汽车制造工艺项目报告

1、汽车制造工艺课程设计项目说明书载重5吨桥壳结构设计及制造工艺制定 班级：11级车辆工程一班 组员： 指导教师：王连东 日期：2014年10月28日一、汽车桥壳的功能及特征分析1.驱动桥壳的功用(1)支承并保护主减速器、差速器和半轴等，使左、右驱动轮的轴向相对位置固定(2)与从动桥一起支承车架及其上各总成的质量(3)汽车行驶时，承受由车轮传来的路面反作用力和力矩，并经悬架传给车架2.桥壳的特征 桥壳，是安装主减速器、差速器、半轴、轮毂和悬架的基础件，主要作用是支承并保护主减速器、差速器和半轴等。同时，桥壳是行驶系的主要组成件之一。 驱动桥壳应有足够的强度和刚度，质量小，并便于主减速器的拆装和调整

2、。驱动桥壳从结构上可分为整体式桥壳和分段式桥壳两类。 整体式桥壳是桥壳与主减速器壳分开制造，二者用螺栓连接在一起。它的结构优点是在检查主减速器和差速器的技术状况或拆装时，不用把整个驱动桥从车上拆下来，因而维修比较方便，普遍用于各类汽车。 分段式桥壳是桥壳与主减速器壳铸成一体，且一般分为两段由螺栓连成一体。这种桥壳易于铸造，但维护主减速器和差速器时必须把整个桥拆下来，否则无法拆检主减速器和差速器。现已很少使用，北京2020采用这种桥壳。3、 驱动桥壳的设计要求 应具有足够的强度和刚度，以保证主减速器齿轮啮合正常并不使半轴产生附加弯曲应力。 在保证强度和刚度的前提下，尽量减轻质量以提高行驶的平顺性

3、。 保证足够的离地间隙。 结构工艺性好，成本低。 保护装于其上的传动系部件和防止泥水侵入。 拆装、调整、维修方便2、 汽车桥壳制造方法的确定 桥壳的结构型式有三种，即可分式桥壳、整体式桥壳和组合式桥壳。其中整体式桥壳是将整个桥壳制成一个整体，桥壳犹如一整体的空心梁，其刚度和强度都比较好，因此选用整体式桥壳。 整体式桥壳因制造方法不同又有多种形式，常见的有整体铸造式、钢板冲压焊接式、钢管扩张成形式、液压胀形式等形式。1.整体铸造式 整体铸造式桥壳刚度大、强度高、易铸成等强度梁形状，但因质量大，铸造质量不易保证，故适用于中、重型汽车，更多是用于重型汽车上。铸造整体桥壳通常采用球墨铸铁、可锻铸铁或铸

4、钢铸造。铸造整体桥壳的主要优点在于可制成复杂面和理想的形状，壁厚可以变化，易得到理想的应力分布，其强度及刚度均较好，工作可靠，故要求负载较大的中型重型汽车，适于采用这种结构。尤其是重型汽车，其驱动桥壳很重，大都采用铸钢的整体形式桥壳。然而由于其质量大、加工面多、制造工艺复杂。且需要相当规模的铸造设备，在铸造时质量不易控制，也容易出现废品，故仅用于载荷大的重型汽车，不适用于载重5吨的货车。2.钢板冲压焊接式 钢板冲压焊接式桥壳具有质量小、制造工艺简单、材料利用率高、抗冲击性能好以及成本低等优点，并适于大量生产。目前非铸造桥壳中最主要的结构型式就是钢板冲压焊接式，近年来不仅在客车、轿车、轻型载货汽

5、车以及中型载货汽车上得到了广泛的应用，而且有些吨位更大的汽车也开始采用此种工艺的桥壳。钢板冲压焊接式整体桥壳主要组成部分包括上、下对焊的一对桥壳主件、两个突缘、四块三角钢板、两个半轴套管、加强圈、一个后盖以及两个钢板弹簧座，整体沿其间接缝组焊而成。桥壳主件是由钢板冲压而成的上、下两半壳，具体焊接方法可将桥壳主件（上、下半壳）与半轴套管间对焊，也可以将上、下桥壳主件两侧的半圆形端部与半轴套管内端的外圆对其贴紧，沿接缝焊一圈，伴以塞焊。钢板冲压焊接式桥壳的优点在于工艺简单、质量小（仅为铸造整体式桥壳的左右）、弹性好、韧性高、材料利用率高、成本低，却比有些铸造式车桥更安全可靠。3.钢管扩张成形整体式

