CN116618973A - 一种利用钢板成型汽车桥壳的成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用钢板成型汽车桥壳的成型方法，该成型方法包括选料、将钢板原料放入预成型模具中，经预成型模具进行拉伸形变成为桥壳预制板坯、把桥壳预制板坯放入桥壳管坯模具中，通过桥壳管坯模具进行有序挤压使其形变为桥壳管坯、把桥壳管坯放入自动焊接设备上，自动焊接设备将桥壳管坯中部轴向直缝焊接填充，得到异形桥壳管坯、将焊接好的异形桥壳管坯放入若干个工位缩管模具中，由若干个工位缩管模具对异形桥壳管坯的两端进行若干次有序挤压，使异形桥壳管坯的两端逐步形变为桥壳轴头，以形成汽车桥壳产品。本发明的成型方法可以将钢板原料可以一体成型汽车桥壳，使得汽车桥壳的整体精度更高。

Description

一种利用钢板成型汽车桥壳的成型方法

技术领域

本发明涉及汽车桥壳技术领域，具体涉及一种利用钢板成型汽车桥壳的成型方法

背景技术

汽车车桥作为承载式车辆的主要配件，兼顾着车辆载重，动力传输与行驶安全的重要作用，而桥壳作为汽车车桥的结构载重主体，桥壳的自身品质也决定了汽车车桥的性能优劣。

目前车桥桥壳大致分为三类，即多段拼焊式，三段拼焊式，整体铸造式。其中，多段拼焊式与三段拼焊式桥壳都是采用拼焊连接工艺方式，存在焊接部件多，又会造成产品焊接面积较大，产生大量焊接变形，还会出现不同程度的焊接质量问题，如漏油、焊接不牢、漏焊、焊接不牢、整体变形较大等不可避免的品质问题，市场反馈较差等问题。还有，拼焊工艺因其为拼焊组合式，导致制成的成型桥壳管坯一般承载能力较差，造成整体承载力有限。

现有的整体铸造式桥壳虽然可以解决拼焊式的诸多品质问题，但是现有的铸造式桥壳因工艺限制，存在造成整体造价较高，而且生产污染较大、成本投入高等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术所存在的缺陷，提供一种利用钢板成型汽车桥壳、性价高、钢板类冲压成型、整体造价低、可以一体成型汽车桥壳、不仅整体精度高、而且很好的解决了整体强度及漏油等质量缺陷、大大地提升了汽车桥壳承载性能的成型方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种利用钢板成型汽车桥壳的成型方法，所述成型方法包括以下步骤：

步骤1)选料：选取长度L1，宽度L2，厚度为H的钢板原料；

步骤2)桥壳预制板坯的预成型：将钢板原料放入预成型模具中，经预成型模具进行拉伸形变成为桥壳预制板坯；

步骤3)桥壳管坯的成型：把步骤2)成型所得到的桥壳预制板坯放入桥壳管坯模具中，通过桥壳管坯模具进行有序挤压使其形变为桥壳管坯；

步骤4)异形桥壳管坯的成型：再把步骤3)成型所得到的桥壳管坯放入自动焊接设备上，自动焊接设备将桥壳管坯中部轴向直缝焊接填充，得到异形桥壳管坯；

步骤5)汽车桥壳的成型：将步骤4)焊接好的异形桥壳管坯放入若干个工位缩管模具中，由若干个工位缩管模具对异形桥壳管坯的两端进行若干次有序挤压，使异形桥壳管坯的两端逐步形变为桥壳轴头，以形成汽车桥壳产品。

进一步地，在步骤2)中，预成型模具的上模安装有上模浮动压料板，预成型模具的下模安装有下模浮动压料板，预成型模具的下模下方设有升降结构和下模基座，升降结构安装在下模基座内，下模通过升降结构安装在一下模基座上，在下模基座上安装有下模拉伸凸模，下模拉伸凸模嵌入于下模中并与上模浮动压料板相对，上模浮动压料板具有与下模拉伸凸模上下相对的凹模结构，将钢板原料放入预成型模具的下模上，由液压机带动预成型模具的上模向下运动，实现上、下模的合模运动，上模与下模合模时，下模拉伸凸模顶入上模浮动压料板的凹模结构中，对钢板原料进行拉伸形变，成型为桥壳预制板坯，凹模结构为桥壳后盖鼓包的仿形凹模，使钢板原料拉伸成型的桥壳预制板坯的中部为桥壳后盖鼓包。

