橋殼畢業(yè)設計31

1、畢業(yè)設計論文設計（論文）題目： 汽車后橋殼的焊接工藝下達日期：2011 年11月30 日開始日期：2011 年12月5日完成日期：2012 年1月6日指導教師：陳淑惠宋麗平學生專業(yè)：焊接技術(shù)及自動化班級：焊接0903學生姓名：楊亮亮教研室主任：楊新華材料工程 學院附件二:陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文）任務書一、設計（論文）內(nèi)容及要求:（一）設計（論文）內(nèi)容1 進行焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝分析2 劃分零部件，并畫出部件圖3 制作裝-焊工藝卡4 編制設計說明書5 撰寫答辯提綱（二）要求1 所有圖紙要求先手工繪制草圖，檢查無誤后再用計算機繪出并打印2 圖紙幅面自定，以表達清楚為原則。3 說明書要求用電

2、子文稿 并打印，格式參見學院畢業(yè)論文的統(tǒng)一要求二、技術(shù)指標：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械工業(yè)出版社，2004焊接方法與設備陳淑惠高等教育出版社，2009焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)鄧洪軍機械工業(yè)出版社，2004機械設計手冊夾具設計手冊陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文）任務書進程計劃表序號起止日期計劃完成內(nèi)容實際完成情況檢杳簽名11.12.5-11.12.7熟悉設計要求，借資料 并查閱相關(guān)要求11.12.8-11.12.11研究設計方案，初定工藝過程11.12.12-11.12.20完善工藝方案，繪制工藝過程說明圖11.12.21-11.12.27填寫工藝卡（先繪草圖

3、及工藝卡初稿，11.12.28-11.12.31檢查無誤后再作電子文檔）12.1.1-12.1.2編寫設計說明書（電子稿并打?。?2.1.3-12.1.5完善資料，撰寫答辯提綱汽車后橋殼的焊接工藝摘要汽車后橋殼是汽車底盤上的關(guān)鍵零件。其內(nèi)部安裝有主軸減速 器、半軸等零件，它承受汽車的重力并將車輪上的各種作用力通 過懸架系統(tǒng)傳給車架或車身。焊接是汽車車橋制造的主要工藝手 段。本文以汽車后橋殼焊接為研究對象， 在介紹了其焊接技術(shù)概況、 新技術(shù)及發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，完成了汽車后橋殼優(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，設計出了合理的汽車后橋殼焊

4、接工藝，并設計 了自動焊方案。通過分析選用了焊后焊縫綜合力學性能更好、焊接成本更低的 MAG 焊工藝作為汽車后橋殼與半軸套管環(huán)縫的焊接方法， 并采用 埋弧自動焊作為橋殼縱縫的焊接方法。通過對優(yōu)質(zhì)低碳化結(jié)構(gòu)鋼 16Mn 的焊接性、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點及使用要求，分別確定了 MAG 焊 及埋弧自動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)。漢德公司引進的德國 STR 系列 及 MAN 系列橋殼的生產(chǎn)技術(shù)，使得中國的車橋生產(chǎn)質(zhì)量及功能 有了巨大的變化，刷新了中國車橋生產(chǎn)的里程碑為我國的汽車行 業(yè)發(fā)展做出了具大貢獻。通過新技術(shù)的引進使得中國的車橋生產(chǎn) 在國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：汽車后橋殼，焊接，埋弧自動焊，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)動橋殼結(jié)構(gòu)1.3 焊接方案及工藝特點1.4 驅(qū)動橋受力狀況與應力分布2 汽車后橋殼產(chǎn)品焊接結(jié)構(gòu) 62.1 后橋的結(jié)構(gòu)特點 62.2 后橋的焊接結(jié)構(gòu) 82.3 后橋焊接殘余應力的影響和消除 82.3.1 焊接殘余應力的形成 82.3.2 焊接殘余應力的影響 82.3.3 焊接殘余應力的消除 83

11、 汽車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 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 二氧化碳氣體保護焊 144.1.4 MAG 焊 154.1.5 摩擦焊 164.1.6 埋弧自動焊 174.2 焊接方法的選擇 174.3 焊接設備的選擇 194.3.1 上下橋殼連接的焊接設備 194.3.2 軸套管和橋殼的焊接設備 204.4 焊接材料的選擇 205 焊接工藝設計 215.1

