CN103568724A - 汽车桥壳及汽车桥壳成形模具及其汽车桥壳成形方法 - Google Patents

Abstract

一种将圆形钢管二次内高压成形中间部份、将二端正挤缩径、将中间部份压缩成形、切割加工上侧中间贯通孔的汽车桥壳成形方法、及其汽车桥壳成形模具和得到的新结构的汽车桥壳。该汽车桥壳具有：中空结构的本体，该本体沿其长度方向延伸而形成两个端部，且关于该两个端部形成的中心线对称，该本体从中间向两个端部逐渐缩细，处于两个端部之间的部分具有都连接两个端部并相互平行的两个侧面作为第一侧面和第二侧面；第一侧面的中间设有一个贯通孔，第二侧面对应于贯通孔的位置设有一个向远离本体的方向凸起的凸起部，其中，两个端部以及处于该两个端部之间的部分一体形成为本体，没有焊缝。

Description

汽车桥壳及汽车桥壳成形模具及其汽车桥壳成形方法

技术领域

本发明涉及一种汽车零件的成形方法，成形模具和成形的产品。特别是涉及一种汽车桥壳本体的成形方法、成形模具和成形的产品。 

背景技术

以往的用钢板冲压成形汽车桥壳中，是将钢板剪截落料成二片毛坯，将二片毛坯分别冲压成二片弓形状槽型件，切削加工焊缝处，然后将二片弓形状槽型件对焊成桥壳主体，再焊上后盖成桥壳本体。所以一个桥壳本体要用三块钢板冲压后焊成。用这种方法生产的桥壳本体，由于焊缝长，焊接质量要求高，如果控制不当，很容易出现焊缝处疲劳寿命低、渗油等质量问题。因为三块钢板要分别剪裁下料，所以材料利用率低，生产流程长。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产重量更轻，强度更高，生产成本更低，工作环境更环保的汽车桥壳本体的成形方法、成形用模具和成形的产品。 

本发明提供的一种汽车桥壳，具有这样的特征：具有中空结构的本体，该本体沿其长度方向延伸而形成两个端部，且关于该两个端部形成的中心线对称，该本体从中间向两个端部逐渐缩细，处于两个端部之间的部分具有都连接两个端部并相互平行的两个侧面作为第一侧面和第二侧面；第一侧面的中间设有一个贯通孔，第二侧面对应于贯通孔的位置设有一个向远离本体的方向 凸起的凸起部，其中，两个端部以及处于该两个端部之间的部分一体形成为本体。 

进一步，本发明提供的汽车桥壳还可以包括：两个轴头，分别设置在两个端部上，该两个轴头可以跟本体为一体形成，也可以是被焊接于本体上而成一体。 

进一步，本发明提供的汽车桥壳还可以具有这样的特征：凸起部为从第二侧面的中间向外凸起而具有一个中间球面以及将中间球面向本体过渡连接的台阶式的圆周边。 

另外，本发明还提供了一种将圆形钢管模制成汽车桥壳的汽车桥壳成形方法，其特征在于，包括： 

切割外径为D1内径为d1的圆形钢管使其长度为汽车桥壳的长度而形成第一中间制件； 

内高压成形第一中间制件，使其成为中心对称的由中间为大圆柱两端为内径外径都相同的小圆柱构成的第二中间制件，大圆柱的外径等于D22、长度等于H，沿着该大圆柱的两端分别以60~100度的锥角向两侧伸展一定距离形成两个圆锥台，该两个圆锥台通过圆弧与两端的小圆柱和中间大园柱过渡连接，小圆柱的外径为D2，内径为d2，D22为D1的1.3~1.6倍； 

内高压成形第二中间制件，使得大圆柱被内高压成形为向外凸起的球状，圆锥台以及圆弧变为一个整体圆弧，从而形成中心对称的第三中间制件； 

压合住所述桥壳本体中间部的整体圆弧和二侧锥形台，缩细小圆柱为汽车桥壳所需要的形状，从而使得第三中间制件成为第四中间制件； 

压缩制造第四中间制件使其成为在长度方向上具有两个端部，且关于该两个端部形成的中心线对称的第五中间制件，该第五中间制件从中间向该两个端部逐渐缩细，且处于两个端部之间的部分具有都连接两个端部并相互平行的两个侧面，其中一个侧面的中间具有一个向外凸起的凸起部； 

