CN104290817A - 用于制造汽车车身部件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造汽车车身件(29、11)的方法，所述方法包括以下步骤：a)制备由板材制成的坯料(51a、51b；65)；b)在所述坯料(51a、51b；65)上借助第一模具(57、58；69、70)深冲出第一深冲轮廓(36、66)；c)借助第二模具(60、61)深冲出第二深冲轮廓(35；66)。

Description

用于制造汽车车身部件的方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造汽车车身部件的方法、尤其是通过深冲由板材(例如扁钢)制成的坯料来制造汽车车身部件的方法。

技术背景

深冲工艺在汽车制造业中是广泛已知的。为了深冲由板材制成的坯料，通常使用带有至少两个部分—被称为冲头以及凹模—的模具，其中，所述凹模通常具有凹空部，坯料在深冲过程中被冲头压向所述凹空部。制得的深冲件的形状是由冲头和凹模的形状事先决定的。当需要用于带有不同尺寸的多种车型的车身部件时，通常则必须为这种深冲件的变型制备合适的模具，这导致更高的成本。

为了能合理且成本经济地制造不同的车身模块，符合期望的是，仅将特定的车身部件进行模块专属的制造，并将所述特定的车身模块与其他以相同模块方式制得的相同的构件进行组合。然而如果要将这种统一的构件与不同类型的以具有模块特殊性的构件进行组合，所有这些具有模块特殊性的车身部件就必须具有适用于连接具有模块一致性的相同构件的接口。为了所述接口的成型，为深冲所述车身部件所使用的模具必须位置精确地重合，这又进一步提高了在制造模具中的费用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于制造汽车车身部件的方法，利用所述方法可以简单且成本经济地制造为多种车型所需的车身部件的变型。

所述技术问题是通过用于制造汽车车身部件的方法解决的，所述方法包括以下步骤：

a)制备由板材(例如扁钢)制成的坯料；

b)在所述坯料上借助第一模具深冲出第一深冲轮廓，从而得到半成品；

c)在所述半成品上借助第二模具深冲出第二深冲轮廓。

所述方法通过多种方式实现了对大量汽车车身部件的变型的成本低廉的制造。

其中一种方式在于，所述第一模具或第二模具选自一组多个模具。由此，例如存在一组n个第一模具并存在一组m个第二模具时，能够借助总共n+m个模具得到n x m个车身部件的变型。甚至当其中一组仅包含一个单独的工具时，也能实现成本节约，因为所述模具仅分别成型制造车身部件的一部分，并且因此与成型制造整个车身部件的工具相比，都能够通常更小且无论如何更易于被成型制造。

此外，模块专属的车身部件通常与车型至少在尺寸上不同。由此符合目的的是，通过步骤a)制备用于不同的车型的带有不同尺寸值的坯料，并根据所述尺寸值选择第一模具和第二模具来实施步骤b)和c)。

第二种方式在于，为了定位第一模具和第二模具以便实施深冲步骤b)或c)，分别在坯料上确定不同的标记点。当至少一个标记点的位置根据待制造的车身部件的款型而有所不同时，则出现了深冲件的款型专属的不同位置。在极端情况下，将工具不同地定位在坯料上，这样就可以仅利用两个工具制得任意多种汽车车身部件的款型。

当根据款型而具有不同尺寸值的坯料被制造时，标记点之间的距离优选随尺寸值的不同而不同。

通常，所涉及的尺寸是坯料的纵向尺寸。

第一深冲轮廓和第二深冲轮廓优选在每个板材坯料相互分隔开的边缘区域成型。这样可以使两个深冲步骤同时进行，或者说当第一深冲步骤在第二深冲步骤之前进行时，确保坯料那些由第二模具制造成型区域中的设计始终相同，而不受之前完成的第一深冲区的影响。

