桥壳总成工艺规程与钻夹具设计

摘 要后桥是汽车的基本零件之一，后桥主要由主减速器、差速器、半轴、桥壳、轮毂制动鼓总成、制动器等组成，其功能是将万向传动装置传来的发动机扭矩传给驱动车轮。输入的扭矩首先传给主减速器，在此增大扭矩并改变方向，然后经差速器分配给左、右半轴，最后通过半轴外端的法兰盘传给驱动车轮的轮毂。后桥的加工质量直接影响后桥的装配质量，进而影响汽车的使用性能和寿命。本课题进行汽车后桥钻孔专用夹具设计，主要步骤和内容分为：1）车桥的毛坯制定。在分析了车桥的具体结构及其尺寸精度要求的基础上，绘制出毛坯图。2）车桥总成工艺设计。在毛坯图的基础上，根据桥壳总成零件图上各尺寸精度要求，详细制定了车桥加工工艺路线 (包括工件定位、夹紧、加工刀具的选择、切削用量的确定、切削力与切削功率的计算等)。3）钻模夹具的设计。根据被加工零件的结构特点、加工内容的尺寸和精度要求，确定钻模夹具的配置方案。对钻模夹具进行总体设计，并绘制装配图。4）气缸的选用。根据弹簧选中选出合适的汽缸，绘制其零件图。关键词：车桥;毛坯;工艺;钻模夹具;汽缸ABSTRACTThe bridge is one of the basic spare partses of car. The bridge is mainly from lord decelerate machine, the machine, half stalk, bridge hull, round drum system moving with drum total become, making to move machines etc. to constitute. Its function is ten thousand to spread to move equip to spread of launch machine to twist to pass to drive car wheel.Importation of twist to pass a lord deceleration machine first, at this enlarge twist combine change direction, then through bad soon machine allotment give left and right half stalk, passing half stalk outside carry of the method orchid dish pass to drive a felloe round drum.Empress the bridge process quality direct influence behind bridge of assemble quality, then influence car of usage function and life span.This topic carry on empress the car bridge to drill a hole the design, main step and contents of the appropriation tongs to is divided into:1)the semi-finished product establishment of the car bridge.At analysis the concrete structure of the car bridge and the foundation of the its size accuracy request up, draw a semi-finished product diagram.2)the car bridge is total to become a technological design.On the foundation of semi-finished product diagram, according to bridge hull total become spare parts diagram up each size accuracy request, detailed establishment the car bridge process craft route.