进一步地，在步骤3)中，桥壳管坯模具由成型镶块、成型腔、上成型凸模组成，在成型腔的两端分别沿纵向设置有左内芯棒、右内芯棒，右内芯棒和左内芯棒分别连接有第一推棒结构和第二推棒结构，在成型腔的两侧分别沿横向设置有挤压块，两侧的挤压块分别连接有第一挤压驱动结构和第二挤压驱动结构，将用于制作桥壳管坯的桥壳预制板坯以纵向的姿态并沿着成型腔的纵向方位放入成型腔内，由液压机驱动上成型凸模向下运动，进行合模压制动作；合模动作完成后，通过液压机驱动上成型凸模向上运动进行开模，成型得到初成型管坯，其两侧朝上凸伸，再将成型镶块放入初成型管坯的中间型腔内，由第一推棒结构和第二推棒结构分别带动右内芯棒及左内芯棒往中间移动，并沿轴向同步***初成型管坯的两边型腔内，其后由第一挤压驱动结构及第二挤压驱动结构同步驱动两边的挤压块对模具内的初成型管坯进行双向且向内挤压，使初成型管坯两侧朝上凸伸的部位朝中间弯折，包住初成型管坯的两边型腔，最后将成型镶块从桥壳内部取出以得到桥壳管坯。

进一步地，在步骤4)中，自动焊接设备包括焊接工作台、两组定位结构、焊接机械手组成，两组定位结构相互间隔地安装在焊接工作台上，将步骤3)成型所得到的桥壳管坯放在自动焊接设备的焊接工作台上，由两组定位结构对桥壳管坯放进行夹紧定位，由焊接机械手对桥壳管坯的中部轴向开口直缝焊接填充，形成异形桥壳管坯。

进一步地，在步骤5)中，每个工位缩管模具内部安装有修正内芯，每个工位缩管模具与每个工位缩管模具之间相互间隔分布，将异形桥壳管坯的两端分别***每个工位缩管模具中，通过每个工位缩管模具依次对异形桥壳管坯两端进行逐步挤压缩径，最终使异形桥壳管坯的两端形成有桥壳圆形阶梯式轴头，再将其从缩管模具中取出以得到汽车桥壳产品。

进一步地，在步骤5)中，形成汽车桥壳产品的中部为装配平台及圆形开口，两端为桥壳圆形阶梯式轴头，后盖凸起呈鼓包状。

进一步地，每组定位结构均由伸缩气缸、两块定位夹具、定位座，定位座安装在焊接平台上，两块定位夹具对称地安装在定位座上，两块定位夹具之间所形成的空隙，以便桥壳管坯放入，所述伸缩气缸安装在定位座的前侧，所述伸缩气缸的活塞杆穿过定位座与其中一块定位夹具相连，通过伸缩气缸的活塞杆进行伸缩，伸缩气缸的活塞杆会带动与其相连的那块定位夹具进行移动，从而来调整两块定位夹具之间的间隙距离。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的成型方法包括选料、将钢板原料放入预成型模具中，经预成型模具进行拉伸形变成为桥壳预制板坯、把桥壳预制板坯放入桥壳管坯模具中，通过桥壳管坯模具进行有序挤压使其形变为桥壳管坯、把桥壳管坯放入自动焊接设备上，自动焊接设备将桥壳管坯中部轴向直缝焊接填充，得到异形桥壳管坯、将焊接好的异形桥壳管坯放入若干个工位缩管模具中，由若干个工位缩管模具对异形桥壳管坯的两端进行若干次有序挤压，使异形桥壳管坯的两端逐步形变为桥壳轴头，以形成汽车桥壳产品。采用本发明的成型方法可以将钢板原料形变为一体成型汽车桥壳，一体成型所得到的汽车桥壳产品结构，不仅整体精度高，还可以避免组合误差，整体精度更高，成型工艺步骤也比较简化，可以有效提升生产效率，大幅度降低生产成本，本发明的成型方法只需一道焊缝即可，成型产品外观更简洁美观，可以有效减小焊接面积，大幅度减少焊接质量问题，且汽车桥壳一体化成型，可以使得汽车桥壳整体结构抗载能力更强，大大地提升了汽车桥壳承载性能，可有效覆盖所有桥壳种类，有力推动行业桥壳标准化一致化进展。