第一深冲轮廓和第二深冲轮廓尤其可以在坯料的相互对置的纵向边缘上成型。这在车身部件应该沿汽车车身的纵梁构造时是特别符合目的的。

可选地，第一深冲轮廓和第二深冲轮廓还可以在坯料的相互对置的头端部上成型。

坯料的连接所述头端部的中间区段可以在深冲之前或之后通过辊轧成型被强化。

所述变型尤其适合于汽车车身部件的横梁，所述汽车车身部件可以具有模块专属的不同长度，并且在汽车车身的头端部与其他车身部件、尤其是纵梁相连接。

附图说明

以下结合附图对实施方式的描述给出了根据本发明的其他特征和优势。在附图中：

图1示出了表明底板在车辆中的安装的侧视图；

图2示出了沿车辆的纵向中间面的一半底板的立体图；

图3示出了根据图2的底板的纵梁；

图4示出了纵梁，所述纵梁被分解成上部的壳件和下部的组件；

图5以另一立体图方式示出了纵梁的下部组件；

图6示出了下部组件的部件的拆解图；

图7示出了沿图3中剖切面VII-VII所得的剖视图；

图8示出了上部壳件的深冲件；

图9a-d示出了在图6中所示的壁件的制造步骤；

图10a-d示出了可选的制造方法的步骤；和

图11a-b示出了用于横梁的制造方法的步骤。

具体实施方式

图1示出了汽车的侧视图。安装在车辆内部的底板包括两个纵轴，所述纵轴相互镜像地沿车辆的右侧和左侧延伸，并且所述纵轴的走向在图1中通过虚线在车辆后部被示出。所述纵轴在车辆的整个长度上延伸，从前保险杠一直延伸到后保险杠。然而尽管以下所阐述的制造方法原则上可以适用于纵梁和其他车身部件的任何部分，但纵梁的走向仅在车辆后部被示出，因为以下的实施例主要限于这一区域。

图1所示的纵梁的部件被分成纵梁后区段1、过渡区段7和中间区段9。所述纵梁后区段1从后保险杠2开始大体上水平地向前延伸。在后轮轴线3外部连接有过渡区段7，所述过渡区段一直延伸到车辆的车辆客舱5中的后排座4下方，并且纵梁后区段1的顶侧水平地向前延伸。过渡区段7的下侧是向前突出的，用以形成在纵梁中间区段9上的接头，所述接头从车辆客舱5的下部开始向前延伸。在过渡区段7的前缘上，在座椅4的前缘下方装配有脚跟板6。

图2以立体图方式示出了图1中的车辆车身的下部结构的后部区域。所述视图示出了沿行驶方向位于右侧的纵梁的部件，所述部件带有区段(纵梁后区段)1和区段(纵梁过渡区段)7，以及沿纵向中间面剖平分的、三个与纵梁相互连接的横梁10、11、12。所述横梁10、11、12分别由两个沿横梁的边缘相互焊接的板材组合而成。对于最前部横梁12来说，其中一个所述板材是脚跟板6。辊轧成型的型材13接合在脚跟板6的背侧，并且与该脚跟板焊接成带有闭合横截面的中空型材。横梁12的右端被过渡区段7的附加部分14覆盖。在所述附加部分14下方可以看出用于在图2中未示出的纵梁中间区段9的接头15。

中间横梁11由两个分别具有帽形横截面的辊轧成型的型材16、17组合而成，所述横截面沿型材的纵向边缘相互焊接。

后部横梁10也是由两个辊轧成型的型材组合而成的，所述型材在此构成向后敞开的横截面。所述横截面在稍后的制造阶段中首先通过车身板材被补充成中空形状。

图3示出了不带有横梁10、11、12的纵梁后区段1，用以能够对横梁与被设计用于紧固横梁的纵梁后区段1的附加部分加以区别。在此，两个附加部分18、19配属于中间横梁11，所述附加部分分别在附加部分的远端部具有与辊轧型材16、17互补的帽形横截面，并且所述附加部分即相互焊接也被焊接在内侧21上、顶侧22上和在图中未示出的纵梁后区段1的底侧上。

图4以部分分解图的方式示出了根据图3的纵梁后区段1，所述纵梁后区段被分解成上部的壳件23和组件24。所述上部的壳件23包括被深冲的前部区段25和辊轧成型的后部区段26，所述前部区段配属于纵梁的过渡区段7，而所述后部区段配属于纵梁后区段1。所述区段(前部区段和后部区段)25、26在附加部分18的高度上相互焊接，其中，所述前部区段和后部区段25、26的相互重叠且焊接的凸缘大部分被附加部分18覆盖。所述组件24同样包括作为纵梁后区段1一部分的被辊轧的后部区段27和作为过渡区段7一部分的被深冲成槽状的前部区段28，所述前部区段和后部区段大致上紧邻附加部分19相互焊接成下部的壳件20。