(include a work piece fixed position and clip tight, process knife of choice, slice to pare dosage really settle, slice to pare dint with slice to pare power of calculation etc.)3)drilling the design of mold tongs.According to is processed the structure characteristics of spare parts and process size and accuracy request of contents, assurance drill the allocation project of mold tongs.Carry on a total design towards drilling mold tongs, and draw to assemble diagram.4)the air cylinder choosing to use.Pick out cylinder of select the accommodation according to the spring coil, draw its spare parts diagram.Keyword:Car bridge mi-finished product aft;Drill mold tongs linder目录1 绪论 .11.1 车桥发展概况 .11.1.1 车桥发展及其现状 .11.1.2 本论文的主要工作 .32 桥壳加工工艺规程制订 .42.1 零件的功用 .42.1.1 车桥结构及其功能 .42.1.2 零件的工艺分析 .62.2 工艺规程设计 .82.2.1 确定零件生产类型 .82.2.2 确定零件毛坯的种类及制造方法 .92.2.3 定位基准的选择 .92.2.4 零件各表面加工顺序的确定 .102.2.5 拟定工艺路线 .102.2.6 毛坯余量和工序间余量的确定 .132.2.7 驱动桥壳的焊接方案 .132.2.8 桥壳加工热处理工艺要求 .162.3 切削用量和时间定额的确定 .182.3.1 切削用量的选择原则 .182.3.2 切削用量和时间定额 .183.指定工序夹具设计 .243.1 钻攻大面夹具工装设计 .243.1.1 机床的选择 .243.1.2 钻模夹具的选择 .24结论 .34致谢 .35参考文献 .36附录 .371 绪论1.1 车桥发展概况1.1.1 车桥发展及其现状通用挂车公司(General Trailer)生产的 FB70 桥.其承载能力为 9t.车身装载高度 240-410mm 具有 70mm 的前置定位臂和一个简化的桥附件。它的结构特点 006-4 (No.I/CVE 含一个前单支架和下支架、两种型式的弹簧和减振器。每桥标定重量 400kg (不含制动器)。Trenkamp&Gehle 已经于 2004 年底在设计新 Eur 桥时就朝这个方向走了第一步。这新的Euro-Achse 作为标准 9t 桥为大批应用而设计的，它不仅由 SMB 而且由 Gigant 的零部件所组成。作为这种桥总成的典型特点是 Trenkamp&Geh 1e 采用 120mm 的轮网压入深度，以及一种 430 x45mm 的大盘式制动器而且把担保期扩大到百万公里或者六年时间。新式 Euro-Achse 桥在原理上承袭于 Gigant 鼓式制动桥所以更换制动盘时无需此前拆卸车轮轴承就能进行。改善了制动盘的几何形状其寿命得到延长。设计师把轮毅和轮辆凸缘联成一个结构件制造商就有望能改善散热效果而且会带来一种新的阶梯式轮毅单元( Stufen-Hub-Unit ).于是扩大了制动盘和车轮轴之间的间距。Trenkamp&Gehle 满怀信心地采取大批量生产的经营方针于 2005 年启动让这新 Euro 桥于 2005 年中期就开始供货。Compatico 是雷诺公司对戴一克 DCA 系列桥的回应。它已于 2005 年投入生产是与阿维美驰(ArvinMeritor)一起开发的。当然也向国内制造商提供卡车桥。挂车桥具有如卡车桥相同的轮毅端，就象 DCA 的情况一样。Compatico 主要针对雷诺具有市场统治地位的那些欧洲国家包括法国、西班牙和葡萄牙。英国市场需求至今尚不明朗。ArvinMeritor 的欧洲挂车工程经理 TomHughes 说.共享车桥零部件可保持低成本并表现出 ArvinMeritor 的设计哲学。 “关键问题是经营者如何受益并将乐意为之有所付出。他列举了最新称谓的基准眼追迹行驶系统， “这意味着在挂车生产中不存在任何桥定位的问题，使在行驶中减少轮胎的磨损。 ”据说欧洲的经营业主已经对 ArvinMeritor 的 L itef lex 复合材料挂车板簧持谨慎态度但又认为， “Liteflex 具有明显的有效载荷的优点，与可比的 29,55kg 钢板弹簧相比，它才重 10.45kg。如果钢的价格继续攀升，这 Liteflex 会立即显示价格方面的优势而且采用它无须大的结构更改。 ”以前与 D-C 合作的 Hendrickson 挂车桥公司至少在欧洲正把他的中型驱动桥和中间举升桥范围提供给卡车制造商。