CN101254514A

CN101254514A - 汽车桥壳半壳体成形方法及专用成形模具

Info

Publication number: CN101254514A
Application number: CNA2007100776690A
Authority: CN
Inventors: 尚德娥; 谢朝顺; 李明; 同治军
Original assignee: GUIZHOU AEROSPACE HONGGUANG MACHINERY MANUFACTURING Co Ltd
Current assignee: GUIZHOU AEROSPACE HONGGUANG MACHINERY MANUFACTURING Co Ltd
Priority date: 2007-03-01
Filing date: 2007-03-01
Publication date: 2008-09-03

Abstract

本发明公开了一种汽车桥壳半壳体成形方法及专用成形模具，其方法是选用钢板直接在成形模上冷弯成形，其成形模具由上模座、凸模组件，凹模组件，凹模腔板、下模座组成，其中凹模组件包括两端凹模与中间凹模，两端凹模与下模座固定连接，中间凹模可上下活动，中间凹模的下端设有顶料杆，经选取、放样、下料的半壳体毛坯置于该专用成形模上直接压制成形。本发明可简化汽车桥壳半壳体制造工艺，降低制造成本，缩短制造周期，提高了生产效率，减少半壳体成形模投资，并较大幅度提高了汽车桥壳的使用强度和承载能力，适用于目前各类汽车桥壳半壳体的加工。

Description

汽车桥壳半壳体成形方法及专用成形模具

一、技术领域

本发明涉及汽车桥壳半壳体成形方法，尤其是采用钢板在成形模上冷弯成形的加工方法，同时还涉及该方法中使用的专用成形模具。

二、背景技术

目前制造汽车桥壳的方法主要有三种：一种是采用铸造加工方法，另一种是采用钢管胀形加工方法，再一种是采用钢板加热后经两次冲压-焊接成桥壳的加工方法。其中铸造汽车桥壳结构被采用较早，该加工方法对环境污染较大，而且桥壳重量大，工艺要求高，并有铸造缺陷(如砂眼、夹渣、气孔等)，且耐磨性差，极易断裂；钢管胀形加工方法对设备要求高，且不适用于重型汽车，有一定的局限性，采用厂家较少；近年来，随着国内公路条件的改善，重载汽车需求量日益增长，出于对汽车减重和改善劳动条件以及减少环境污染的考虑，目前国内一些厂家先后引进了冲焊桥壳项目，即采用热冲压一焊接结构制造汽车桥壳。其方法是将钢板加热到临界温度以上后经过两次冲压成形制出半壳体，然后将两半壳体对接焊接成一体制成桥壳。这种结构的桥壳比铸造桥壳重量轻，质量稳定，耐磨性强，使用寿命较长，且驱动效果好。但这种方法也存在以下几方面的问题：

1.毛坯(厚钢板)加热到临界温度以上后，塑性得到大大提高(便于零件的成形)，但材料强度大大降低，从而降低了汽车桥壳的承载能力和使用寿命。

2.每件半壳体毛坯经过中频加热大约需要5分钟，提高了零件生产成本。

3.毛坯经过高温退火后氧化皮较厚、较多，每次冲压后须及时清理模具，防止卡死或损坏模具，生产效率受到影响。

4.由于是热压成形，毛坯进入模具时温度较高，必须采用机械手送料，从而增加投入。

5.由于热胀冷缩现象，零件成形后包在凸模上，卸料困难。

6.由于受半壳体成形模结构的影响，需要进行两次成形，人工和模具的投入相对增加。

三、发明内容

本发明的目的是针对上述实际情况，提供一种汽车桥壳半壳体冷弯成形方法，以简化汽车桥壳半壳体制造工艺，降低制造成本，缩短制造周期，提高生产效率。

为达到上述目的，本发明汽车桥壳半壳体采用钢板在成形模上冷弯成形的加工方法，其具体步骤为：

1.选择与汽车桥壳半壳体形状尺寸要求相适应的钢板材料牌号、厚度、规格；

2.根据桥壳半壳体形状尺寸计算并确定其放样尺寸后，切割下料；

3.将半壳体冷弯成形模安装在油压机上调试好，将半壳体毛坯直接放入成形模内，启动油压机运行将其弯曲成形，成形后在模具内保压16-20秒，取出成形件，即完成半壳体成形加工。

为达到半壳体采用钢板直接冷弯成形的目的，在上述成形方法采用的是专用成形模具，该专用模具由上模座、凸模组件、凹模组件、凹模腔板组件、下模座几大部件构成，凸模组件型面与半壳体内形相对应，并与上模座固定连接；凹模组件由中间凹模、两端凹模组成，其组成的整体型面与半壳体外形相对应，型腔宽度尺寸按半壳体截面尺寸设计，凹模腔板长度方向型面按半壳体长度方向外形设计，两端凹模、凹模腔板与下模座固定连接，中间凹模置于两端凹模与凹模腔板组成的空腔内，可上下活动，中间凹模的下端安装有顶料杆。

本发明采用上述成形方法及成形模具后，不仅简化了汽车桥壳半壳体制造工艺，降低制造成本，缩短制造周期，提高了生产效率，减少半壳体成形模投资，而且较大幅度提高了汽车桥壳的使用强度和承载能力，延长了汽车桥壳的使用寿命。没有环境污染，适用于目前各类汽车桥壳半壳体的加工。

