CN1073898A - 整体钢管汽车桥壳成型方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是汽车后桥壳制造方法，是采用整 体钢管制造汽车后桥壳体的成型制造方法和使用该 方法的专用设备。其方法是，在钢管中部开一透长 孔，然后用扩孔装置扩孔，孔扩开后进行滚压成型或 挤压成型，为使用该方法而设计的设备由对开模具装 置、管端推进装置、扩孔装置、滚压装置，挤压装置等 组成。用本发明制造汽车后桥壳，可简化焊接工艺， 提高桥壳质量，降低制造成本，减少设备投资。

Description

本发明涉及的是汽车后桥壳制造方法，是采用整体钢管制造汽车后桥壳壳体的成形制造方法和使用该方法的专用设备。

目前制造汽车桥壳的方法有两种，一种是采用铸造方法，另一种是采用冲压-焊接方法。铸造汽车后桥壳是最早被采用的结构，这种桥壳重量大，工艺要求高，并有铸造缺陷难以控制的缺点，目前国内外越来越普遍地采用冲压-焊接结构制造汽车后桥壳。这种方法是用钢板经冲压成形制出上下两个桥壳，然后将其焊接成一体制成的。在冲压-焊接结构中有一种是采用左右分开的两段钢管单个加工成形后，再将左右两件对焊而成桥壳。这种桥壳虽是采用钢板制做，但仍是焊接结构，只是相对装焊工作量较少。冲压-焊接结构汽车后桥壳比铸造汽车后桥壳重量轻，但焊接质量要求高，焊接质量对桥壳质量影响很大，所以焊接工艺要求高，技术复杂，一般都是采用专用焊接生产线，投资大，成本也很高。

本发明的目的是提供一种用整体钢管制造汽车后桥壳的桥壳成形制造方法，提供使用该方法的专用设备。

本发明整体钢管桥壳成形制造方法是：

1、根据设计要求选择确定用于制造桥壳的钢管及钢管的直径、壁厚。

2、在钢管中部沿轴线方向开细长条形通孔，该孔长度根据所要成形出的桥壳直径确定，即该孔的长度要满足能扩张成形出所要求的桥壳直径。

3、对钢管所开的长条形通孔进行扩张，使孔两侧管壁的外端达到或接近桥壳直径尺寸。扩张时采用-将两半扩张芯模置入钢管内开孔处，用锲锥锲入两半扩张芯模中，推动扩张芯模横向运动使钢管孔扩张;-用园锥形锲锥直接锲入钢管开孔中部使该孔扩张，园锥形锲锥最好是在中低速旋转着的情况下进行扩孔;-对钢管开孔的扩张最好是将钢管置入模具内进行，以求获得一较理想即尽可能接近符合桥壳设计要求的外形，为最后的桥壳成形提供方便。

4、完成扩张后将钢管置入成形模具内，对扩张开的管壁进行模压成形

-在扩开的钢管内置入两半成形芯模，用锲锥锲入两半成形芯模中，两半成形芯模在锲锥作用下与成形外模配合对管壁进行挤压变形，完成桥壳成形，达到设计要求。

-用回转压辊滚压成形，在扩开的钢管内置入可回转的压辊，回转压辊与成形外模配合对管壁进行滚压成形，达到设计要求。用回转压辊滚压成形，回转压辊最好是往复回转进行滚压，逐渐完成。

为减轻扩张和模压成形时的挤压力，提高扩张和模压成形速度及保障工作质量，可以在扩张和模压成形的同时，在钢管的两端施加向中部的推压力，帮助扩张和模压成形。

图1是本发明工艺流程图。

图2、3、4是表示本发明对钢管1开孔2及置入两半扩张芯模3的状态示意图，其中图3是图2的俯视图，图4是图3的A-A剖视图。

图5、6、7是表示本发明对钢管开孔2采用芯模3、锲锥40扩张的状态示意图，其中图6是图5的俯视图，图7是图6的B-B剖视图。

图8、9是表示本发明将钢管1置入模具60内用芯模3、楔锥40扩张钢管开孔2的状态示意图。

图10、11、12是表示本发明用回转压辊54对钢管扩开的孔壁9′进行滚压成形的状态示意图，成形的孔壁9。其中图11是10的俯示图，图12是图11的H-H剖示图。

图13、图14是表示本发明将钢管置入模具60内，在扩张开的钢管开孔内置入两半成形芯模8，用楔锥作用芯模8对孔壁9′进行挤压成形的状态示意图。

如前所述本发明整体钢管桥壳成形制造方法，其对钢管开孔2扩张和对孔壁9′挤压/滚压成形，最好是将钢管1置入同一模具-成形模具60中进行，即钢管1是置入成形外模具内对钢管开孔2进行扩张。