据该公司高层人士 Andrew Jackson 称，欧洲挂车桥市场已经呈现过于饱满状态。 “我们已经和一些潜在的伙伴讨论过但我们不打算以打价格战的简单方式重返市场。 ”在车和挂车上装相同的制动器，现在已成为业内人士不争的事实。不久前，卡车和挂车制动器是随车桥的应用目的而专门设计的独立产品。自从戴一克集团的PowerSystems 于上世纪 90 年代推出了 Discos 桥.第一个挂车桥采用卡车前轴梁和制动器，这促使挂车桥专家去开发与牵引车上相同应用的制动器。 “一个尺寸适配全系统“的利益是明显的。新一代制动器已经部分地在某些装盘式制动器的卡车和挂车中使用(包括重型使用例如自卸车的极度磨损和长途货运中的低制动力)广为显示低磨损性能的成果。发热在任何制动系统中都很危险。这在卡车和挂车两者上都是一样的.但是当把制动力做得多于它应分担部分的时候在挂车上就是合成的。第一代制动器在使用中所出现的其它问题.据制造商称是操作者往往把盘式制动器“不维修“(no-maintenance)和“少维修”( low-maintatance)对立看待的结果。现在，第二代盘式制动器其设计目的是为了改善散热。其特点也包括诸如改善密封，以防水和灰尘进入制动器，引起制动钳发卡。第二/三代制动器 2005 年开始面世.会必然改善制动性能。新一代盘式制动器开始出现在 2005 年的新型挂车上盘式制动器生产商确信他们将解决大量的操作方面出现过早磨损和损坏。今天，市场继续保持 19.5 和 22.5 英寸车轮尺寸之间的中分界面，当制动器零部件变得越来越轻的时候，制动器将朝向 22.5 英寸发展。现在各挂车和制动器制造商纷纷仿样并注入新的技术和概念使盘式制动器得到进一步发展。Knorr-Bremse 已经开发一种仿样的盘式制动器，它考虑了制动盘的热膨胀.因而少有破裂损坏。因为使用金属材料少有效重量减少了。有两种形式:一种是配套的单盘，一种是用于售后市场的组合盘(split disc)。组合式制动盘允许在不拆开轮毅或者制动钳下更换。它可以用两个螺栓装配在车辆上。SB 和 SN7 制动器采用的是整体制动钳消除了螺栓以及制动钳与气作动器界面的密封。最近版结构是 SK7，是专门为挂车而开发的.它比 SN7 轻 9kge 22. 5 英寸的制动器的表面面积比 SN7 更小结构更为紧凑，但摩擦衬带的厚度却增加了，所以仍然保持 SN7 磨损率特性曲线。ArvinMerito 也推出了轻结构 ELSA2 盘式制动器供挂车之用。MAN 和 Renault 把ELSA2 制动器用在自己的卡车上，而 Volvo 采用 DUCO 型式这是一种具有双密封和不锈钢销的产品。ELSA225HE 是为了重型应用而设计的，而 195LE 和 225LE 是较轻的结构.针对中型应用而开发。ELSA2 配合 19.5 英寸和 22.5 英寸的轮毅罩具有 2035cm 的刮扫面积和 450cm 的摩擦衬带面积，大的额定扭矩达 3450pNm。结构特点包括: 同步动作的双联挺杆和密封导销。两种制动器都自动调节整平摩擦衬带的磨损。电子摩擦衬带磨损传感器是选用设备但两种制动器都装有电动摩擦衬带磨损报苦或者可视磨损显示器。Wabco 也于三年前增补一种 22.5 英寸的气操纵盘式制动器 PAN 22-1 用以配套使用当时推出的 19.5 英寸制动器。仍保持单柱塞作用.设计的一块间限板用米整平摩擦衬带的磨损。该制讨器堆 36k摩擦衬带的厚度增加 2mm 据 JVauc。称其寿命提高 20%。封闭的制动钳导向销利用电泳涂漆工艺涂底漆自防锈保护。值得一提的是 Haldex Modul-性。X 一盘式制动器。这是一种具有两个浮动布置的制动盘的结构 Haldex 相信这种制动盘的双包装在减少制动力以及改善散热和减小摩擦衬带的情况下通过更大的总摩擦面积来获得一种更高的制动功率。此外.这种结构还应能减少制动盘的外径和重， 。现在.在最新版的 Haldex 制动器中，刚刚上市的产品是一种按制造商要求的 34.Bkg 重(含摩擦衬带)的结构，它就象其前驱产品一样是一种模块化和侧面各自独立的因此左右两侧都可以应用。产品的优点是:在整个结构系列的之.内，一些零件可以进行型式交叉应用。也许由于经常收到顾客对强烈磨损的抱怨，挂变桥制造商也在挂车制动器的开发上各采取积极行动。BPW 与 Knorr 合作开发一种新型盘式制动器。这是一种专用于 BPW 挂车桥一侧安装的整体式制动器。不是利用轴向连接安装制动器，SB4309T 制动器上的螺栓装在侧面。BPW 说这样做易于接近便于维修因为可以用标准套筒扳手安装和拆卸制动钳。因为 4 个螺栓带替 5 个，因而维修工作会更快。BPW 认为，这样处理还使得机构、一种电子机械(mechatronic J 磨损调节系统以及一个可微 f 滑动的制动盘组成。