CN101176964A - 制造车辆冲击吸收器的方法 - Google Patents
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Abstract
一种制造车辆冲击吸收器的方法,包括:第一工序(B),用于通过在金属板(2)上执行轧制成形制造具有恒定横截面构造的成形体(3);和第二工序(D),用于在执行第一工序(B)之后,通过在成形体(3)上执行感应淬火处理和弯曲成形制造冲击吸收器(1)。
Description
技术领域
本发明总体上涉及一种制造车辆冲击吸收器的方法。
背景技术
在车辆冲击吸收器的相关制造方法中,例如,公知一种在JP2846983B中描述的方法。根据JP2846983B中描述的制造方法,通过轧制和成形具有450Mpa或更高抗拉强度和厚度小于2.54mm的高抗拉强度钢板使成形体沿其纵向具有恒定的横截面构造,然后通过弯曲该成形体使该本体形成为沿其纵向(沿垂直于本体的横截面的方向)具有恒定曲率半径的弧形(扫掠成形(sweep forming)),来制造用作冲击吸收器的保险杠加强件。在此,以横截面图示的保险杠加强件(成形体)分别在前壁和后壁上包括凹口。JP2846983B还披露了凹口用作滚子接合部,该滚子接合部构造成与在成形体的弯曲和成形期间向前推进成形体的滚子接合。
从可成形性和成本的观点,高抗拉强度钢板经受轧制成形工序的极限抗拉强度为大约980Mpa。在JP2846983B中,高抗拉强度钢板需要制造得较厚以满足保险杠加强件所需的强度,这增加了保险杠加强件1的厚度,从而使其重量增加。
因此需要一种制造车辆冲击吸收器的方法,该方法可制造出满足所需强度同时重量轻的车辆冲击吸收器。
发明内容
根据上文,制造车辆冲击吸收器的方法包括:第一工序,用于通过在金属板上执行轧制成形制造具有恒定横截面构造的成形体;和第二工序,用于在执行第一工序之后,通过在成形体上执行感应淬火处理和弯曲成形制造冲击吸收器。另外,根据本发明,第二工序包括:淬火工序,用于在成形体上执行感应淬火处理;和弯曲工序,用于在淬火工序之后,在成形体上执行弯曲成形。此外,根据本发明,在弯曲工序中,在成形体的在淬火工序中执行淬火处理的部分处执行弯曲成形。
根据本发明,已证实,通过在第一工序中轧制成形具有大约400Mpa的相对低的抗拉强度的金属板以制造成形体,然后在第二工序中在该成形体上执行感应淬火处理制造冲击吸收器,将车辆冲击吸收器的抗拉强度增加到大约1500Mpa。因此,制造出具有较小厚度、即较小重量的车辆冲击吸收器,同时,减轻了金属板涉及轧制成形的抗拉强度(可成形性)方面的限制。另外,在第二工序中,成形体在淬火工序中在感应淬火处理期间被加热并软化,由此在弯曲工序中沿其纵向方向(沿垂直于其横截面的方向)被平滑地弯曲并成形。
根据本发明,在成形体上执行弯曲成形使得车辆冲击吸收器包括位于其中部并沿其纵向方向线性延伸的直线部。
根据本发明,车辆冲击吸收器包括位于其中部并沿其纵向方向线性延伸的直线部。因此,当载荷沿冲击吸收器的厚度方向(即,从车辆的正向)施加到车辆冲击吸收器(直线部)上时,载荷均匀地分布在直线部上,从而抑制冲击吸收器在载荷集中点处弯曲成两部分(弯曲成大致V形)。并因此以较小的厚度、即较小的重量制造出满足所需强度的车辆冲击吸收器。
附图说明
图1是示出根据本发明实施方式的保险杠加强件的立体图。
图2是示出保险杠加强件的横截面图。
图3是示出根据本发明实施方式的制造设备的侧视图。
图4A是示出制造期间的成形体的横截面图。
图4B是示出制造期间的成形体的横截面图。
图4C是示出制造期间的成形体的横截面图。
图4D是示出制造期间的成形体的横截面图。
图5A是示出现有技术的作用方式的平面图。
图5B是示出本发明的作用方式的平面图。
图6是示出变形与载荷之间相互关系的图表。
具体实施方式
图1和2是分别示出通过本发明的车辆冲击吸收器制造方法制造的保险杠加强件1的立体图和横截面图。保险杠加强件1适用于安装到车辆前部的保险杠装置,用于吸收主要从车辆前面施加的冲击。
如图1和2所示,保险杠加强件1由带形高抗拉强度钢板制成并制成长的中空结构。保险杠加强件1包括:前壁11,其用作从车辆前部施加的载荷的接收表面;一对后壁12、13,其彼此沿竖向布置在车辆的安装表面上,并分别与前壁11平行相对;一对上壁14、15,其连接上后壁12和前壁11;以及一对下壁16、17,其连接下后壁13和前壁11,因此,保险杠加强件1沿其纵向具有类似字母B的恒定的横截面构造。