四、附图说明

图1是本发明汽车轿壳半壳体的结构示意图；

图2是图1A-A处的剖视图；

图3是本发明汽车轿壳半壳体冷弯成形方法中专用成形模具结构主视图；

图4是图2的俯视图，图5是图2的左视图。

图中：1-上模座、3-凸模组件、4、5-两端凹模、6-中间凹模、7-顶料杆、9、10-凹模腔板、11-下模座。

五、具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明的轿壳半壳体冷弯成形方法以13吨中、后桥半壳体为例说明，该桥壳半壳体成形方法是采用钢板直接冷弯成形，具体步骤为：

选用牌号为16MnL、厚度为20mm的热轧钢板，根据半壳体形状放样，采用数控切割机下料，将成形模安装于25000-30000KN的油压机上并调试，毛坯料放入已安装调试好的成形模上，开动油压机使其下行将毛料冲制成形，并在成形模内保持20秒后，启动油压机上行由顶料杆顶出半壳体成形件。

材料牌号选择时，轻型汽车后桥壳一般采用厚度为6-10mm的16MnL、09SiV、B510L等钢板，重载汽车中、后桥壳一般采用厚度为14--20mm的16MnL、09SiV等热轧钢板能满足半壳体一次冷弯成形要求；

根据对半壳体形状分析可知，其弯曲成形的特点是：宽度方向为U形、半圆形和U形与半圆形过渡型面的成形，长度方向为直边段、半圆形及过渡段，成形时零件受力较复杂，同时受到几个不同方向的力，材料难流动，零件容易失稳开裂。

为了在冷弯成形时解决这个问题，将其成形分步进行，第一步进行长度方向成形，第二步进行宽度方向U形、半圆形和U形与半圆形过渡型面的成形，最后进行校形。为此上述成形方法采用了专用成形模具。

该专用成形模具该专用模具由上模座1、凸模组件3、凹模组件、凹模腔板组件9、10、下模座11几大部件构成，凸模组件3型面与半壳体内形相对应，并与上模座1固定连接；凹模组件由中间凹模6、两端凹模4、5组成，其组成的整体型面与半壳体外形相对应，型腔宽度尺寸按半壳体截面尺寸设计，凹模腔板长度方向型面按半壳体长度方向外形设计，两端凹模4、5、凹模腔板9、10与下模座11固定连接，中间凹模6置于两端凹模与凹模腔板组成的空腔内，可上下活动，中间凹模6的下端安装有3根顶料杆7，与油压机顶出缸接触。

凹模型腔宽度与其对应凸模截面之间单边间隙取t+0.5mm(t为钢板厚度)。其型腔面过渡R取值应尽量大，便于材料流动。若半壳体放样宽度尺寸大于凹模型腔宽度与凹模腔板厚度尺寸之和，应将下模座与毛坯接触的部位设计为和凹模腔板型面一致的形状。保证第一步长度方向顺利成形。

半壳体毛坯料在专用成形模上成形过程为：油压机滑块下行带动凸模组件与半壳体毛坯接触，逐渐将毛坯成形为半壳体长度方向形状，该形状靠凸模和凹模腔板成形，此时凹模腔板充当凹模作用。随着油压机滑块的继续下行，凸模压着毛坯进入凹模型腔内部，此时开始宽度方向的U形、半圆形和U形与半圆形过渡型面的成形，凸模压着毛坯最终与凹模压紧成形，经过保压后油压机滑块上行，零件产生回弹后卡在凹模腔内，此时油压机顶出缸工作，顶出缸顶料杆带动凹模将半壳体从凹模腔内顶出，完成其成形过程。

Claims

1. 一种汽车桥壳半壳体成形方法：其特征在于：该方法是直接将半壳体的钢板毛坯料在专用成形模上冷弯成形，其具体步骤是：

1)选择与汽车桥壳半壳体形状尺寸要求相适应的钢板材料牌号、厚度、规格；

2)根据桥壳半壳体形状尺寸计算并确定其放样尺寸后，切割下料；

3)将半壳体冷弯成形模安装在油压机上调试好，将半壳体毛坯直接放入成形模内，启动油压机运行将其弯曲成形，成形后在模具内保压16-20秒，取出成形件，即完成半壳体成形加工。

2. 一种实现权利要求1所述汽车桥壳半壳体成形方法中的专用成形模具，其特征在于：该模具由上模座(1)、凸模组件(3)、凹模组件、凹模腔板组件(9、10)、下模座(11)几大部件构成，凸模组件(3)型面与半壳体内形相对应，并与上模座(1)固定连接；凹模组件由中间凹模(6)、两端凹模(4、5)组成，其组成的整体型面与半壳体外形相对应，型腔宽度尺寸按半壳体截面尺寸设计，凹模腔板长度方向型面与半壳体长度方向外形一致，两端凹模(4、5)、凹模腔板(9、10)与下模座(11)固定连接，中间凹模(6)置于两端凹模与凹模腔板组成的空腔内，可上下活动，中间凹模(6)的下端安装有顶料杆(7)。

3. 根据权利要求2所述的汽车桥壳半壳体成形方法中的专用成形模具，其特征在于：凹模型腔宽度与其对应凸模截面之间单边间隙为钢板材料厚度t+0.5mm。