切削第五中间制件的与一个侧面相平行的另一侧面上对应于突起部的位置，使其形成一个贯通孔，从而使得第五中间制件成为一体化形成的汽车桥壳。 

进一步，本发明提供的汽车桥壳成形方法还可以具有这样的特征：内高压成形第二中间制件是通过向该第一中间制件中注入45-75MPa的高压液体，并从二端向中间送料来实现的；内高压成形第三中间制件也是通过向该第二中间制件中注入45-75MPa的高压液体，并从二端向中间送料来实现的。 

另外，本发明还提供了一种将圆形钢管成形为汽车桥壳的汽车桥壳成形模具，其特征在于，包括： 

第一模具，具有闭合在一起形成一个第一模腔的第一凹模和第二凹模、以及分别能够覆盖住第一模腔的两端的两个冲头记作第一冲头和第二冲头，该两个冲头的轴中心都设有一个流通高压液体的通孔，模腔是由中间是直径为D22，长为H的大圆柱形、两端都是直径为D2的小圆柱形、沿着大圆柱的两端分别以60~100度的锥角向两端伸展一定距离形成的两个圆锥台形、以及将该两个圆锥台形与所述小圆柱形和中间大园柱形相过渡的圆弧形构成，其中，放入其中的圆形钢管的内径为d1，外径为D1，D22为D1的1.3~1.6倍，经该第一模具模制成的中间制件 的对应于小圆柱形的位置为外径等于D2，内径等于d2的小圆柱； 

第二模具，具有闭合在一起形成一个第二模腔的第三凹模和第四凹模，以及分别能够覆盖住第二模腔的两端的两个冲头记作第三冲头和第四冲头，该两个冲头的轴中心都设有一个流通高压液体的通孔，第二模腔对应于大圆柱形的位置为球状，对应于圆锥台形以及圆弧形的位置为一整体圆弧形； 

第三模具，具有第一模块、第二模块、以及至少二组具有第五凹模和第六凹模的凹模组，该第一模块和第二模块闭合形成一个对应于所述第二模腔中的球状为第三腔体，每一组的第五凹模和第六凹模的中空结构的形状都是从最小的孔径的位置开始以40~60度的锥度扩展开的圆锥台形，该最小孔径处的形状对应于汽车桥壳所需要的形状； 

第四模具，具有第七凹模和第八凹模，该第七凹模和第八凹模闭合形成的第四腔体的形状对应于整个汽车桥壳的形状。 

进一步，本发明提供的汽车桥壳成形模具还可以具有这样的特征：第一冲头和第二冲头为同心圆柱体，该同心圆柱体由外径为D3的大圆柱体和外径为d3的小圆柱体组合而成，D3比D1小0.1~0.5mm，d3比d1大0.1~0.5mm； 

进一步，本发明提供的汽车桥壳成形模具还可以具有这样的特征：第三冲头和第四冲头为同心圆柱体，该同心圆柱体由外径为D5的大圆柱以及外径为d5的小圆柱构成，D5比D2小0.1~0.5mm，d5比d2大0.1~0.5mm； 

进一步，本发明提供的汽车桥壳成形模具还可以具有这样的特征：第三模具有至少两组所述凹模组，第一组凹模组中的最小 孔径为D7，该D7是D1的85~90%；之后的所有凹模组中的最小孔径都为前一组凹模组最小直径的90-95%，且以上述锥度40~60度扩展开来。 

发明作用与效果 

通过本发明提供的汽车桥壳成形模具及汽车桥壳成形方法生产出来的汽车桥壳，桥壳本体为一个完整的整体，各个连接部位都没有焊缝，桥壳本体上更没有平行于轴线的长焊缝，也没有三角板焊缝，制件强度和刚度提高，生产流程缩短，材料利用率提高，工作环境更环保，生产成本低，操作简单，易于实施。 