6、 钢管扩张成形整体式桥壳是由中碳无缝钢管或钢板卷焊钢管扩张、滚压成形制成。将钢管中间扩孔、两端液压变细，再加焊凸缘及钢板弹簧座等，这种制造工艺的生产效率高，材料的利用率最高，桥壳质量小而强度和刚度却比较好，但需要专用扩张、液压成形轧制设备。适用于轿车和轻、中型载货汽车的大批量生产。4. 液压涨形式 汽车桥壳液压胀形工艺方法是一种可代替冲压焊接方法的先进技术，这种方法节约能源和材料，而且制造的整体桥壳强度高、质量好、成本低。液压涨形式工艺是指首先选择适当尺寸的管坯，先将其两端部分缩径至零件图要求，再将中间部分进行轴向压缩液压胀形至最终尺寸。 综合选择，为了减小汽车的簧下质量以利于降低动载荷、提高

7、汽车的行驶平顺性，在保证强度和刚度的前提下应力求减小桥壳的质量。桥壳还应结构简单、制造方便以利于降低成本。其结构还应保证主减速器的拆装、调整、维修和保养方便。在选择桥壳的结构型式时，还应考虑汽车的类型、使用要求、制造条件、材料供应等。 对于载重5吨货车而言，载重较轻，后桥应采用最常用的钢板冲压焊接整体式桥壳。3、 汽车桥壳的结构设计4、 汽车桥壳的强度计算及校核1、 受力分析 890mm 1600mm 2、 弯矩图 3、 剪力图 4、 强度校核 由受力分析、及弯矩剪力图知危险截面出现在板簧座中心处。弹簧座截面尺寸： 截面尺寸110*110mm,截面厚度取为8mm （1）最大压应力为（2） 最大

8、切应力由闭口的矩形薄壁截面梁弯曲切应力公式，得最大切应力为（3） 挠度计算1N根据图乘法，在一端板簧座中心处施加一单位力，如图12453551600 A 在该单位力作用下的弯矩图如下276.234N.mmm由图乘法，,其中，E=2*105MPa,则=1.5mm1.5mm由于结构对称，所以另一端板簧座中心处挠度也为1.5mm,合格综上正应力及挠度校核可知，桥壳强度合格 其中，桥壳的许用弯曲应力为300-500MPa 可锻铸铁桥壳取较小值，钢铁冲压焊接桥壳取较大值综上，校核合格，设计合理5、 汽车桥壳的工艺制定 钢板冲压焊接整体式桥壳一般是由上下对焊的一对桥壳主件(采用钢板冲压而成)、四块三角钢板

9、、加强圈、两个半轴套管、两个突缘、一个后盖和两个钢板弹簧座沿组件之间的接缝组焊而成。 以中厚钢板为原料，通过冲压、拉工艺，制造上下两个半壳零件。冲压焊接桥壳在制造过程中，上下两个半壳通过焊接形成空腔件。实际生产中由于上下两个半壳冲件在前后琵琶孔两侧，不能吻合，所以需要另加4块三角形连接板。6、 制造工艺工序图的绘制 桥壳上体、下体、三角板装配焊接切缺口及大圆（加强环自带缺口的情况下）校平校圆装焊加强环装焊后盖（没有加强环的情况下）粗加工装焊法兰盘、衬环、左右半轴套管装焊附件抛丸清理检验校直终检7、 材料利用率计算及成本预测1.材料利用率计算将桥壳主体上半部分展开，计算其面积上桥壳展开图面积 = 243562.310上桥壳毛坯面积 =274856.409上桥壳单个钢板面积选为=215*1405，整个钢板面积选为1720*11240（可做上桥壳8个） 利用率是=2、 成本预测 桥壳制造成本包括：材料成本，加工成本（冲压焊接设备采购成本、维护成本、运行成本，劳务成本） 每千克16Mn钢板的价格为3.5元，钢板密度7.85g/cm3则（1）桥壳本体用钢板面积=604150桥壳本体成本=133元（2）三角板面积10825.325*4 毛坯面积15652.319*4 三角板成本元综上，桥壳材料总成本133+