汽车底盘类零件的机械制造智能化.docx
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1、西北工业大学网络教育学院毕业论文西北工业大学网络教育学院毕业论文任务书一、 题目:汽车底盘零件的机械制造智能化二、 针对汽车零部件底盘系统的结构,制造工艺和试验的要求:三、 主要技术指标:论文中出现的名词。例如:制造,试验配件,加工工艺。四、 进度与要求:12月15日 参加动员会,与指导教师见面12月25日-12月30日 论文调研,确定题目,填写任务书1月1日-2月25日 论文写作修改3月20日 论文答辩五、 主要参考书及参考资料:1冲压工艺及模具,机械工业出版社, 2焊接生产工艺手册,机械工业出版社 学习中心:华博特 班级:1803 专业:机械设计与制造 学 生:胡鲁斌指导教师:蒯加煦 摘
2、要背景:近年来,随着汽车轻量化技术的持续推进和800MPa及以上强度钢板的普及,单片和双片式麦弗逊控制臂得以出现。单片式麦弗逊控制臂需要在其前部安装纵向(整车方向)的衬套,而双片形式此结构的套管无法在冲压件上一体冲压出来,必须额外的焊接一个套管进行压装。压装是指衬套进行压力设备把需要进行现有技术中,为了满足套管受力要求,往往需要在套管上附加一层加强板来增强底盘的刚性。该加强板能起到加强套管焊接强度的作用,并且附加的加强板使得原本的减重效果降低(相对于双片结构),相对的增加了焊接的复杂性,从而增加了加工的难度,使得该单片式结构相对于双片结构丧失了成本和重量优势。副车架是前后车桥的骨架,是汽车底盘
3、的重要组成部分承接着底盘在汽车行驶中的稳定和车辆的安全性能,其中主要的部件构成需要为悬架零部件、转向部件、动力总成部件等提供安装支架和安装所需要的车辆底盘空间。在一些结构复杂的车型上,为了平衡各零部件的安装支架及安装空间,副车架的结构会存在较多的型面差异,设计出来的扭梁往往存在较大的弯曲,设计的后梁需要提供摆臂的安装及其满足强度需求。关键词:板材,工艺,质量要求,产品性能目录第一章:51.1底盘产品的焊接过程51.2底盘产品的焊接工艺展示第二章:91.2底盘产品的试验状态91.3:底盘产品的试验台架搭建101.4底盘产品试验研究目的和意义12第二章:底盘产品试验台架的结构及应用13附图说明17
4、具体实施方式20参考文献1致 谢2第一章:1.1底盘产品的焊接过程 底盘现有的副车架后梁搭接结构存在以下两个问题与大家进行分享:(1)后梁搭接结构由三块高强度的冲压板焊接而成,即有前桥上板、后桥下板板以及中间的加强板三块冲压板焊接而成,这过程也会有浪费的问题;特别在于上下冲压板材,材料利用率会有所下降(2)焊接中需要对左右两侧进行焊接,焊接工序长,工位占用率高,产品的变形量大,可控性不高。而且对于副车架的试验要求针对我工作中的一些案例进行总结本实例是针对新型所要解决的技术问题是针对现有技术而提供一种结构简单、材料利用率高而且焊接工序少的框式副车架和副车架摇臂的结构和工艺进行展开。本实例针对新型
5、解决上述技术问题所采用的技术方案有以下几种实例与大家分享:一种框架式的前副车架,包括前横梁梁、后横梁以及两个纵侧的纵横梁,上述前梁连接在两根纵梁的前端,而后梁连接在两根纵梁的后端部位,其特征在于,后横梁梁是第一块板材与第二块板体前后拼合而成进行电弧脉冲焊接,并且第一块板材包括第一内侧竖立壁,第二块板材包括第二内侧竖立壁,该第一内侧竖立壁和第二内侧竖立壁间隔相对设置,且第一内侧竖立壁上端的弧形侧缘的中部朝第二内侧竖立壁方向延伸至外侧弧形端与第一延伸板,第二块内侧竖立壁上侧内顶端弧缘的中部朝第一内侧竖立壁方向外端进行延伸至第二延伸板材,该第一内侧竖立壁板材延伸与第二内侧竖立壁延伸板的自由端弧面上下