外观更小，这让相关单位尤其是从事前桥设计的工程师们感到高兴因为在车轮罩中的空间总是很窄.增加每一毫米的结构自由都受到欢迎。一个垦有 y 侧操纵和一个内部机械传力的固定底座形成本系统的基础。在哲时为扁平结构的制动盘两侧.固定座可以于每侧各动用一个独立充当磨损调节的机构。这首先考虑的，通常只是在制动盘的一个侧面具备操作装里，而且在底座和制动盘由于得到磨损补偿而不必滑动情况下能发挥其功能作用的一种盘式制动器。最新一代盘式制动器是扁平盘代替轴颈盘固定座代替浮动座，让空气出来.代之以电流。这是目前 BPW 公司和 Knorr 公司共同开发的一种新制动器方案的特点。BPW 把这个新奇事物命名为 Eco-Disc-Tronic”应该是要把压缩空气以及所有与其相关的诸如气筒、阀和软管等常用元件从制动设备中排除出去。制动盘在微小范围内的可移动性保证隔热连接件处于制动盘和辅助啮合装置之间预张弹簧件( 将 Knorr CD 扁平式制动盘靠向轮毅上的档块 )应让连接保持无振动和不存在不必要的磨损。从而得到制动盘相对固定的轴向位置可以基于这个位置而得到少，调整和对间隙加以固定。但对于半挂车也许这总的思路不意味着是最后的解决方案。从原理上讲总是有太多的热盆从制动盘流入轴头丙此.BPVv 公司的努力目标是给 fir 这新系统提供利用车轮螺栓固定的轴颈导板。1.1.2 本论文的主要工作根据车桥的结构特点，在进行充分论证的基础上拟定车桥的加工工艺路线，根据毛坯加工余量绘制毛坯图。计算各工序参数，填写加工工艺规程，设计被加工零件工序图，填写工序卡片，根据切削用量计算时间定额，设计指定工序中的专用夹具。 2 桥壳加工工艺规程制订一 制订工艺规程的原则制订工艺规程的原则是，在一定的生产条件下，以最少的劳动消耗和最低的费用。按计划规定的速度，可靠的加工出符合图样及技术要求的零件。工艺规程首先要保证产品质量，同时要争取最好的经济效益。在制订工艺规程时，应注意以下问题：1.技术上的先进性在制订工艺规程时，要了解国内外本行业工艺技术的发展，通过必要的工艺试验，积极采用适用的先进工艺和工艺装备。2.经济上的合理性在一定的生产条件下，可能会出现几个保证工件技术要求的工艺方案。此时应全面考虑，并通过核算或评比选择经济上最合理的方案，使产品的能源、物资消耗和成本最低。二 制订工艺规程的原始资料制订工艺规程时，通常应具备下列原始资料：1.产品的全套装配图和零件的工作图；2.产品验收的质量标准；3.产品的生产纲领；4.毛坯资料2.1 零件的功用2.1.1 车桥结构及其功能一 主要参数表2-1轴荷(Kg)前轴形式车轮外倾角主销内倾角前束(mm)前轮转角落差 (mm)轮距(mm)钢板托中心距 中心孔径(mmmm)制动型式1000工字梁17 30 3-7 37 60 1400 70024 液压制动注：表中参数用户可任选.二 结构介绍后桥主要由主减速器、差速器、半轴、桥壳、轮毂制动鼓总成、制动器等组成，其功能是将万向传动装置传来的发动机扭矩传给驱动车轮。输入的扭矩首先传给主减速器，在此增大扭矩并改变方向，然后经差速器分配给左、右半轴，最后通过半轴外端的法兰盘传给驱动车轮的轮毂。后桥主传动为准双曲线圆锥齿轮，主减速比为 5.833，差速器为四个圆锥行星齿轮，半轴为全浮式，内端由花键和差速器半轴齿轮连接，外端法兰盘用螺栓与轮毂相连，后桥壳为钢板冲压焊接结构。准双曲线齿轮的特点是工作平稳性好，轮齿的弯曲强度和接触强度更高，但对装配和润滑的要求较高。装配和润滑不当会引起早期磨损。后桥主传动齿轮在出厂前已经过选配，1. 主动齿轮圆锥滚子轴承应有一定的预紧度，以减少锥齿轮传动过程中轴向力所引起的轴向位移，以提高轴的支承刚度。1032 系列的主动锥齿轮上圆锥滚子轴承的预紧度是通过增减主动齿轮内轴承内座圈背后的调整垫片来实现的。调整时，以手力能拨动不装油封时凸缘为合适。2. 主被动齿轮的齿侧间隙（在从动齿轮大端测量） ，以调整到 0.150.30mm 为宜。调整时，首先取下差速器轴承盖上的 M8 螺栓和差速器轴承调整螺母锁片，然后调整两端的轴承调整螺母，便可取得需要的齿隙。测量齿隙时应压紧轴承盖。3.啮合面积不足时，应调整主动齿轮大齿端与轴承内圈之间的调整垫片，并使接触区位于齿宽的中部稍微偏向小端。4. 在调整齿面啮合区域后，必须注意重新调整主动齿轮轴承预紧度和齿侧间隙。主动锥齿轮紧固螺母拧紧力矩为 180200N.m。主减速器壳中储存的齿轮油靠被动齿轮转动时甩溅到各齿轮、轴、轴承进行润滑。后桥双曲线齿轮的润滑要求：1. 必须加注汽车双曲线齿轮油，如以一般的汽车齿轮油代替，会导致双曲线齿轮的加速磨损。2. 应保持油面在加油螺塞的边缘。3. 新车走合完毕后，必须重新更换润滑油。