附图说明

图1为本发明利用钢板成型汽车桥壳的成型流程图。

图2为本发明钢板原料的结构示意图。

图3为本发明预成型模具的结构示意图。

图4为本发明钢板原料形变为桥壳预制板坯的成型过程示意图。

图5为本发明桥壳预制板坯的结构示意图。

图6为本发明桥壳管坯模具的结构示意图。

图7为本发明桥壳预制板坯经桥壳管坯模具成型为桥壳管坯的成型过程示意图。

图8为本发明桥壳预制板坯成型为桥壳管坯的变化过程示意图。

图9为本发明桥壳管坯经自动焊接设备形变为异形桥壳管坯的成型过程示意图。

图10为本发明异形桥壳管坯经缩管模具形变为汽车桥壳产品的成型过程示意图。

图中：预成型模具1、上模11、上模浮动压料板12、下模13、下模浮动压料板14、升降结构15、下顶滑动板151、下顶油缸152、下模基座16、下模拉伸凸模17、上模弹簧导柱组18、下模弹簧导柱组19、下模导向块120、拉伸导柱121、钢板原料2、桥壳预制板坯3、桥壳管坯模具4、成型镶块41、成型腔42、上成型凸模43、左内芯棒44、右内芯棒45、第一推棒结构46、第二推棒结构47、挤压块48、第一挤压驱动结构49、第二挤压驱动结构410、桥壳管坯5、初成型管坯51、自动焊接设备6、焊接工作台61、定位结构62、定位夹具621、定位座622、伸缩气缸623、焊接机械手63、异形桥壳管坯7、缩管模具8、桥壳轴头9、汽车桥壳产品10、后盖101。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。

如图1所示，本发明提供了一种利用钢板成型汽车桥壳的成型方法，该成型方法包括以下步骤：

步骤1)选料：选取长度L1，宽度L2，厚度为H的钢板原料2；

步骤2)桥壳预制板坯3的预成型：将钢板原料2放入预成型模具1中，经预成型模具1进行拉伸形变成为桥壳预制板坯3；

步骤3)桥壳管坯5的成型：把步骤2)成型所得到的桥壳预制板坯3放入桥壳管坯模具4中，通过桥壳管坯模具4进行有序挤压使其形变为桥壳管坯5；

步骤4)异形桥壳管坯7的成型：再把步骤3)成型所得到的桥壳管坯5放入自动焊接设备6上，自动焊接设备6将桥壳管坯5中部轴向直缝焊接填充，得到异形桥壳管坯7；

步骤5)汽车桥壳的成型：将步骤4)焊接好的异形桥壳管坯7放入若干个工位缩管模具8中，由若干个工位缩管模具8对异形桥壳管坯7的两端进行若干次有序挤压，使异形桥壳管坯7的两端逐步形变为桥壳轴头9，以形成汽车桥壳产品10。

如图2-图3所示，本发明具体实现时，关于步骤2)桥壳预制板坯3的成型包括：预成型模具1的上模11安装有上模浮动压料板12，预成型模具1的下模13安装有下模浮动压料板14，当上模浮动压料板12受到下模13的压力作用后，上模浮动压料板12可以朝上缩进，下模浮动压料板14受到上模11的压力作用后，下模浮动压料板14可以朝下缩进，预成型模具1的下模13下方设有升降结构15和下模基座16，升降结构15安装在下模基座16内，下模13通过升降结构15安装在一下模基座16上，在下模基座16上安装有下模拉伸凸模17，下模13拉伸凸模17嵌入于下模13中并与上模浮动压料板12相对，上模浮动压料板12具有与下模拉伸凸模17上下相对的凹模结构，将钢板原料2放入预成型模具1的下模13上，由液压机带动预成型模具1的上模11向下运动，实现上模11、下模13的合模运动，上模11与下模13合模时，下模拉伸凸模17顶入上模浮动压料板12的凹模结构中，对钢板原料2进行拉伸形变，成型为桥壳预制板坯3，凹模结构为桥壳后盖101鼓包的仿形凹模，使钢板原料2拉伸成型的桥壳预制板坯3的中部为桥壳后盖101鼓包。