部件25与28之间向前不断增加的间距由组件24的两个深冲壁件29、30填充。所述壁件29、30在其前缘上分别具有大致为直角的区段31，所述区段被成型用于容纳横梁12的辊轧型材13。因为附加部分14覆盖脚跟板6的侧端，必须先将横梁12定位且固定在上部的壳件23与组件24之间，然后将上部的壳件与组件组合在一起，并且沿被辊轧的后部区段26、27的凸缘32、33或者前部区段25的和壁件29、30的凸缘34、35进行焊接。由此在安装横梁10、11之前确定了纵梁之间的间距。

用于固定中间横梁11的附加部分18、19远近不同地向车辆中心伸出，以至于中间横梁11在上部的壳件23与组件24连接之后自上固定在附加部分18、19上，并能够与所述附加部分相互焊接。

图5示出了自其他视角观察(从车辆外侧观察)的组件24。在此清晰地示出辊轧的后部区段27与壁件29、30之间的接点以及多个从侧面接合在外侧壁间30或前部区段28上的部件，也即大体水平的带有容纳孔38的板件37、同样大体水平的被用于轴线3的控制杆的固定件40的适配板39(第二固定件41设置在被深冲的前部区段28中)以及大体垂直的板件42，所述板件弥补了所述板件37与适配板39之间的高度差，并通过焊接在板件37和适配板39上而对所述板件37和适配板39进行强化。

图6以分解图方式示出了组件24。可以看出，前部区段28具有带有两个侧臂43和连接所述侧臂43的底侧44的U形横截面，并且所述壁件29、30分别具有直立的壁面45，凸缘35从所述壁面的上边缘开始分别沿相反的方向弯折，相反地，在所述壁面45的下边缘弯折的凸缘36则方向一致地延伸。

图7示出沿在图3中被标注以VII-VII的平面穿过纵梁的过渡区段7所得的横截面。在壁面45的上边缘上被分解的凸缘被焊接在上部的壳件23的前部区段25上；方向一致地延伸的凸缘36位于底侧44上，并且与凸缘36邻接的壁面45的下边缘区域46连接侧臂43。前部区段28由此几乎在其整个横截面上通过壁件29的材料层被强化。因为加倍材料分别从两侧在侧臂43与底侧44之间延伸的弯曲区47上延伸，并且前部区段28与壁件29、30通过焊点48与弯曲区47的两侧相连接，因此纵梁在区段25、28和壁件29、30的壁厚较低的情况下也首先在纵梁的下部区域中进行有效加固，并从而即使在横截面较小的情况下也能承受较高负载。

如上所述的由成型件9、25、26、27、28、29、30构成的纵梁结构简化了对不同车身类型的制造，所述车身类型不论在客舱5长度还是在与连接在客舱后面的行李厢8(见图1)长度上都是不同的。因为辊轧的后部区段26、27作为连续材料以供使用，所以能够以简单的方式实现行李舱的不同长度或者车尾外悬部d1(见图1)的不同数值，其中，所述区段26、27分别由连续材料被切割成所需的长度。然而为了能够与变化的车尾外悬部d1相适应地改变轴距d2和改变在脚跟板6的位置上方的客舱5的长度，并能够始终保持车身的均衡比例，在此设有多种前部区段25、28和壁件29、30的模块。

图6分别相互重叠地示出组件24的前部区段28和壁件29、30的两种不同模块，其中，用虚线表示较长的模块。所述前部区段28的两种模块仅在用于纵梁中间区段9的接头15的长度上有所不同，所述长度在较长的模块中被增大了I。由此，所述前部区段28的这两种模块能够被成本低廉地制造，其中，分别模块专属的不同长度的坯料至少部分利用具有模块一致性的相同模具深冲而成。

在壁件29、30中，下部凸缘36分别在这两种所示出的模块中是形状相同的，并且仅在较长的模块中继续向前延伸一段距离I，用以使由材料加倍实现的强化一直进行到前部接头15处。在较长的模块中，上部凸缘35以及容纳辊轧型材13的凹口31为了保持形状而向前推进一段距离s，所述距离可以s小于、等于或大于长度差I。无论s和I取值多少，下部凸缘36在不同模块的壁件29、30中都可以利用相同的模具组成型和修整；一旦安装了上部凸缘35，就要根据s值的不同来使用专门的工具，这一点还要结合图9进行更详尽的阐述。