前壁11的高度设定成大于后壁12、13的组合高度。保险杠加强件1包括介于上壁15与下壁16之间的连接壁18,该连接壁18连接上壁15和下壁16并接触前壁11。上壁15、下壁16和连接壁18从而形成向后开口并具有U形横截面的凹部S。保险杠加强件1以如下方式形成:在前壁11接触连接壁18的中心处结合金属板件的两端,前壁11焊接到连接壁18。因此,保险杠加强件1的横截面是连续线。
由前壁11、后壁12和上壁14与15形成的上封闭区域具有方形横截面。类似地,由前壁11、后壁13和下壁16与17形成的下封闭区域具有方形横截面。竖直布置的方形封闭区域沿竖直方向彼此分开等于连接壁18的高度的距离。
如图1所示,保险杠加强件1沿其纵向在两端分别包括弯曲部1a、1a,并且保险杠加强件1的两端在弯曲部1a、1a处沿车辆的纵向向后倾斜,以匹配车辆前部的形状。保险杠加强件1包括直线部1b,该直线部1b位于保险杠加强件1的中部并且沿保险杠加强件1的纵向线性延伸,即在弯曲部1a、1a之间延伸。也就是说,保险杠加强件1在两个部分弯曲。保险杠加强件1包括用于将保险杠加强件1安装到车身的安装孔1c、1c。
以下将描述制造保险杠加强件1的方法。
图3是示意性示出根据本实施方式的保险杠加强件1的制造方法使用的制造设备20的侧视图。如图3所示,制造设备20包括:开卷机21,其缠绕有由高抗拉强度钢板制成的金属板2;穿孔机22;轧制成形机24,其安装在支撑件23上;激光焊机25;感应淬火和弯曲成形机26以及切割机27。用于制造保险杠加强件1的方法包括:由穿孔机22执行的冲压(穿孔)工序A;用作第一工序B并由轧制成形机24执行的轧制(横截面成形)工序B;由激光焊机25执行的焊接(横截面成形)工序C;用作第二工序并由感应淬火和弯曲成形机26执行的感应淬火和弯曲工序D;以及由切割机27执行的切割工序E。
穿孔机22在从开卷机21供应的金属板2上形成对应于安装孔1c、1c的孔。轧制成形机24包括多个滚子单元31,每个滚子单元31具有彼此沿竖向布置的一对滚子31a和31b,滚子单元31水平对齐。如图4A、4B、4C和4D所示,当金属板2从穿孔机22推进通过该对滚子31a和31b时,金属板2沿其宽度方向被逐渐压折。如图4D所示,金属板2由此形成沿其纵向具有恒定横截面构造的成形体3,该横截面构造对应于保险杠加强件1的横截面构造。成形体3包括向上开口并对应于保险杠加强件1的凹部S的成形部2c。成形体3还包括沿金属板2的宽度方向的端部2a、2b,所述端部2a、2b对接并结合在一起,并且接触对应于保险杠加强件1的连接壁18的成形部2d。
激光焊机25包括向上发射激光的焊嘴32,从轧制成形机24供应的成形体3的匹配端2a、2b通过该激光焊机25对接焊接到成形部2d。因此,成形体3设置有封闭的横截面。
感应淬火和弯曲成形机26包括高频环41、和可沿三个方向移动的三个弯曲滚子42、43和44。在感应淬火和弯曲成形机26上,从激光焊机25供应的成形体3由高频环41发射的高频波执行感应淬火处理(淬火工序D1)。然后,成形体3在弯曲滚子42、44与弯曲滚子43之间向前移动,并因此使成形体3在淬火工序中执行淬火的部分——更具体而言在对应于弯曲部1a、1a的部分产生弯曲(弯曲工序D2)(参考图1)。此时,在感应淬火处理期间加热并软化成形体3,从而成形体3沿其纵向方向平滑地弯曲并成形。成形体3的抗拉强度急剧升高,例如从感应淬火处理之前的大约400Mpa升高到处理之后的大约1500Mpa。
切割机27利用刀片45将感应淬火和弯曲成形机26供应的成形体3切断成沿其纵向具有预定长度的单个保险杠加强件1。
由此完成从金属板2制造保险杠加强件1的制造工序。总而言之,通过使缠绕在开卷机21上的金属板2推进通过制造设备20来连续制造多个保险杠加强件1。
接下来,将根据图5和6描述在两个部分弯曲的保险杠加强件1的功能。