根据前述整体钢管桥壳成形制造方法，本发明提供的整体钢管桥壳成形专用设备由机体、动力头装置、桥壳成形模具装置构成。机体包括有底座、底座体的上表面为工作平台、工作平台的一端固定联接设置有用于安装动力头装置的立柱，动力头装置靠一悬壁可动安装在机体立柱上，并使动力头装置位于工作平台的正上方，悬壁与机体立柱间设有传动装置，其使悬壁即动力头装置可在立柱上作上下移动调整其位置，动力头装置包括有锥杆和使锥杆可作上下往复动作及旋转动作的动力传动装置，桥壳成形模具装置安装在机体工作平台上，用动力头上的锥杆完成对成形模具内的开孔钢管进行扩张及成形。

图15、16是本发明整体缸管桥壳成形制造专用设备的结构示意图，其中图16是图15的左视图。

图17是图16的F-F剖视图。

图18是图16的K向视图。

图19是图18的E-E剖视图。

图20是图18的D-D剖视图。

图21是图16的C-C视图。

图22是图16F-F剖视处的另一实施例结构示意图。

图23是图16F-F剖视处的又一实施例结构示意图。

结合附图进一步描述本发明整体钢管桥壳成形制造专用设备。

本发明专用设备由机体10、动力头装置20、安装在机体上的成形模具装置60构成。

机体10由底座11和立柱12构成，底座11的上表面为工作平台13，工作平台13的一端固定联接设置立柱12。

动力头装置20由悬壁21、调整悬壁21在机体立柱上的位置的装置、套轴30、使套轴30转动的动力传动装置、锥杆40、使锥杆40作上下往复运动的动力传动装置构成。悬壁21的一端21″与机体立柱滑动配合联接将悬壁21安装在立柱12上，并可在立柱12上滑动，附图所示悬壁21与立柱12的联接安装端21″是一槽形，其靠固定联接在其端部的压板22与立柱上的导轨14配合，将悬壁21滑动安装在立柱12上。调整悬壁21在机体立柱12上的位置的装置可以是采用各种不同的机械传动结构，如采用联接安装在机体和悬壁上的丝杠传动结构，附图所示，提供的是在机体立柱12上端部固定安装一液压油缸15，用油缸15的油杆带动悬壁21。悬壁21的另一端为一壳体结构。套轴30通过轴承机构安装在悬壁21′上。在套轴30的上顶端固定安装一液压油缸41。在套轴30内液压油缸41的轴杆42上固定安装锲锥杆40。锥杆40与套轴30靠滑键32联接，使锥杆40在套轴30内即可由液压油缸41的轴杆42带动上下往复运动，又能随套轴30一起转动。

使套轴30转动的动力传动装置是安装在套轴30和悬壁21上的齿轮齿条传动机构或是蜗轮蜗杆传动机构或是齿轮减速机构。

图16、17所示，是采用齿轮齿条配合传动机构。在套轴30上固定安装齿轮33，在悬壁21上安装液压油缸35，液压油缸35是两端输出轴杆结构，液压油缸35其轴杆36通过固定架体37与悬壁21固定安装，液压油缸35的缸体可移动，在液压油缸35的缸体上固定安装齿条34，齿条34与齿轮33啮合，齿条34随液压油缸35缸体作往复运动，带动齿轮33使套轴30往复转动。

图22所示，在套轴30上固定安装蜗轮70，在悬壁21′上安装蜗杆71，在悬壁21′上固定安装电机72，通过蜗轮蜗杆传动使套轴30及锥杆40转动。

图23所示，在套轴30上固定安装齿轮73，在悬壁21′上安装传动齿轮74，在悬壁21′上固定安装由电机驱动的主动齿轮75，通过齿轮减速机构使套轴30及锥杆40转动。