通过相互独立地确定I值和s值，脚跟板6的位置和轴距d2可以分别相对独立地进行变化；对于在图6中所示的两个模块中较长的模块来说，轴距d2比较短的模块大I，相较而言，脚跟板6相对于后轮轴3的间距被增大了s，而客舱5的长度则相应增加了I-s。

根据组件24的前部区段28和壁件29、30的不同模块，还必须提供上部的壳件23的不同模块的前部区段25。在图8中示出了前部区段的这样两种模块。在此可以清楚看出，需要两组深冲工具，用以使前部区段25的任意多的不同长度的模块成型，也即一组用于使相对于内壁件29的上部凸缘35互补的凸缘49并使贴靠在外壁件30的凸缘35上的面成型的工具，以及一组用于使凸缘50在相对于凸缘49对置的前部区段25的边缘上成型的工具，所示边缘被设计用于紧固在轮罩内上。

图9a-9d以壁件29为例示出了制造方法的步骤，从而能够高效且价格经济地制造壁件的款型。即使所示方法仅以此为例地阐述了一个壁件，也可以向本领域技术人员公开了该方法实现壁件30、前部区段25或上部的壳件23的转换方法。

为了制造具有不同长度的壁件29，可以提供具有不同宽度a、b的成卷板材，用以从所示成卷板材中分别分割出坯料51a、51b。如图9a中结合在两个坯料51a、51b的俯视图之间的截面图所示，坯料51a、51b首先是平的。

两个坯料51a、51b分别在深冲设备中被依次加工。为此首先将坯料固定在深冲设备的两个夹钳52之间。在图9b中，坯料51a、51b被夹在夹钳52之间的部位53由斜线被突出显示。因为两个坯料51a、51b使用相同的夹钳52，在两个坯料51a、51b上的夹紧部位53是重合的。坯料51b的长度b等于夹钳的长度；当较短的坯料51a被加工时，夹钳52分别有一部分保持未被覆盖。

如图9c所示，在被夹紧部位53下方分别有带状结构55在两个坯料51a、51b上延伸，在制得的壁件29中，所示带状结构应该在横截面中向左进行倒圆，并且在所示带状结构55上连接有部位56，所示部位在制得的壁件中构成了下部凸缘36。如图6所示，因为所示带状结构55的形状和凸缘36的走向在壁件29的两个模块中是相同的，冲头57可以是左侧夹钳52的固定部件，带状结构55在所示冲头上成型。凹模58与冲头57共同作用，用以使带状结构55弯曲，并使部位56成型为入园36，所述凹模在右侧夹钳52中是可活动的。

在图9c中，在坯料上还突出显示了位于夹紧部位53上方的部位59a、59b，所述部位的形状两个坯料51a、51b中是不同的。为了沿所述部位59a、59b的边缘分别使上部凸缘35成型，两种坯料51a、51b需要不同模块的冲头60和凹模61。所述冲头和凹模由此被可更换地组装在夹钳52上。

所述深冲可以在夹紧部位53的上方和下方同时或依次进行。

图9d以相对于图9a-9c放大的比例示出穿过夹钳、冲头和凹模的横截面，以及在冲头57、60与凹模58、61推合在一起之后在冲头与凹模之间变形的坯料51a或51b。现在，坯料必须还利用在凹模58、61活动的刀具62修整边缘，用以对壁件29进行精确调整。

当在夹紧部位上方或下方依次进行所述两个深冲步骤时，还可行的是，所述深冲步骤被分配给不同的深冲设备，并这样例如在第一深冲设备中使对于所有壁件29来说都一致的下部凸缘36成型，并随后将坯料51a、51b分配给各自不同的深冲设备，用以在不同的深冲设备中使模块专属的上部凸缘35成型。

在图10a-d中也示出了带有依次进行的深冲步骤的方法。图10a示出了两个依次叠放的坯料，较短的以虚线勾勒边缘的坯料51a和较长的以实线勾勒边缘的坯料51b。为了对这两个坯料进行统一的第一深冲步骤(其中，使下部凸缘36成型)，在图中未示出的工具相对于两个坯料51a、51b共同的参照点、例如边缘63定位并操作，用以得到图10b所示的带有成型的下部凸缘36的半成品件。随后将第二深冲工具相对于坯料51a、51b的对置边缘64a、64b定位并操作，用以使上部凸缘35成型。图10c示出以这种方式由较长的坯料51b制得的壁件29，图10d示出由较短的坯料51b制得的壁件。尽管在两个壁件中的所述凸缘35、36的形状是相同的，然而所述两种凸缘35、36分别相对于两个坯料51a、51b之间的长度差相互位错。