本发明的上模浮动压料板12通过若干上模弹簧导柱组18安装在上模11，形成可以上下浮动的结构，下模浮动压料板14通过若干下模弹簧导柱组19安装在下模13中，形成可以上下浮动的结构，从而保证上模浮动压料板12和下模浮动压料板14足够的压料压力，更好地压制钢板原料2。

在下模13上靠近边缘的位置设置有若干下模导向块120，下模浮动压料板14活动架设在各下模导向块120上，下模导向块120起活动导向作用，使下模浮动压料板14上下活动时更为平稳；下模导向块120的顶面与下模浮动压料板14之间形成有活动间隙，使下模浮动压料板14能相对下模导向块120运动。

预成型模具1的升降结构15由下顶滑动板151和下顶油缸152组成，下顶滑动板151与下顶油缸152的伸缩杆相连形成可上下活动的结构，下模13与下顶滑动板151连接固定，在下顶滑动板151上安装有若干根拉伸导柱121，每根拉伸导柱121的上部穿出于下模基座16的上端，下模13固定在拉伸导柱121的顶端。

本发明通过上模11向下压缩下模浮动压料板14，还可以对钢板原料2进行切边操作，关于钢材原料的切边过程包括：液压机带动预成型模具1的上模11向下运动，待上模11下行至贴合钢板原料2时，由于上模11压力持续下压下模13，上模浮动压料板12受到下模13的压力作用后，开始向上回缩，同时，下模浮动压料板14在压力作用下开始向下回缩，此时，上模11因为上模浮动压料板12向上回缩形成凹模刃口，下模13因为下模浮动压料板14向下回缩形成凸模刃口，钢板原料2在凹模刃口和凸模刃口持续闭合压制下，逐步完成仿形切料动作，将落料板边切掉形成所需形状板材。

如图4-5所示，关于本发明桥壳预制板坯3的成型过程还包括：液压机再带动上模11持续下压下模13，带动下模13上的拉伸导柱121压制下顶滑动板151与下顶油缸152向下运动直至上模11与下模13、合模，切边后的钢板原料2在下模拉伸凸模17的作用下完成桥壳后盖101鼓包仿形拉伸，成型得到桥壳预制板坯3。在液压机的控制下，上模11向上抬起回程至合适位置，然后由下顶油缸152开始带动下顶滑动板151向上推动下模拉伸导柱121及下模13与桥壳预制板坯3向上运动，待运动至合适位置停止，完成退料动作，取出桥壳预制板坯3，完成桥壳预制板坯3的成型制造。

本发明所提供的桥壳预制板坯3成型工艺，可以实现钢板原料2拉伸与切边一次性成型，不仅使得精度更高，加工效率也得到大幅提升，可以适用于不同厚度钢板原料2的模具成型，拉伸与切边均由同一个预成型模具1完成，不需要更换预成型模具1，无需转运产品，使得成型操作更为方便，预成型模具1成本更低。

