CN103056601A - 一种铝合金大梁加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝合金大梁加工方法，包括以下步骤：将铝合金大梁一次挤压成工字型；切割腹板，在腹板与下翼板之间形成鹅颈形空洞，所述鹅颈形空洞顶端依次包括水平部、第一倾斜部和第二倾斜部，所述水平部与所述下翼间的距离为所述腹板高度的3/8-5/8，所述第一倾斜部与水平线间的夹角为3-30°，所述第二倾斜部与水平线间的夹角为15-60°；将所述鹅颈形空洞底端的下翼板与所述鹅颈形空洞顶端贴合。本发明提供了一种将挤压成型的铝合金工字纵梁加工为车辆所需鹅颈形的方法，不仅加工方便，而且不减弱整体强度。

Description

一种铝合金大梁加工方法
技术领域
本发明涉及轻量化铝合金制车辆纵梁制作技术领域，特别涉及一种铝合金大梁加工方法。
背景技术
纵梁(又称大梁)是车辆车架的最重要的受力件，其一般采用抗弯性好的工字梁加工而成，由上翼板、腹板和下翼板三个部分构成，腹板垂直于上翼板和下翼板。
钢制纵梁加工方法简单：将上翼板、下翼板、腹板加工成所需形状后，直接焊接而成；为与其他部件配合，有效提高整车平稳性和安全性，通常将腹板一端加工为特殊的鹅颈形，再将长短不一的上翼和下翼分别与腹板焊接即可。而铝合金挤压型材为一次挤压成标准的工字型，挤压成型后再修改、调整其外廓形状相当困难；而出于挤压的工艺特性，也不可能直接挤出符合要求的鹅颈式纵梁。
因此，如何将已挤压成型的铝合金工字纵梁，加工为可直接在铝制车辆上使用的鹅颈形纵梁，成为全铝制车辆国产化需要解决的首要问题。
发明内容
本发明的目的是提供了一种将挤压成型的铝合金工字纵梁加工为车辆所需鹅颈形的方法，解决了目前缺少该种零件加工方法的问题。
本发明的技术方案是：
一种铝合金大梁加工方法，大梁纵截面为工字型，由上翼板、腹板和下翼板三个部分构成，腹板垂直于上翼板和下翼板，加工方法包括以下步骤：
A、将铝合金大梁一次挤压成工字型；
B、切割腹板，在腹板与下翼板之间形成鹅颈形空洞，所述鹅颈形空洞顶端依次包括水平部、第一倾斜部和第二倾斜部，所述水平部与所述下翼间的距离为所述腹板高度的3/8-5/8，所述第一倾斜部与水平线间的夹角为3-30°，所述第二倾斜部与水平线间的夹角为15-60°；
C、将所述鹅颈形空洞底端的下翼板与所述鹅颈形空洞顶端贴合。
优选地，所述水平部、所述第一倾斜部和所述第二倾斜部的长度比例为(12-15)∶(4-7)∶(2-4)。
优选地，所述将所述鹅颈形空洞底端的下翼板与所述鹅颈形空洞顶端贴合时，选择所述水平部两个三等分点之间的区域、所述水平部与所述第一倾斜部结合处、所述第一倾斜部与所述第二倾斜部结合处、所述第二倾斜部靠近所述下翼板的三等分点与所述下翼板之间的区域进行压型。
优选地，采用压力矫直机进行压型。
优选地，在所述鹅颈形空洞顶端处设置工装，所述工装的顶面形状、长度与所述鹅颈形空洞顶端面一致，所述工装的顶面宽度大于所述鹅颈形空洞底端的下翼板宽度。
优选地，还包括采用点焊方式进行焊接。
优选地，还包括进行时效处理，所述时效处理在步骤A和B之间，或者所述时效处理在步骤C之后。
本发明提供的铝合金大梁加工方法，具有如下优点：
1、加工方便：先切割腹板，而后将下翼板压型，使其与腹板凹陷处贴合；步骤简单，设计合理，所需的辅助工具也为常用工具；
2、不减弱整体强度：将下翼板顺着切割后的鹅颈形腹板贴紧，使得铝合金工字梁仍为一个整体，并未分割开来，强度减弱不明显。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的大梁切割后结构示意图；
图2是本发明实施例的大梁切割后压型点示意图；
图3是本发明实施例的大梁压型后结构示意图；
图4是本发明实施例的压型工装立体结构示意图；
其中，1、上翼板，2、腹板，3、下翼板，4、鹅颈形空洞，5、水平部，6、第一倾斜部，7、第二倾斜部，8、工装顶面，9、工装底面。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明技术方案做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
一种铝合金大梁加工方法，大梁纵截面为工字型，由上翼板1、腹板2和下翼板3三个部分构成，腹板2垂直于上翼板1和下翼板3，加工方法包括以下步骤：
A、将铝合金大梁一次挤压成工字型；
一次挤压出的铝合金半挂车大梁强度不低于钢铁，而重量仅为钢铁的1/3左右，有利于减轻车辆自重从而节约燃油；并且耐腐蚀，使用寿命长；可回收，经济价值高。
B、切割腹板2，在腹板2与下翼板3之间形成鹅颈形空洞4，所述鹅颈形空洞4顶端依次包括水平部5、第一倾斜部6和第二倾斜部7，所述水平部5与所述下翼3间的距离为所述腹板2高度的3/8-5/8，所述第一倾斜部6与水平线间的夹角为3-30°，所述第二倾斜部7与水平线间的夹角为15-60°；