差速器：车辆转弯时，外侧车轮转过的距离大于内侧，但对驱动轮来说，车轮与半轴刚性连接的，如果它们的转速相同的话，外轮和内轮边滚边滑，不仅使转向困难，增加发动机的油耗和轮胎的磨损，为了使两侧的驱动轮能以不同的转速旋转，必须将带动驱动轮的轴断开，变成两个半轴，中间设置差速器。差速器既能将主减速器从从动齿轮传来的扭矩传给左右驱动轮，又允许两侧车轮以不同转速旋转。差速器分为左右两部分，用螺栓紧固，由轴承支承在主减速器壳内，法兰上装有从动齿轮。差速器壳内，装有行星齿轮轴，4 个直齿圆锥行星齿轮分别装在行星齿轮轴上，其背面制成球面与差速器壳相应的球面接触，以便限制行星齿轮的轴向移动，并保证其更好的对中。两个直齿圆锥半轴齿轮与行星齿轮啮合，其轴颈支承在差速器壳内，中间有花键孔，与半轴相连。动力由主减速器从动齿轮经差速器壳、十字轴、行星齿轮、半轴齿轮传给驱动车轮。为了减少差速器壳与行星齿轮间的磨损，在它们之间装有止推垫片。垫片磨损后可以更换。差速器壳体上开有窗孔，主减速器壳体内润滑油由此进入差速器，使差速器内齿轮和轴承得到润滑。为了保证行星齿轮和十字轴轴颈之间有良好的润滑，在十字轴轴颈上铣有一段平面，并在行星齿轮的齿间钻有油孔。差速器的运动原理：当差速器不起作用的时候，两半轴的角速度与差速器的角速度相等。当差速器起作用时，也就是行星齿轮绕行星齿轮轴自转时，左右半轴齿轮转速之和等于差速器壳转速的 2 倍，与行星齿轮转速无关。桥壳的功能是支承并保护主减速器、差速器、半轴等。使左右车轮的轴向相对位置固定，同前桥一块支承车架及其上的各总成重量。在汽车行驶时承受车轮传来的路面反作用力和力矩，并经悬架传给车架。2.1.2 零件的工艺分析为了与其它材料竞争，钢材在生产工艺和材料性能力一面也不断改进。例如，在结构钢力一面通过炉外精炼、真空处理、成分微调和连续浇铸等先进冶金技术生产出纯度高、性能稳定的钢材，不仅大大地降低了零件的重量，节约了钢材的消耗，还延长了零件的使用寿命;在热轧钢板力一面，生产出各种类型的低合金高强度钢板，通过硫化物形态的控制改善了钢板的横向冷弯性能，它们广泛地用于车架和车轮的制造，提高了汽车的承载能力;在冷轧钢板力一面，由于生产出超低碳、超深冲的无间隙原子钢板(11,钢板)，有烘烤硬化性能的 BH 钢板，含磷高强度深冲钢板，防腐能力强的镀层钢板以及采用激光拼焊冲压毛坯等先进工艺，不仅满足了复杂车身零件的需要，并延长了车身的使用年限;近来，又开发出中间夹有树脂夹层的减振、减重的复合钢板，满足了汽车降低噪声和减轻重量的需要;还开发了镀铝钢板和不锈钢板用于消声器的制造，满足延长消声器寿命和减少排污的需要。1.生产工艺汽车用热轧钢板、冷轧钢板、表面处理钢板等，主要采用转炉冶炼、连续热轧和冷轧、罩式炉退火或连续式炉退火、冷轧平整以及表面镀层等生产工艺。当然较老式的还有用平炉冶炼、往复轧机生产工艺。1)炼钢工艺计算机全程控制冶炼过程的顶一底复合吹炼的转炉，炉外精炼有 RH 真空脱气、K1Y脱硫、CAS 钢水合金微调、KS1合金微调等，保证了严格的钢水成分范围，极大限度地降低了钢中 S,P,N 等有害元素，并可使碳降到极低限度(C 小于 5 即 pm)，使钢水纯净。2)热轧工艺板坯经加热炉加热到 1200 一 1250 0C，经由四机架带立辊的粗轧机，并加强立辊及宽度的自动控制(AWC) 七架四辊式精轧机，呈四分之三的连轧布置。精轧采用了 CVC 技术及液压厚度自动控制(ACC);并配以弯辊装置，保证了带钢的尺寸精度。整个轧线有完善的除鳞设备，高压水除鳞装置，可全面清除热轧带钢表面氧化铁皮。采用完善的四级2.热轧钢板(卷)热轧钢板(卷)既可白_接应用，又是进一步加工成冷轧钢板(卷)和表面处理钢板(卷)的原材料。热轧钢板卷可纵剪成带卷，既可直接应用，又是进一步加工成冷轧钢带卷和焊管的原材料。1)优质碳素结构钢板在 GB3275 中列入了“汽车制造用优质碳素结构钢热轧钢板和钢带”标准，厚度为2.0 一 14. Omm，适用于制造汽车冷冲压零件及冷弯零件。钢板和钢带的尺寸应符合GB709 的规定。其力学性能见表 2-2表 2-2 优质碳素钢力学性能、工艺性能和显微组织由于优质碳素结构热轧钢板主要是碳强化，因此在提高强度的同时伸长率下降明显，汽车上用童越来越少。近期开发了热轧深冲薄钢板，钢板的化学成分采用超低碳(C,0.010 070)，并用钦微合金化，用控轧和控冷技术，可获得低屈服强度和高伸长率。2. Omm 的热轧钢板的实际性能:156 一 185 Mpa。可代替相应厚度的冷轧板生产汽车零件支架、加强板和深冲壳类件等。同时还开发了具有良好冷成形性能、优良表面质童和尺寸精度高的热轧酸洗钢板。宝钢将引进的德国钢号 StW22 , StW23 , StW24 禾 I I 口本钢号 SYHC , SYHD , SYH,刘一化学成分进行调整和其它部分修改后，形成宝钢企业标准 Q/BQB302 一 94 的“热连轧低碳钢板和钢带“，其力学性能见表 2-3表 2-3 钢板的力学性能和工艺性能2)碳素结构热轧钢板碳素结构热轧钢板是由 70 年代的普通碳素结构热轧钢板转化来的，在钢号、技术要求和内容形式都有变化.