如图6-8所示，本发明具体实现时，关于在步骤3)中桥壳管坯5的成型过程还包括：桥壳管坯模具4由成型镶块41、成型腔42、上成型凸模43组成，在成型腔42的两端分别沿纵向设置有左内芯棒44、右内芯棒45，右内芯棒45和左内芯棒44分别连接有第一推棒结构46和第二推棒结构47，在成型腔42的两侧分别沿横向设置有挤压块48，两侧的挤压块48分别连接有第一挤压驱动结构49和第二挤压驱动结构410，将用于制作桥壳管坯5的桥壳预制板坯3以纵向的姿态并沿着成型腔42的纵向方位放入成型腔42内，由液压机驱动上成型凸模43向下运动，进行合模压制动作；合模动作完成后，通过液压机驱动上成型凸模43向上运动进行开模，得到初成型管坯51，其两侧朝上凸伸，再将成型镶块41放入初成型管坯51的中间型腔内，由第一推棒结构46和第二推棒结构47分别带动右内芯棒45及左内芯棒44往中间移动，并沿轴向同步***初成型管坯51的两边型腔内，其后由第一挤压驱动结构49及第二挤压驱动结构410同步驱动两边的挤压块48对模具内的初成型管坯51进行双向且向内挤压，使初成型管坯51两侧朝上凸伸的部位朝中间弯折，包住初成型管坯51的两边型腔，最后将成型镶块41从桥壳内部取出以得到桥壳管坯5。

如图9所示，本发明具体实现时，在步骤4)中，自动焊接设备6包括焊接工作台61、两组定位结构62、焊接机械手63组成，两组定位结构62相互间隔地安装在焊接工作台61上，将步骤3)成型所得到的桥壳管坯5放在自动焊接设备6的焊接工作台61上，由两组定位结构62对桥壳管坯5放进行夹紧定位，由焊接机械手63对桥壳管坯5的中部轴向开口直缝焊接填充，形成异形桥壳管坯7。具体实现时，每组定位结构62均由伸缩气缸623、两块定位夹具621、定位座622，定位座622安装在焊接平台上，两块定位夹具621对称地安装在定位座622上，两块定位夹具621之间所形成的空隙，以便桥壳管坯5放入，所述伸缩气缸623安装在定位座622的前侧，伸缩气缸623的活塞杆穿过定位座622与其中一块定位夹具621相连，通过伸缩气缸623的活塞杆进行伸缩，伸缩气缸623的活塞杆会带动与其相连的那块定位夹具621进行移动，从而来调整两块定位夹具621之间的间隙距离。

如图10所示，本发明具体实现时，每个工位缩管模具8内部安装有修正内芯，每个工位缩管模具8与每个工位缩管模具8之间相互间隔分布，将异形桥壳管坯7的两端分别***每个工位缩管模具8中，通过每个工位缩管模具8依次对异形桥壳管坯7两端进行逐步挤压缩径，最终使异形桥壳管坯7的两端形成有桥壳圆形阶梯式轴头，再将其从缩管模具8中取出以得到汽车桥壳产品10，具体实现时，所形成汽车桥壳产品10的中部为装配平台及圆形开口，两端为桥壳圆形阶梯式轴头，后盖101凸起呈鼓包状。

以上已将本发明做一详细说明，以上，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本申请实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (7)

1.一种利用钢板成型汽车桥壳的成型方法，其特征在于：所述成型方法包括以下步骤：

步骤1)选料：选取长度L1，宽度L2，厚度为H的钢板原料；

步骤2)桥壳预制板坯的预成型：将钢板原料放入预成型模具中，经预成型模具进行拉伸形变成为桥壳预制板坯；

步骤3)桥壳管坯的成型：把步骤2)成型所得到的桥壳预制板坯放入桥壳管坯模具中，通过桥壳管坯模具进行有序挤压使其形变为桥壳管坯；

步骤4)异形桥壳管坯的成型：再把步骤3)成型所得到的桥壳管坯放入自动焊接设备上，自动焊接设备将桥壳管坯中部轴向直缝焊接填充，得到异形桥壳管坯；

步骤5)汽车桥壳的成型：将步骤4)焊接好的异形桥壳管坯放入若干个工位缩管模具中，由若干个工位缩管模具对异形桥壳管坯的两端进行若干次有序挤压，使异形桥壳管坯的两端逐步形变为桥壳轴头，以形成汽车桥壳产品。

