應滿足以下設計要求：1?應具有足夠的強度和剛度，以保證主減速器齒輪嚙合正常并不使半軸產生附加彎曲應力。2?在保證強度和剛度的前提下，盡M減小質M以提高行駛平順性。3.保證足夠的離地間隙。4誥構工藝性好，成本低。5?呆護裝于其上的傳動系部件防止泥水進入。6面裝，調整，維修方便。平面草圖:已知條件：驅動車輪輪距 B=1.6

8、40m驅動橋殼上倆鋼板彈簧座中心間的距離b=1.07m靜載系數2-2.5取2.5載荷F=1.5t計算簡圖如下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而靜彎曲應力二wj MPa則為3 M-j 7 (MPa)式中 Wv 一危險斷面處（鋼板彈簧座內側）橋殼的垂向彎曲截面系數M 一見式（4-1 ）其中半軸套管管徑D=114mm,d=98mmD3 -1-66017.54mm 3"吩79經查表得16M n的許用彎曲應由二max343MPa,可知截面':最大切應力處滿足強度要求Fq18

9、375max 二 D d D-d =13.79MPa已知 Rt16Mn的許用切應力.= 98MPa因為.max乞li,故該處滿足強度要求1撓度計算: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中非常重要的一項工作對于產品質M、勞動生產率、制件成

10、本、減輕勞動強度和保證安全生產都有重要影響。根據前面的工作以產品圖樣、現有生產條件為出發(fā)點采用國內外先進技術通過對各種加工方案的分析和比較結合企業(yè)的實際生產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冷一裁邊一拋丸除銹。下料橋殼半殼下料方式國內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M較大品種較多橋殼半殼 毛坯板厚在12mmX下的輕型沖焊驅動橋殼的生產。我們的毛皮板厚為

11、10mmW以選用等離子切割 下料技術。去除毛刺沖焊驅動橋殼半殼毛坯經數控火焰切割機設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 專命縮短半殼成形精度嚴重降低而報廢。因此半殼毛坯經數控火焰切割機 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的需要。 加熱機械手將由中頻感應加熱爐加熱后的

12、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構出料采用驅動滾輪。(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。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動橋處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）、

13、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。實際生產中由于上下兩個半殼沖件在前后琵笆孔兩側，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（加強環(huán)自帶缺口的情況下）一一校平一一校圓一一裝焊加強環(huán)一一裝焊后蓋（沒有加強環(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校宜 終檢七、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EM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*1580利用率是=76.28%S板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）2