由于钢中的磷和硫含量与优质碳素结构热轧钢板相同，而且用降低钢中的碳含量增加钢中锰含量，甚至用其它元素来强化，无疑在提高强度时，伸长率下降较少(与优碳钢比较)，因此，可用来代替优碳钢板甚至部分低合金热轧钢板生产汽车制动盘、托架结构件、保险杠和车箱纵梁、横梁以及部分车架横梁等。3)低合金高强度热轧钢板热轧高强度钢板在载货汽车上的用量很大，约占载货汽车用热轧钢板总用量的 70%。主要用于汽车车架的纵梁和横梁，车箱的纵梁和横梁以及制动盘等受力结构件和安全件。这些件采用的强度级别主要有两种，其抗拉强度分别为 390 MYa 和 S10MPa。日前已形成我国汽车用热轧高强度钢板系列。热轧高强度钢板的强化机理有固溶强化、析出强化、组织强化、部分丙结晶强化和相变诱导塑性强化(仅为研究所热处理型相变诱导塑性钢板的数据)。可以看出，抗拉强度在 650 MPa 以下时，用固溶强化或析出强化钢板可以得到满足;若要求抗拉强度大于550 MYa，而零件形状复杂要求好的塑性，可用热轧双相钢板制造;具有高强度和高塑性兼有的相变诱导塑性钢板有可能成为今后汽车用热轧钢板的最仕选择。2.2 工艺规程设计2.2.1 确定零件生产类型车桥年产量：Q=20000 个备品率：%=2% 废品率： %=4%生产纲领：N=Qn(1+%) （ 1+%） =200001（1+2%）（1+4%）=24486（个）查机械制造技术基础课程设计指导教程 ，表 1-4 可知该零件为中批生产。2.2.2 确定零件毛坯的种类及制造方法胎模锻：是在普通只有锻锤上进行的，下模放在砧座上，将坯料放在下模中，合模后用锤头打击上模，使金属充满模膛。毛皮制造方法见表 2-4表 2-4 毛坯制造方法2.2.3 定位基准的选择 1）粗基准的选择根据粗基准的选择原则保证相互位置要求原则。对于同时具有加工表面与不加工表面的工件，为了保证不加工和加工表面的位置要求，应选择不加工表面为粗基准。保证加工表面加工余量合理分配的原则。如果首先要求保证工件某主要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛胚面为粗基准。便于工件装夹原则。粗基准在同一尺寸方向上只允许使用一次的原则。取轴承孔的毛坯孔作为粗基准，加工上平面和定位孔。毛坯制造方法 最大重量（kg)最小壁厚（mm)形状的复杂性材料 生产类型精度等级(IT)毛坯尺寸公差（mm)表面粗糙度其他特点模锻（锻锤）通常至1002.5 由锻模制造难以而定碳素钢、合金钢、合金成批及大量生产1214 0.42.512.5 生产率高且不需要高级技工；材料消耗少，锻件机械性能好，强度增高锻造模锻（卧式锻造机）同上 2.5 同上 同上 同上 1214 0.42.512.5 生产率高，每小时产量达 300900 件；材料损耗约占 1%（不计火耗） ；压力不与地面垂直，对地基要求不高；可锻造长形毛坯分 版 号 A共 6页 第 1页层 码 代 码 物 料 描 述 数 量 单 位 代 码 设 备 描 述 设 备 编 号 刀 具 /工 具10 81489001焊 接 桥 壳 总 成 1 个 ZJ0208 轴 端 镗 孔 专 机20 C0031 普 通 车 床30 C0031 普 通 车 床40 C0209 仿 形 车 床50 C0031 普 通 车 床60 HXT-970 T0220 卧 式 镗 床80 X0229 龙 门 铣 盘 铣 刀 25090 ZJ0216 铣 专 机 盘 铣 刀 250100 X0229 龙 门 铣 盘 铣 刀 250父 项 物 料 号 81 489 000 物 料 名 称 桥 壳 总 成工 艺 /物 料 清 单 表工 序 号 工 艺 装 备工 作 中 心子 项 物 料工 序 描 述 工 装 /辅 料车 锥 角仿 形 车镗 孔车 架 子 口粗 车 法 兰划 线镗 大 孔铣铣铣仿 形 样 板 370336#铣 夹 具 377070#镗 夹 具 B741-S105#2）精基准的选择根据基准统一原则，后续各工序多数可采用一面两孔定位。2.2.4 零件各表面加工顺序的确定1）根据“基准先行”原则，应先加工定位基准上盖结合面和两定位孔。2）根据“先面后孔” “先粗后精”原则，应把加工平面放在钻孔之前，以便及时发现原材料缺陷和防止浪费次要表面的加工工时。主要表面的粗精加工要尽量分开，一方面工件能得到较好的冷却，有利于减少热变形及内应力变形的影响，对精度要求高的零件，更需如此安排；另一方面避免粗加工振动对加工精度、表面粗糙度的影响；同时有利于精加工机床保持持久的精度和使机床结构简单，便于维修、调整。但是粗、精加工工序分开，将使机床台数增多。当工件生产批量不大时，由于机床负荷率低，则经济性不好。