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

13、中國運輸結(jié)構(gòu)變化、消費水平的提高， 國內(nèi)市場對中重型車產(chǎn)品需求向多層次、多品種方向發(fā)展，市場 需求預測見圖 1。未來市場對中重型載貨車的需求穩(wěn)步上升，2005年達到 31 萬輛， 2010 年預計達到 40 萬輛。在總量需求中，重型 車的需求增量較大， 2005 年占總需求的 60%， 2010 年將占總需求 的 70%。中型車需求量逐年遞減且需求趨于穩(wěn)定，需求量將長時 間維持在總量的 30%左右。未來510年，中型車比重大幅度下 降，年內(nèi)有較大幅度的增長。因此，汽車驅(qū)動橋橋殼，作為汽車 上的關(guān)鍵部件，既是承載件又是傳力件，同時它又是主減速器， 差速器及驅(qū)動車輪傳動裝置的外殼，設計時必須考慮在

14、動載荷下 橋殼有足夠的強度和剛度。目前，國內(nèi)外的橋殼制造分為鑄造橋殼、沖焊橋殼、機械擴脹式 橋殼和內(nèi)高壓成型橋殼幾種類型。 其中，鑄造橋殼是歷史最為悠久的 橋殼，早起的卡車后橋橋殼多為鑄造而成， 后來為了提高橋殼的強度 開發(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發(fā)展起來 的新型橋殼，重量相對于鑄造橋殼要低，生產(chǎn)效率高。隨著汽車工業(yè) 的進步和人們生活水平的提高，卡車在保證可靠性的同時向兩個方向 發(fā)展：一方面卡車駕駛乘用車化，另一個方向是超級重型化。前者主 要考慮長、短途運輸，行駛路面相對比較好，后者則主要用于礦山、 水庫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，對于超級重型車而言，鑄鋼橋殼在一 定時期內(nèi)仍將占據(jù)主要市場。通過大學三年對基本學科的學習和知識的積累，我對于汽車零件 的制造工藝有了更深一步的了解。與國外相比，我國汽車零部件技術(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， 積極尋求國內(nèi)外企業(yè)之間或企業(yè) 與國內(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汽車零部件行業(yè)要走自主創(chuàng)新之路。只有擁有了自主知識產(chǎn)權(quán)，我國的汽車行業(yè)才算是真正的取得了發(fā)展 和進步，也才能在當今國際競爭的大潮之下占得屬于自己的先機和地 位。1.2早期的驅(qū)動橋

16、殼結(jié)構(gòu)早期的裝載機驅(qū)運輸動橋結(jié)構(gòu)如圖1所示。橋殼5和支承軸2 通過螺栓連接，同時橋殼法蘭還為連接板，安裝行車制動器。橋殼和 支承軸因較大的法蘭盤而使其重 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，因為壁厚不均勻，使得金屬液冷 卻固化速度不一致，兩端大法塵阻礙殼體的自由收縮，幫在圓角過度處易形成鑄造缺陷，從而極大地影響橋殼的強度。使用過程中，有 從該處斷裂的實例。受結(jié)構(gòu)及使用限制，鑄造缺陷無法從根本上解決， 造成質(zhì)量不穩(wěn)定。因此，根據(jù)零件的合理設計原則，對具有橫截面尺寸突變或形狀復雜的構(gòu)件，應設法改用簡單的組合或焊扌1. 輪邊減不速器 2. 支承軸 3. 制動器 4. 制

17、動器連板5.橋殼 6.主傳動總成1.3 焊接方案及工藝特點用焊接的方式把橋殼，支承軸，制動器連接板 2a、b 同一類第一、 第二方案；圖 2c 為第二類，以制動器連接板為孔，橋殼、支承軸為 軸的焊接形式；圖 2d 為第三類，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，制動器連接板以角焊縫焊于橋殼上。 該方案 簡化了我廠早期驅(qū)動橋殼復雜 笨重的結(jié)構(gòu)，使鑄鍛件結(jié)構(gòu)簡單，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， 制動器連接板的體積小， 易加熱，便于裝配。 但與此同時驅(qū)動橋橋殼的精度取

19、決于三個零件， 必然使累積誤差增 大。要獲得同樣的精度， 勢必要提高零件的加工精度。 承載焊縫兩條， 連接三個零件，加工復雜，成本高，受力狀況不好，承載能力減弱。 對制動 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 動盤以角焊縫焊于支承軸上。 該方案具有第一方案的優(yōu)點， 又無第三 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，第一、第四種為優(yōu)選方案。1.4 驅(qū)動橋受力狀況與應力分布驅(qū)動橋受力狀況簡圖及彎矩圖見圖 3由受力簡圖呆以看出，從輪胎中心到安裝座與車架連接處，其合成 應力是逐步增大的。所以，根據(jù)其受力特點，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力5 A<5 B。由此可看出，截面模數(shù)隨著合成應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力并不相符。 強度負荷的薄弱環(huán) 節(jié)之一，即危險截面是橋殼 B截面。根據(jù)ZL50C裝載機具體數(shù)