6、重叠并形成焊接缝。 为使第一外侧竖立板材延伸板和第二外侧竖立板材延伸板之间的焊接处更加稳固刚性更加合理,所述第一外侧竖立板材延伸板位于第一外侧竖立板材上侧缘的最低处,同样地,所述第二外侧竖立板材延伸板位于第二竖壁顶端的弧外上侧缘的最低处。接下来使第一外侧竖立板和第二外侧竖立板的结构更加稳固,所述第一外侧竖立板竖壁位于上述第一外侧竖立板延伸板两侧的上侧缘分别向背离第二外侧竖立板竖壁的方向翻折而形成第一母材型面的翻边,所述第二外侧竖立板竖壁位于上述第二外侧竖立板材的延伸至内板材两侧的上侧弧缘分别向背面与第二外侧竖立板竖壁的方向翻折并形成第二外侧的翻边形式保证焊接的匹配和强度要求,针对焊接过程的熔深
7、要求与板材的翻边间隙至关重要,间隙不应大于等于1.2(一般底盘选择的焊丝为直径1.2mm)。为在满足强度和刚性为前提要求的基础上适当的节省材料,提高材料的利用率,并且同时使得后横梁与两边的侧纵梁形成稳定的焊接拼合并进行焊接,如下进行描述:第一块拼接板材还包括第一块板材的横壁,第二块板材包括第二块板材的内侧横壁,与第一块搭接板材横壁与第二块搭接板材横壁相对设置,且第一块搭接板材横壁上进行延伸长度方向间隔进行拼接有多个朝向第二块搭接板材横壁的第一块搭接板材缺口,第二块搭接板材横壁上沿其长度方向间隔开设有朝向第一块搭接板材横壁并与上述第一块搭接板材缺口一一对应的第二块搭接板材缺口,位于中部的第一块搭
8、接板材缺口与对应的第二块搭接板材缺口拼合成长条孔,并且使得位于两侧的第一块搭接板材缺口和第二块搭接板材缺口的型面外端分别向外进行延伸形成用来与前端部分纵梁的外侧面进行焊接的要求必须完成拼接后间隙合格。为实现对弹簧稳定横臂的安装,所述第一块搭接板材延伸板两侧的第一块搭接板材竖壁内侧上分别设置有用于安装弹簧稳定臂的第一安装位,同样地,第二块搭接板材延伸板两侧的第二块搭接板材竖壁上分别设置有用于安置弹簧稳定臂的第二面端的安装位,且各第一面端的板材安装位以第一面端的板材延伸为中心对称设置并分别位于第一面端的板材竖壁的最高处,各第二安装位以第二延伸板为中心对称设置并分别位于第二竖壁的最高处。为便于汽车底
9、盘的前副车架与车身的装车安装孔位的固定,各所述纵梁位于上述后梁后侧的部分分别朝外进行合适的数据弯折,且各纵梁的后端部上分别设置有用于前副车架与车身固定的固定安装孔位。为便于外稳定杆安装倾臂和前线束孔位安装臂的安装,各所述纵梁的前端部分别焊接在前梁的相应处,各底盘副车架纵梁与底盘副车架前梁的连接处的上端面上分别固定有用于安装稳定杆安装倾臂的第一安装座,而各纵梁与前梁的连接处的下端面上分别固定有用于安装前束臂的第二安装座。与现有汽车底盘安装技术相比,本观点的优点在于:该实用新型中的承载框式前副车架由前横梁、后横梁以及两侧纵梁组成,传统的后梁结构由前冲压板材、后冲压板材以及加强板材和三块冲压板材焊接
10、而成,其中后端面纵梁的上端部在加强板与前板和后板之间均具有焊缝。而本观点中的新型纵梁由第一外侧竖立板体和第二外侧竖立板体组成,且纵梁的上部仅在第一外侧竖立板体的第一外侧延伸板和第二外侧板体的第二外侧延伸板之间具有焊接缝,可见与传统的后横梁相比,本实用新型中的副车架的后梁结构简单,减少了材料的浪费,提高了材料的利用率,并且与传统的后梁相比,减少了焊接的工序,因而使得焊接产生的变形变小,可行性提高。本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术而提供一种重量轻、焊接方便且焊接强度高的摇臂前套管焊接结构。本次论文重心是想所要解决的第二个焊接技术问题是针对现有焊接技术而提供一种工序简单、加工精度高的上述
11、摇臂前套管焊接结构的加工工艺。本次论文的解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种摇臂前套管焊接结构,包括车架套管和端部支架,其特征在于,所述支架具有用于连接上述车架套管的焊接端面,该焊接端面包括有两个端部朝外开口的弧形型面的焊接安装臂,上述车架套管的两端端口分别形成有沿周向朝外径向翻折的翻边,上述两个焊接臂的形状分别与套管的表面相匹配,且各焊接臂分别夹持在套管的两端并分别位于对应翻边的内侧,各翻边与对应的焊接臂之间分别沿焊接臂的延伸方向设置第一焊接缝,同时在各焊接臂的内侧沿其延伸方向设置第二焊接缝。作为优选,各所述焊接臂分别与对应的翻边相抵,从而能使套管与支架的焊接结构更加稳固。为保证套管与衬