因此，在能够保证加工精度的情况下，有时也采取粗、精加工合并在同一台机床上进行的工艺方案，但必须采取措施，尽量减少由此而带来的不利影响。2.2.5 拟定工艺路线工艺路线的拟定包括：定位基准的选择；各表面加工方法的确定；加工阶段的划分；工序集中程度的确定；工序顺序的安排。随着汽车工业的发展，中国汽车车桥制造水平已经有了较大的提高，但是我们国家的车桥制造技术相对于发达国家来说相差的还很远。以前的车桥制造方法比较落后，随着制造技术的发展，车桥制造水平在我们国家已经得到了很大的提高。要使车桥制造水平达到一定的高度，就必须提高设计技术人员的水平和增强车桥生产设备。在这里根据我们平时的积累知识总结出了桥壳总成的工艺路线，见表 2-5 至 2-10表 2-5分 版 号 A共 6页 第 3页层 码 代 码 物 料 描 述 数 量 单 位 代 码 设 备 描 述 设 备 编 号 刀 具 /工 具160 Z2370 摇 臂 钻 床 钻 头 8.5丝 锥 M10锥 度 忽 钻 22x90170 Z2370 摇 臂 钻 床 钻 头 8.5钻 头 15.8钻 头 23.5钻 头 30铰 刀 16丝 锥 NPT3/4丝 锥 Z1/8锥 度 忽 钻 32x90180 81489008 衬 套 4 个 ZJ-9 制 件190 HJ0176 电 焊 机200 T0220 镗 床 扩 孔 钻 36铰 刀 36.5H8父 项 物 料 号 81 489 000 物 料 名 称 桥 壳 总 成工 序 号 工 序 描 述 子 项 物 料 工 作 中 心 工 艺 装 备 工 装 /辅 料工 艺 /物 料 清 单 表钻 桥 包 法 兰钻 油 孔压 装 、 点 焊焊 接铰 孔钻 模 152-73-556#钻 工 装 3731051焊 工 装 303121表 2-6表 2-7分 版 号 A共 6页 第 2页层 码 代 码 物 料 描 述 数 量 单 位 代 码 设 备 描 述 设 备 编 号 刀 具 /工 具110 T0220 卧 式 镗 床 钻 头 30120 T0220 卧 式 镗 床130 HXT-9140 Z2370 摇 臂 钻 床 钻 头 9.8钻 头 10.5钻 头 30钻 头 10.5钻 头 12锥 度 忽 钻 22x90锥 度 忽 钻 22x90150 Z2370 摇 臂 钻 床 钻 头 14.5丝 锥 M16x1.5锥 度 忽 钻 22x90父 项 物 料 号 81 489 000 物 料 名 称 桥 壳 总 成工 序 号 工 序 描 述 子 项 物 料 工 作 中 心 工 艺 装 备 工 装 /辅 料工 艺 /物 料 清 单 表镗 支 板 孔镗 法 兰 孔划 线钻 攻 大 面钻 攻 中 部镗 夹 具 376174#钻 模 129-73-460#钻 模 373959#分 版 号 A共 6页 第 5页层 码 代 码 物 料 描 述 数 量 单 位 代 码 设 备 描 述 设 备 编 号 刀 具 /工 具300 Z2370 摇 臂 钻 床 钻 头 16.5锥 度 忽 钻 22x90310 Z2370 摇 臂 钻 床 钻 头 12.5丝 锥 M14x1.5锥 度 忽 钻 22x90320 X0093 铣 床 立 铣 刀 50330 X0093 铣 床 立 铣 刀 10340 70700556挡 油 板 1 个 HJ0173 拼 箱81092002衬 套 1 个81092004衬 套 1 个81092001衬 套 1 个70700368保 护 套 1 个81489009支 座父 项 物 料 号 81 489 000 物 料 名 称 桥 壳 总 成工 序 号 工 序 描 述 子 项 物 料 工 作 中 心 工 艺 装 备 工 装 /辅 料工 艺 /物 料 清 单 表钻 法 兰 盘钻 攻 侧 面铣 缺 口铣 键 槽焊 附 件钻 模 373929#钻 模 373957#焊 芯 轴 303049#焊 接 工 装 303053#分 版 号 A共 6页 第 4页层 码 代 码 物 料 描 述 数 量 单 位 代 码 设 备 描 述 设 备 编 号 刀 具 /工 具210 Y0217 花 键 轴 铣 花 键 铣 刀m=2.5， =20220 R0254 中 频 淬 火 机230 磁 力 探 伤 机240 C0031 普 通 车 床250 M0223 外 圆 磨 床260 C0031 普 通 车 床270 C0031 普 通 车 床280 C0031 普 通 车 床290 HXT-9父 项 物 料 号 81 489 000 物 料 名 称 桥 壳 总 成工 序 号 工 序 描 述 子 项 物 料 工 作 中 心 工 艺 装 备工 装 /辅 料工 艺 /物 料 清 单 表铣 花 键中 频 淬 火探 伤修 锥 角磨 两 端精 车 法 兰车 螺 纹车 内 孔划 线表 