图5A是示出根据现有技术的保险杠加强件91的平面图,该保险杠加强件91弯曲并形成具有恒定曲率半径的弧形。图5B是示出根据本发明的保险杠加强件1的平面图,该保险杠加强件1在两个部分弯曲。这些保险杠加强件1和91包括相同的横截面构造。如图5A所示,当载荷在车辆碰撞等时施加到保险杠加强件91时,保险杠加强件91因为载荷集中在一点而可能断裂。另一方面,因为在车辆碰撞等时施加到保险杠加强件1的载荷均衡分布(均匀分布)在直线部1b上,所以根据本发明的保险杠加强件1不太可能断裂。
图6是示出分别施加到保险杠加强件1和91的载荷与对应的变形之间的相互关系的图表。如从图6明显确认地那样,与由虚线表示的集中在保险杠加强件91一点的载荷施加相比,由实线表示的施加到保险杠加强件1的均布载荷具有较小的变形。
根据本实施方式,获得以下优点。(1)根据本实施方式,具有相对低的强度、例如400Mpa抗拉强度的金属板2在轧制工序B中简单地轧制形成为成形体3。之后,通过在感应淬火和弯曲工序D中经受感应淬火处理,成形体3被制成保险杠加强件1,因此将保险杠加强件1的抗拉强度提高到大约1500Mpa。从而,制造出满足所需强度并具有较小厚度、即较小重量的保险杠加强件1。同时,减轻了轧制成形涉及的抗拉强度(可成形性)方面的限制。在感应淬火和弯曲工序D中,成形体3被加热并软化从而沿其纵向平滑地弯曲并成形。
(2)根据本实施方式,保险杠加强件1包括位于其中部并沿其纵向方向线性延伸的直线部1b。因此,当载荷沿保险杠加强件1的厚度方向(即,从车辆的正向)施加到保险杠加强件1(直线部1b)时,载荷均匀分布在直线部1b上,从而抑制保险杠加强件1在载荷集中点处弯曲成两部分(弯曲成大致V形)。并因此以较小的厚度、即较小的重量制造出满足所需强度的车辆冲击吸收器。
(3)根据本实施方式,成形体3(保险杠加强件1)沿其纵向方向包括竖向布置的两个恒定的方形横截面构造,这对于有效地增加关于横截面构造重心的几何惯性矩和截面模量、即截面强度是理想的。从而将保险杠加强件1制造成在满足所需强度的同时具有较小的厚度,即较小的重量。换句话说,与根据现有技术的保险杠加强件91——其由对凹口和角部倒角而成的倾斜壁形成恒定的横截面构造——的截面强度相比,保险杠加强件1具有改善的截面强度。
此外,成形体3(保险杠加强加1)沿其纵向方向包括竖向布置的两个恒定的方形横截面构造,与较大的横截面相比这会产生较小的变形,从而防止了局部变形。
(4)根据本实施方式,感应淬火和弯曲工序D使得成形体3能够通过利用可沿三个方向运动的弯曲滚子42、43和44以多个自由度弯曲和成形,并因此增加了设计的灵活性并增强了对美学设计的支持。
上述实施方式可变型如下:在轧制工序B中形成的成形体3(保险杠加强件1)的横截面构造是一个示例。成形体3并非必须包括沿纵向方向的恒定方形横截面构造或者封闭的横截面构造。
在感应淬火和弯曲工序D中,成形体3可被弯曲并成形为沿其纵向方向具有恒定曲率半径的保险杠加强件或者在四个部分弯曲的保险杠加强件。
保险杠加强件1可适用于安装到车辆后部的车辆保险杠装置。车辆冲击吸收器可以是安装到车辆侧部的车门加强构件(所谓的门梁)。
Claims (5)
1.一种制造车辆冲击吸收器的方法,包括:
第一工序(B),用于通过在金属板(2)上执行轧制成形来制造具有恒定横截面构造的成形体(3);和
第二工序(D),用于在执行所述第一工序(B)之后,通过在所述成形体(3)上执行感应淬火处理和弯曲成形来制造冲击吸收器(1)。
2.根据权利要求1所述的制造车辆冲击吸收器的方法,其中所述第二工序(D)包括:
淬火工序(D1),用于在所述成形体(3)上执行感应淬火处理;和
弯曲工序(D2),用于在所述淬火工序(D1)之后,在所述成形体(3)上执行弯曲成形。
3.根据权利要求2所述的制造车辆冲击吸收器的方法,其中在所述弯曲工序(D2)中,在所述成形体(3)的于所述淬火工序(D1)中执行淬火处理的部分处执行弯曲成形。
4.根据权利要求1所述的制造车辆冲击吸收器的方法,其中在所述成形体(3)上执行弯曲成形,使得所述冲击吸收器(1)包括位于其中部并沿其纵向方向线性延伸的直线部(1b)。
5.根据权利要求2所述的制造车辆冲击吸收器的方法,其中借助于弯曲成形在所述成形体(3)上执行弯曲成形,使得所述冲击吸收器(1)包括位于其中部并沿其纵向方向线性延伸的直线部(1b)。
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