12、套压装的配合精度,所述套管的直径为57.7mm57.8mm,从而保证压装衬套后的压出力控制;由于套管需要卡在两侧的焊接臂之间,为保证焊接匹配间隙,长度为34.0mm34.2mm,从而保证摆臂硬点位置,上述翻边的宽度为6.5mm7.0mm。本发明解决第二个技术问题所采用的技术方案为:一种如上所述的前束角度调节拉杆的加工工艺,其特征在于包括以下步骤:第一步,选用延长率为29%的精度拔冲的无缝钢管作为加工原材料,裁剪所需要加工的的长度而形成套管本身的管体,该套管本身的管体的一端需要沿这套管外部周向外翻折而形成翻边雏型成为焊接的型面要求;第二步,需要针对套管的压力对上述翻边型面雏型进行校平,使得上述型
13、面翻边雏型相对于上述管体径向向外延伸而形成翻边粗型;第三步,接下来进行上述翻边粗型裁边而形成厚度均一间隙稳定和便于焊接的的上述翻边;第四步,如下针对上述管体的另一端型面需要沿周向向外翻折而形成翻边雏型型面并且无质量确认 例如板材破损 褶皱 和翘曲;第五步,然后进行第二步的方法对第四步中形成的翻边雏型进行校平而形成上述翻边粗型;第六步,接下来采用第三步的方法对第五步中形成的翻边粗型进行裁边而形成上述翻边,获得所需的套管;第七步,最后获得的套管与支架进行焊接而分别形成上述第一焊接缝和第二焊接缝,获得所需的前束角度调节拉杆。1.2底盘产品的焊接工艺展示钢制底盘的主要焊接模式为电弧的脉冲焊接模式焊接的
14、原理 基础原理一:焊丝的选择;目前我们公司针对底盘类零件选择基本为伊莎和林肯的焊丝针对2.0-3.5的焊丝一般规格在焊丝直径1.0-1.2mm 相应的餐数针对各个汽车厂客户的标准要求进行制定二保护气体的选择:由于底盘类零件的焊接为一种惰性气体保护焊一般选择Ar(氩气)和CO2(二氧化碳)混合比例进行焊接,其中选择为80%(Ar)+20%(CO2)其中焊接方式为MIG焊接模式针对日系的汽车底盘一般选用日本使用MAG,飞溅不用清理,综合成本和CO2一致三:焊丝和干伸长度的选择焊丝伸出时有些弯曲,导电嘴易磨损,严重时会影响到焊丝的伸出长度,即焊接电流。连续焊接2 4小时就要更换电极,有的焊接质量不好
15、和电极的磨损严重有关系。 焊丝的工业化已经达到很高的标准,目前工业中使用最多的桶装焊丝和盘装焊丝针对产品的批量和实际使用进行选择目前针对选择焊丝进行如下的两点说明:桶装的焊丝二氧化碳保护气焊接,飞溅较多混合气体保护焊接飞溅较少,金属很硬而脆YGW1114短路CO2保护焊 ,YGW1517混合气体保护焊焊丝直径为0.9-1.6mm 焊丝的干伸长度为10-20mm(建议值)三 焊接电流和电压的选择:0.6-1.2焊丝 建议电流为40-500A(针对板材的不同进行选择)薄板的焊接电压=电流 0.04+161 (v)电流是90A时 焊接电压为90 0.04+161 (v)=19。120。1v厚板的焊接
16、电压=电流 0.04+181 (v)电流是310A时 焊接电压为310 0.04+181 (v)=28.432.4v 当用小于1.0的焊丝时,焊接电压要比1.2的焊丝设高12v,粗丝电流容易通过,阻抗小。如果是200A电流,有0.02姆的电阻就会有2 v的压降.设定的 18V实际 只有 16V四:针对底盘类零件的焊接缺陷和对策的展示:目前焊接的主要缺陷有如下几种;1,咬边 2,焊瘤,3,焊缝宽度不一致 4,气孔咬边; 咬边深度大于0.5mm-0.7mm就不好了.影响强度.小于0.5毫米以下,在汽车底盘零件中是必要的可以允许焊瘤 :导致原因一般为焊接时候的电流过大导致熔透,焊接时易发生,焊接时速
17、度要快;焊接有缝的要适当降速;如果只用一个规定的距离不够,可以建议必须分段进行焊接尝试1)焊丝的长度不一致,会导致导致焊接的质量不稳定和焊接电流不稳定,一般有明确的行业标准来定义焊丝的干伸长度2)导电嘴电极,正常位置是磨损位置可能是 焊缝不直.焊缝高也不一致,表面导致坑洼不平.焊丝直径为1.2mm的, 由于焊丝的万都导致导电嘴的孔径一般应为1.221.24mm,焊丝送出后的曲径大于250mm.气孔 1)防止侧向外的风阻进行焊接时候的干扰2)焊接电弧的弧坑处进行急剧冷却易形成气孔,采用熄灭电弧电流为正常焊接的70%,如120A,18V ARCOF 用100A,16VARCCET AC=150 A