2-8表 2-9分 版 号 A共 6页 第 6页层 码 代 码 物 料 描 述 数 量 单 位 代 码 设 备 描 述 设 备 编 号 刀 具 /工 具350 Z2370 摇 臂 钻 床 钻 头 15钻 头 18钻 头 21.7钻 头 25铰 刀 22复 合 扩 孔 钻 B238-102复 合 扩 孔 钻 B239-102360 ZJ-9 制 件370380390父 项 物 料 号 81 489 000 物 料 名 称 桥 壳 总 成工 序 号 工 序 描 述 子 项 物 料 工 作 中 心 工 艺 装 备 工 装 /辅 料工 艺 /物 料 清 单 表钻 铰 锁 孔制 件清 洗终 检油 封 入 库表 2-102.2.6 毛坯余量和工序间余量的确定根据上述拟定的工序卡片，分别对每个工序依依考虑，查表确定其加工余量， 例如：粗镗-半精镗-精镗的加工余量相对而言比较大一些，而不需要精镗的则相对小一些。桥壳为 低碳钢，壁厚为 310mm，抗拉强度为 220Na。桥壳属于锻件，由于零件年产量大，已达到大量生产的水平，采用胎膜锻造，所以加工余量控制在最合理的位置。初步设计为：桥壳属轴类，低碳钢，零件基本尺寸在 3502630mm 内，锻钢机械加工余量为 6mm，锻件机械加工余量等级为 F 级。再 查表，确定锻件单侧加工余量为 4.5mm，双侧加工的每侧余量值为 4.0mm，孔在半径方向上的余量为 4.0mm。两侧面加工余量等级需比顶面升一级选用定顶面为 F 级，则侧面为 E 级，查表 10-9，前后两侧面加工时的单侧余量为 3.5mm，查表 10-13，取镗孔单侧精镗 0.4mm,半精镗 1.0mm,粗镗5.0mm，粗镗1.6mm。2.2.7 驱动桥壳的焊接方案驱动桥是轮式装载机传动系统的重要部件之一，而桥壳又是组成驱桥最关键的零件。1 早期的驱动桥壳结构早期的装载机驱运输动桥结构如图 2-1 所示。桥壳 5 和支承轴 2 通过螺栓连接，同时桥壳法兰还为连接板，安装行车制动器。桥壳和支承轴因较大的法兰盘而使其重量大、加工量大、因而加工成本高。桥壳铸件在法兰与圆截面的交接处，因为壁厚不均匀，使得金属液冷却固化速度不一致，两端大法尘阻碍壳体的自由收缩，帮在圆角过度处易形成铸造缺陷，从而极大地影响桥壳的强度。使用过程中，有从该处断裂的实例。受结构及使用限制，铸造缺陷无法从根本上解决，造成质量不稳定。因此，根据零件的合理设计原则，对具有横截面尺寸突变或形状复杂的构件，应设法改用简单的组合或焊接。图 2-11.轮边减不速器 2.支承轴 3.制动器 4.制动器连板 5.桥壳 6.主传动总成2 焊接方案及工艺特点 用焊接的方式把桥壳，支承轴，制动器连接板图 2-2a、b 同一类第一、第二方案；图2-2c 为第二类，以制动器连接板为孔，桥壳、支承轴为轴的焊接形式；图 2-2d 为第三类，以桥壳为轴，支承轴为孔的焊接形式。1.桥壳 2.支承轴 3.制动器连接板 (a) 第一方案 （b)第二方案 ?第三方案（d)第四方案图 2-2第一方案、第二方案均以桥壳为孔，支承轴为轴，配合定位后用角焊缝或 U 形焊缝焊接，制动器连接板以角焊缝焊于桥壳上。该方案简化了我厂早期驱动桥壳复杂笨重的结构，使铸锻件结构简单，易浇铸，易加工，成本低。轴、孔之间用紧配合定位，改善了单纯由焊缝承受力矩的受力状况。这两种方案的区别在于轴，孔之间焊缝的焊接形成。前者为角焊缝焊接形式，加工工艺简单；后者为 U 形坡口焊缝形式，其坡口焊接有足够的叠合面，焊接牢固，且熔深大，熔敷效率高。焊接处面积较小，可避免热量过多流失，保证焊接质量。其焊缝的承载能力较角焊缝增大冼多。从焊接工艺分析，第一方案较第二方案更合理。故其余方案中轴、孔之间焊接均采用 U 形坡口。第三方案（图 2-2c）是桥壳、支承轴均为轴，分别与制动器连接板用 U 形坡口。轴、孔之间用紧配合。该方案轴、孔之间紧配合。用热装配的方法装配时，制动器连接板的体积小，易加热，便于装配。但与此同时驱动桥桥壳的精度取决于三个零件，必然使累积误差增大。要获得同样的精度，势必要提高零件的加工精度。承载焊缝两条，连接三个零件，加工复杂，成本高，受力状况不好，承载能力减弱。对制动器连接板与桥之间的焊缝不利。第四方案（图 2-2d）以支承轴为孔，桥壳为轴，U 形焊缝连接，制动盘以角焊缝焊于支承轴上。该方案具有第一方案的优点，又无第三方案结构和工艺上的弊病，是一咱较为理想的方案。由此可见，第一、第四种为优选方案。3 驱动桥受力状况与应力分布从轮胎中心到安装座与车架连接处，其合成应力是逐步增大的。所以，根据其受力特点，也要求桥壳截面的模数随之增大。第一方案（图 2-2a）中，焊缝左右侧均为圆环截面，设左侧为 AA 截面，右侧面为BB 截面。截面模数 W=(D4-d4)/32D,因直径 D1=D2，d 1WB，合成应力 =M/W，焊缝左右侧 WAWB