在图1和图2的图示中，纵梁10、11分别由辊轧型材16、17和附加部分18、19多件式地组合而成。利用根据本发明的方法的变形方式可以制造横梁部件，所述横梁部件一件式地在所述纵梁1之间延伸。为此还要首先提供平面的板材坯料。所述坯料的长度可以根据车辆车身的所期望的宽度而变化。在图11b的图示中，在这种坯料65的两个头端部，相当于附加部分18的轮廓66带有水平凸缘67和与水平凸缘连接的带有帽状横截面的区段68，所述轮廓借助冲头69和凹模70深冲成型。所述坯料的中间部位71还是平的；因为所述轮廓66分别具有由冲头69和凹模70预定的固定长度，中间区域71的长度就随原始坯料65的长度而变。通过图11b中所示的方法步骤将中间区域71辊轧成型，用以使中间区域具有与区段68相同的帽状横截面。

附图标记清单

1   纵梁后区段

2   保险杠

3   后轮轴

4   后排座

5   车辆客舱

6   脚跟板

7   过渡区段

8   行李舱

9   纵梁中件区段

10  横梁

11  横梁

12  横梁

13  辊轧型材

14  附加部分

15  接头

16  辊轧型材

17  辊轧型材

18  附加部分

19  附加部分

20  下部的壳件

21  内侧

22  上侧

23  上部的壳件

24  组件

25  前部区段

26  后部区段

27  后部区段

28  前部区段

29  壁件

30  壁件

31  凹口

32  凸缘

33  凸缘

34  凸缘

35  凸缘

36  凸缘

37  板件

38  容纳孔

39  适配板

40  紧固件

41  紧固件

42  板件

43  侧臂

44  底侧

45  壁面

46  下边缘区域

47  弯曲区

48  焊点

49  凸缘

50  凸缘

51  坯料

52  夹钳

53  夹紧部位

54  测试

55  带状结构

56  部位

57  冲头

58  凹模

59  部位

60  冲头

61  凹模

62  刀具

63  边缘

64  边缘

65  坯料

66  轮廓

67  凸缘

68  区段

69  冲头

70  凹模

71  中间区域

Claims (11)

1.一种用于制造汽车车身件(29、11)的方法，所述方法包括以下步骤：

a)制备由板材制成的坯料(51a、51b；65)；

b)在所述坯料(51a、51b；65)上借助第一模具(57、58；69、70)深冲出第一深冲轮廓(36、66)；

c)借助第二模具(60、61)深冲出第二深冲轮廓(35；66)。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括从一组多个模具中选择第一模具或第二模具(60、61)的步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述步骤a)中制得带有不同尺寸值的坯料(51a、51；65)，并且根据所述尺寸值选择所述第一模具或所述第二模具(60、61)。

4.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括以下步骤：

为了实施所述步骤b)而将所述第一模具(57、58)相对于所述坯料(51a、51b)的第一参照点(63)定位，并为了实施所述步骤c)而将所述第二模具(60、61)相对于第二参照点(64)进行定位。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述步骤a)中制得带有不同尺寸值的坯料(51a、51；65)，并且所述参照点(63；64a、64b)之间的距离随尺寸值的不同而不同。

6.根据权利要求3或5所述的方法，其中，所述尺寸是所述坯料(51a、51b)的纵向尺寸。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一深冲轮廓和所述第二深冲轮廓(36、35；66)在每个板材坯料(51a、51b、65)的相互隔开的边缘区域上成型。

8.根据上述权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述第一深冲轮廓和所述第二深冲轮廓(36、35)在所述坯料(51a、51b)的对置的纵向边缘上成型。

9.根据上述权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述第一深冲轮廓和所述第二深冲轮廓(66)在所述坯料(65)的对置的头端部上成型。

10.根据权利要求9所述的方法，所述方法包括对与所述头端部相连接的所述坯料(65)的中间区域(71)进行辊轧成型的步骤。

11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述车身件是不同车型的车身底板的部件、尤其是汽车车身的纵梁或横梁(1；11)的部件。