18、V=16 T=0.1 DIS=5ARCOF AC=140 AV=15 T=0.2只在5mm的距离内热量足够,所以电流虽然小了,速度不变,但焊缝不会变窄五:针对产品焊接过程中的耗材的相关计算展示焊角尺寸K=6mm,100mm长的焊缝6X621.151007.85=162.5(g/m)C02焊接时的熔附金属量=162.50.95=171.05(g/m)焊丝融化速度为(0.120.12X3.14X7.85X940=84.45 焊接速度为1/2.02=49cm/分 取50cm/min焊接速度60cm/min电流电压计算:171.05X60X1/100=102.63(g/min)送给速度102.63(0
19、.12X0.12X3.14)X7.851000=11.56(m/min)焊接电流为:(11.56X25.727)+49.78=347(A) 焊接电压:(347X0.04)+182=29.8833.88(V) 线能量=AXVX60/=200X20X6070=3428.6J/cm短路时151A 19V;脉冲时150A 2224V ,因此相同的焊接电流,脉冲焊接热量高 第二章: 1.2底盘产品的试验状态汽车零部件中的底盘零部件完成生产后,是需要通过对其进行多组的检测,有如下几个比较常用的检测:台架工况的疲劳检测、几何尺寸三坐标或者检测工具检测、表面的平整度检测、相对高度差检测等等。主要是为了满足汽车
20、零部件特别是这类型的安全零件具备能在车辆极限运转下的安全,针对汽车工业制品的一个强制的要求项其中,在针对汽车底盘零部件进行几何尺寸、零件的平整度以及高度等检测时,通常需要先将零件安装并固定在特定的检测支架上,使工件可以保持平整和所需测量的面平整,相对的基准进行六个自由度的固定,完成安装后再将支架连同工件一起搬至具备测量依据的检测装置上,由于底盘类的零部件相对于汽车零件比较大和重,所以支架和工件大都是采用金属制成的,因此,其重量非常大,导致搬运非常麻烦且费时费力。目前现有的底盘副车架进行试验要求工艺和技术要求进行阐述;如下:本文章进行目前工作中的一种框式的前副车架稳定杆疲劳试验装置,针对汽车底盘
21、在极限的工况下进行模拟的一种试验台架,主要有如下的几个结构用于安装、固定前副车架;两平行设置的静态推拉杆,两端面的推拉杆的一端分别与前副车架上的稳定杆的两端连接;一平衡稳定杆,安装于一端面的零件转动座上并形成有两对称设置的、平衡的转动座上同步摆动的转向摆臂,过程中的两者对于动态的推拉杆的另一端连接在平衡杆的两摆臂上;并且前者进行稳定杆件的驱动元件带动平衡杆摆动,在平衡杆摆动的过程中,针对零件的对立端的推拉杆之间进行做相反的运动,使得推拉杆与稳定杆连接,并两推拉杆就会在两稳定杆上,针对推拉杆在平衡杆上进行模拟汽车路况和实际使用中产生的作用力,进行对该底盘零件的驱动元件来控制推拉杆的行程以及活动频
22、率。1.3:底盘产品的试验台架搭建1 一种底盘前副车架稳定杆疲劳试验台架,其特征是,包括:一副底盘车架安装座(1),该功能用于安装、固定底盘前副车架;两平行设置的推拉杆(2),两动态推拉杆(2)的一端分别与底盘前副车架上的平衡稳定杆(9)的两端连接;一平衡稳定推拉杆(3),安装于一动态的台架转动座(31)上并形成有两对称设置的、并可于转动座(31)上同步摆动的摆臂,两所述动态推拉杆(2)的另一端连接在平衡稳定杆(3)的两摆臂上;一试验台架的液压驱动元件(4),用于驱动平衡稳定杆(3)摆动。2 根据试验台架搭建的要求1台架搭建前副车架稳定杆疲劳试验装置,其特征如下,所述推拉杆(2)包括:一试验机
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