2.根据权利要求1所述的利用钢板成型汽车桥壳的成型方法，其特征在于：在步骤2)中，预成型模具的上模安装有上模浮动压料板，预成型模具的下模安装有下模浮动压料板，预成型模具的下模下方设有升降结构和下模基座，升降结构安装在下模基座内，下模通过升降结构安装在一下模基座上，在下模基座上安装有下模拉伸凸模，下模拉伸凸模嵌入于下模中并与上模浮动压料板相对，上模浮动压料板具有与下模拉伸凸模上下相对的凹模结构，将钢板原料放入预成型模具的下模上，由液压机带动预成型模具的上模向下运动，实现上、下模的合模运动，上模与下模合模时，下模拉伸凸模顶入上模浮动压料板的凹模结构中，对钢板原料进行拉伸形变，成型为桥壳预制板坯，凹模结构为桥壳后盖鼓包的仿形凹模，使钢板原料拉伸成型的桥壳预制板坯的中部为桥壳后盖鼓包。

3.根据权利要求1所述的利用钢板成型汽车桥壳的成型方法，其特征在于：在步骤3)中，桥壳管坯模具由成型镶块、成型腔、上成型凸模组成，在成型腔的两端分别沿纵向设置有左内芯棒、右内芯棒，右内芯棒和左内芯棒分别连接有第一推棒结构和第二推棒结构，在成型腔的两侧分别沿横向设置有挤压块，两侧的挤压块分别连接有第一挤压驱动结构和第二挤压驱动结构，将用于制作桥壳管坯的桥壳预制板坯以纵向的姿态并沿着成型腔的纵向方位放入成型腔内，由液压机驱动上成型凸模向下运动，进行合模压制动作；合模动作完成后，通过液压机驱动上成型凸模向上运动进行开模，成型得到初成型管坯，其两侧朝上凸伸，再将成型镶块放入初成型管坯的中间型腔内，由第一推棒结构和第二推棒结构分别带动右内芯棒及左内芯棒往中间移动，并沿轴向同步***初成型管坯的两边型腔内，其后由第一挤压驱动结构及第二挤压驱动结构同步驱动两边的挤压块对模具内的初成型管坯进行双向且向内挤压，使初成型管坯两侧朝上凸伸的部位朝中间弯折，包住初成型管坯的两边型腔，最后将成型镶块从桥壳内部取出以得到桥壳管坯。

4.根据权利要求1所述的利用钢板成型汽车桥壳的成型方法，其特征在于：在步骤4)中，自动焊接设备包括焊接工作台、两组定位结构、焊接机械手组成，两组定位结构相互间隔地安装在焊接工作台上，将步骤3)成型所得到的桥壳管坯放在自动焊接设备的焊接工作台上，由两组定位结构对桥壳管坯放进行夹紧定位，由焊接机械手对桥壳管坯的中部轴向开口直缝焊接填充，形成异形桥壳管坯。

5.根据权利要求1所述的利用钢板成型汽车桥壳的成型方法，其特征在于：在步骤5)中，每个工位缩管模具内部安装有修正内芯，每个工位缩管模具与每个工位缩管模具之间相互间隔分布，将异形桥壳管坯的两端分别***每个工位缩管模具中，通过每个工位缩管模具依次对异形桥壳管坯两端进行逐步挤压缩径，最终使异形桥壳管坯的两端形成有桥壳圆形阶梯式轴头，再将其从缩管模具中取出以得到汽车桥壳产品。

6.根据权利要求1所述的利用钢板成型汽车桥壳的成型方法，其特征在于：在步骤5)中，形成汽车桥壳产品的中部为装配平台及圆形开口，两端为桥壳圆形阶梯式轴头，后盖凸起呈鼓包状。

7.根据权利要求4所述的利用钢板成型汽车桥壳的成型方法，其特征在于：每组定位结构均由伸缩气缸、两块定位夹具、定位座，定位座安装在焊接平台上，两块定位夹具对称地安装在定位座上，两块定位夹具之间所形成的空隙，以便桥壳管坯放入，所述伸缩气缸安装在定位座的前侧，所述伸缩气缸的活塞杆穿过定位座与其中一块定位夹具相连，通过伸缩气缸的活塞杆进行伸缩，伸缩气缸的活塞杆会带动与其相连的那块定位夹具进行移动，从而来调整两块定位夹具之间的间隙距离。