安装在机体上的钢管桥壳成形模具装置，是由安装在机体工作平台13上的成形模具60和开合成形模具60的装置构成。成形模具60是两半对开结构，成形模具60通过导轨滑动安装在工作平台13上，开合成形模具60的装置是液压油缸或丝杆结构，其固定安装在工作平台13上，带动成形模具60沿工作平台13上的导轨移动，完成模具的打开-闭合。成形模具60的两半体60′、60″是都可移动的，也可以是一半与平台13固定，另一半可移动，为简化描述这里就不对这两种结构状态做分别的描述。图15、16、21所示，安装成形模具的导轨是由固定安装在工作平台13上的压板62′、62″构成，导轨当然也可以是直接开设在工作平台13上的梯形槽或燕尾槽。成形模具60最好有底座61用螺栓紧固联接，并通过底座61安装在工作平台13上的导轨上，由开合成形模具60的装置-液压油缸63带动在导轨上移动。

为实现本发明方法中所说的在扩张的同时在钢管1的两端施加向中部的推压力，帮助扩张钢管开孔2，本设备在成形模具60的两端，工作平台13上，固定安装有一对推压钢管1的两端辅助扩张的液压油缸64′、64″。

为使本发明整体钢管桥壳成形制造设备实现前述成形制造方法中所说的用回转压辊滚压成形，在套轴30的下端固定联接安装一卡盘50，其中部开有用于允许椎杆40通过的中心孔51，在卡盘50上用导轨结构滑动联接安装由压辊、压辊轴杆构成的滚压成形压辊装置。图15、16、18、19、20所示，卡盘50底面上的导轨是由固定安装在卡盘50上的压板52、53构成，也可是直接开设在卡盘底面上的梯形槽或燕尾槽。滚压成形压辊装置由压辊54、压辊轴杆55构成，在压辊轴杆55的下端部开设垂直于轴线的径向槽57，压辊54置入该槽57内，用销轴56将其可转动地安装在压辊轴杆55上。压辊轴杆55的上端有凸沿58，用其将压辊轴杆55滑动配合安装在卡盘50的导轨上，并可以在导轨上移动。液压成形压辊装置由安装在卡盘50上的位置调整装置-丝杆传动装置59、59′带动调整其在卡盘导轨上的位置。

本设备的使用和动作过程是将开好孔2的钢管1放入成形模具60内，模具60在液压油缸63带动下合模。悬壁21由液压油缸15带动调整确定其所处的位置。锲锥/园锥形锥杆40在液压油缸41的带动下向下运动，对钢管1开孔2进行扩张，然后锥杆40上升。在扩张开的钢管1桥壳9′内放入两半成形芯模8，再次使锲锥40向下运动进入成形芯模8中，完成对钢管管壁9′挤压成形，或是在扩张钢管1开孔2完成后，用卡盘50上的丝杆传动装置59、59′带动液压成形装置的压辊轴杆55移动到卡盘50的中心位置，然后下调悬壁21，使压辊54准确地进入钢管1桥壳9′内，启动使套轴30转动的动力传动装置-蜗轮蜗杆机构/液压油缸35带动套轴30作不小于360度的往复旋转，卡盘50随套轴30转动，用丝杆传动装置59′调整压辊轴杆55与套轴30轴心线的偏移量，即进行压辊54的辊压进给压辊轴杆55随卡盘的转动作回转运动，用压辊54对钢管壁9′进行辊压成形。

本发明工艺简单，不仅可以减化汽车后桥壳制造的焊接工艺，而且还可提高产品质量，降低制造成本，减少设备投资。其设备功能强、效率高。为汽车后桥壳制造提供了较好的方法和新的设备。

Claims (10)

1、整体钢管汽车后桥壳成形制造方法，其特征是：

a、根据设计要求选择确定用于制造桥壳的钢管及钢管的直径、壁厚。

b、在钢管1中部沿轴线方向开细长条形通孔2，该孔长度根据桥壳直径确定。

c、对钢管上所开的长条形通孔2进行扩张，使孔2处管壁9′外端达到或接近桥壳直径尺寸。

d、完成孔2扩张后，将钢管1置入成形模具内，对孔壁9′进行模压成形。

2、根据权利要求1所述桥壳成形制造方法，其特征是：

-将两半扩张芯模3置入钢管内开孔2处用楔锥楔入芯模3中推动芯模3横向运动，使钢管开孔2扩张;