鹅颈式纵梁可有效提高整车平稳性和安全性，被业内广泛利用，但具体形状、规格各有不同。鹅颈式纵梁的鹅颈处不仅承受了弯矩，还承受了复杂路况的扭矩和冲击力，容易损坏。而本发明经过多次力学试验和模拟计算，得出上述形状的高度差和表面形状试验效果最佳。
第一倾斜部6的斜度比第二倾斜部7小，做为水平部5和第二倾斜部7之间的过渡区域，可将压力缓慢分散，避免在路况复杂受力变化快而猛或长期使用后引起大梁整体的扭曲和断裂。
另外，第一倾斜部6和第二倾斜部7的长度比例为(12-15)∶(4-7)∶(2-4)；水平部、第一倾斜部6和第二倾斜部7的长度依次减少，最平滑的部分长度相对较长，最陡峭的部分长度相对较短，也是出于均衡受力的考虑。
C、将所述鹅颈形空洞4底端的下翼板3与所述鹅颈形空洞4顶端贴合。
如图1所示，鹅颈形空洞4靠近上翼板1、形状为三段折线的端面为顶端，与之相对的靠近下翼板3的直线端面为底端；因该空洞往一端逐渐缩小，形似鹅的脖子，所以称为鹅颈形空洞。
下翼板3与鹅颈形空洞4顶端贴合即是使下翼板3往鹅颈形空洞4内部弯曲，直至鹅颈形空洞4的顶端和底端合二为一。
如图3所示，下翼板3与所述鹅颈形空洞4顶端贴合后，则使得大梁整体形成内部无空洞、外部轮廓线条流畅的形状且为一次挤压成型的完整产品，对于保持大梁整体强度有益；并且将鹅颈形空洞4底端的下翼板3贴合至鹅颈形空洞4顶端，顺势而为，不浪费材料。
需要说明的是，将鹅颈形空洞4底端的下翼板3与鹅颈形空洞4顶端贴合时，结合图1和图2，可选择水平部5两个三等分点之间的区域(A段)、水平部5与第一倾斜部6结合处(B点)、第一倾斜部6与第二倾斜部7结合处(C点)、第二倾斜部7靠近所述下翼板的三等分点与所述下翼板之间的区域(D段)进行压型。
压型可在上述四处位置垂直对应的下翼板3外侧采用压力矫直机进行，将下翼板3与鹅颈形空洞4顶端压紧。并且，可在上述位置同时采用点焊方式进行焊接，以保持鹅颈形状，并加强结合强度。点焊所形成的突起或不平整可在电焊完成后进行切除、打磨，然后通焊成型。
另外，大梁的压型也可以采用工装压制的方法。参见图4，该工装顶面8形状、长度与鹅颈形空洞4顶端面一致，以保证成品形状；工装顶面8宽度大于鹅颈形空洞4底端的下翼板3宽度，利于在压型时给予下翼板3一定的压力，方便操作。在使用时，保持工装底面9低于大梁下翼板3，将工装顶面8从下翼板3外侧向鹅颈形空洞4内压，直至下翼板3接触到鹅颈形空洞4顶端面，工装顶面8的相应部分与鹅颈形空洞4顶端的水平部5、第一倾斜部6和第二倾斜部7分别贴合，即完成压型。
为加强铝合金强度和性能，可进行时效处理，时效处理可在步骤A和B之间，或者在步骤C之后进行都不影响本实施例的实现。
以上对本发明实施例提供的一种铝合金大梁加工方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，仅用于帮助理解本发明核心思想；不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种铝合金大梁加工方法，大梁纵截面为工字型，由上翼板、腹板和下翼板三个部分构成，腹板垂直于上翼板和下翼板，其特征在于，加工方法包括以下步骤：
A、将铝合金大梁一次挤压成工字型；
B、切割腹板，在腹板与下翼板之间形成鹅颈形空洞，所述鹅颈形空洞顶端依次包括水平部、第一倾斜部和第二倾斜部，所述水平部与所述下翼间的距离为所述腹板高度的3/8-5/8，所述第一倾斜部与水平线间的夹角为3-30°，所述第二倾斜部与水平线间的夹角为15-60°；
C、将所述鹅颈形空洞底端的下翼板与所述鹅颈形空洞顶端贴合。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金大梁加工方法，其特征在于，所述水平部、所述第一倾斜部和所述第二倾斜部的长度比例为(12-15)∶(4-7)∶(2-4)。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金大梁加工方法，其特征在于，所述将所述鹅颈形空洞底端的下翼板与所述鹅颈形空洞顶端贴合时，选择所述水平部两个三等分点之间的区域、所述水平部与所述第一倾斜部结合处、所述第一倾斜部与所述第二倾斜部结合处、所述第二倾斜部靠近所述下翼板的三等分点与所述下翼板之间的区域进行压型。
4.根据权利要求3所述的一种铝合金大梁加工方法，其特征在于，采用压力矫直机进行压型。
5.根据权利要求3或4所述的一种铝合金大梁加工方法，其特征在于，在所述鹅颈形空洞顶端处设置工装，所述工装的顶面形状、长度与所述鹅颈形空洞顶端面一致，所述工装的顶面宽度大于所述鹅颈形空洞底端的下翼板宽度。
6.根据权利要求3或4所述的一种铝合金大梁加工方法，其特征在于，还包括采用点焊方式进行焊接。
7.根据权利要求1至4任一项所述的一种铝合金大梁加工方法，其特征在于，还包括进行时效处理，所述时效处理在步骤A和B之间，或者所述时效处理在步骤C之后。
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