-用园锥形楔锥直接楔入钢管开孔2中部，使其扩张。

3、根据权利要求1、2所述桥壳成形制造方法，其特征是：

-在扩张开的钢管管壁9′内置入两半成形芯模8，用楔锥楔入芯模8中，芯模8在楔锥作用下与成形外模配合，对管壁9′进行挤压成形;

-用回转压辊滚压成形，在扩张开的钢管壁9′内置入可作回转运动的压辊54，压辊54与成形外模配合对管壁9′进行滚压成形。

4、根据权利要求1、2、3所述桥壳成形制造方法，其特征是：

a、对钢管1开孔2的扩张，是将钢管1置入一外模内进行。

b、对钢管1开孔2的扩张，是将钢管1置入成形外模内进行。

c、对钢管1开孔2的扩张和模压成形的同时，在钢管1的两端施加向中部的推压力。

5、根据权利要求1所述桥壳成形制造方法的桥壳成形制造设备，其特征是：

a、由机体、动力头装置、桥壳成形模具装置构成;

b、机体10由底座11和立柱12构成，底座体11的上表面为工作平台13，工作平台13的一端固定联接设置立柱12;

c、动力头装置20由悬臂21、调整悬臂21在机体立柱12上的位置的装置、套轴30、使套轴30转动的动力传动装置、锥杆40、使锥杆40作上下往复运动的动力传动装置构成。

-悬臂21的一端21″与机体立柱12滑动配合联接，将悬臂21按装在立柱12上、并可在立柱12上滑动移动。

-调整悬臂21在机体立柱12上的位置的装置是联接安装在机体和悬臂上的液压油缸装置/丝杠传动机构。

-套轴30通过轴承机构安装在悬壁21上，在套轴30的上顶部固定联接安装液压油缸41，在套轴30内液压油缸41的轴杆42上固定联接安装锥杆40，锥杆40与套轴30滑键联接，使锥杆40在套轴30内即可由使其作上下往复运动的动力传动装置-液压油缸41的轴杆42带动作上下往复运动，又能随套轴30传动。

-使套轴30转动的动力传动装置是安装在套轴30和悬壁21上的齿轮齿条传动机构/蜗轮蜗杆传动机构/齿轮减速机构。

d、整体钢管桥壳成形模具装置由安装在机体工作平台13上的成形模具60和开合成形模具60的装置构成，成形模具60是两半对开结构，其通过导轨滑动安装在工作平台13上，开合成形模具60的装置是液压油缸/丝杠机构，其固定安装在工作平台13上，带动成形模具60沿工作平台上的导轨移动，完成模具60的打开和闭合。

6、根据权力要求5所述的设备，其特征是：在套轴30的下端固定联接安装有卡盘50，其中部开有允许锥杆40通过的中心孔51，在卡盘50底面上通过导轨滑动联接安装有由压辊54和压辊轴杆55构成的滚压成形压辊装置，其由安装在卡盘50上的丝杆传动装置带动调整确定其在卡盘50上所处的位置，卡盘50随套轴30旋转，压辊轴杆55随卡盘50的转动作回转运动，用压辊54对钢管管壁9′进行滚压成形。

7、根据权力要求5、6所述的设备，其特征是：使套轴30转动的动力传动装置是由齿轮33，齿条34，   油缸35，固定架37构成，液压缸35是两端输出轴   结构，液压油缸35用其轴杆36的两端通过固定架体30与悬壁21固定联接，齿条34固定安装在液压油缸35的缸体上，其随液压油缸35的缸体一起在轴杆36上    运动，齿条34与固定安装在套轴30上的齿轮33啮合，带动齿轮33及套轴30作往复转动。

8、根据权力要求5、6所述的设备，其特征是一使套轴30转动的动力传动装置是由固定安装在套轴30   的蜗轮70，安装在悬壁21        的蜗杆71和电机72构成。

9、根据权力要求5、6所述的设备，其特征是一使套轴30转动的动力传动装置是由固定安装在套轴30和     上的由电机驱动的齿轮减速机构构成。

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