附图说明

图1是本发明在实施例中的汽车桥壳本体的结构示意图； 

图2是本发明在实施例中的第一中间制件的结构示意图； 

图3是本发明在实施例中的第一模具的使用示意图； 

图4是本发明在实施例中的第二中间制件的结构示意图； 

图5是本发明在实施例中第二模具的使用示意图； 

图6是本发明在实施例中的第三中间制件的结构示意图； 

图7是本发明在实施例中第三模具的使用示意图； 

图8是本发明在实施例中第四中间制件的结构示意图； 

图9是本发明在实施例中的第四模具的使用示意图； 

图10是本发明在实施例中的第五中间制件的结构示意图； 

图11是本发明在实施例中的汽车桥壳本体的其它凸起部形状的结构示意图。 

图12是本发明在变形例中的带有轴头的汽车桥壳本体的结构示意图。 

具体实施方式

下面参照附图对本发明的具体实施方式进行详细阐述。 

图1是本发明在实施例中的汽车桥壳本体的结构示意图。如图1所示，本实施方式的汽车桥壳10由本体构成，该本体由中空部11、以及凸起部12构成。中空部11沿其长度方向延伸而形成两个端部，且关于该两个端部形成的中心线对称，处于两个端部之间的部分具有都连接两个端部并相互平行的第一侧面和第二侧面。 

第一侧面的中间设有一个贯通孔，当桥壳容纳汽车后桥差速器和减速器时，该贯通孔被使用。凸起部12处于第二侧面的对应于所述贯通孔的位置上，向外凸起。该凸起部12由中间的球面以及环绕球面而将该球面与第二侧面相连接的四周边构成。 

由于该中空部11和凸起部12是用一根圆形钢管成形的，所以在中空部11的下部没有焊缝。也即，在第二侧面的凸起部12的边缘也不存在拼接焊缝。中空部11的上部和下部也没有任何沿长度方向的拼接焊缝。 

中空部11的中心区域部分与二个端部相比宽度要宽，且该中空部11从中心区域部分向两个端部逐渐缩细。 

在本实施例中，贯通孔为圆孔，但是并不仅仅限于本实施例，而实际也可以根据需要，贯通孔为带缺口的园孔。 

本实施例中的凸起部12由中间的球面以及环绕球面而将该球面与第二侧面相连接的四周边构成，其还可以根据需要为中间部分凸起，两边或一边凹陷的其它形状。图11是本实施例中的汽车桥壳本体的其它凸起部形状的结构示意图。如图11所示， 该凸起的形状即为两边凹陷的形状。显然，该凸起部还可以为其他任意需要的形状。 

综上所述，在本发明的桥壳本体上没有任何拼接焊缝。 

图2是本发明在实施例中的第一中间制件1的结构示意图。如图2所示，工程步骤1：将圆形钢管切割成第一中间制件1，该第一中间制件1的外径为D1，内径为d1的圆形钢管，长度为L。D1、d1、L由产品所需决定。 

在本实施方式的工程步骤1中，第一中间制件1用锯床切割圆形钢管到需要制造的汽车桥壳的长度L，显然还可以用其他方式来切割圆形钢管。 

工程步骤2：将工程1中切割后得到的第一中间制件1在第一模具中进行内高压成形模制成形为第二中间制件2。 

图3是本发明在实施例中的第一模具的使用示意图。如图3所示，第一模具，具有闭合在一起形成一个第一模腔的第一凹模31（即上凹模）和第二凹模（即下凹模）32、以及分别能够覆盖住所述第一模腔的两端的两个冲头33记作第一冲头（即左冲头33）和第二冲头（即右冲头33），该两个冲头33的轴中心都设有一个流通高压液体的通孔，模腔是由中间是半径为D22，长为H的大圆柱形、两端都是半径为D2的小圆柱形、沿着大圆柱的两端分别以60~100度的锥角向两端伸展一定距离形成的两个圆锥台形、以及将该两个圆锥台形与小圆柱形和中间大园柱形相过渡的圆弧形构成，其中，D22为D1的1.3~1.6倍； 

将第一中间制件1放入下凹模32中，压床下行，上凹模31压紧第一中间制件1，左、右冲头33前行，插入第一中间制件1 并密封住第一中间制件1的两个端部；从左、右冲头33的中心孔中注入45-75MPa的高压液体；左、右冲头33继续前行，推动管壁，沿着管子轴线方向往里送料。在内高压和轴向推力的作用下，管子中段材料开始塑性变形，往外移动，直至填满模腔，成形得到第二中间制件2。 

图4是本发明在实施例中的第二中间制件的结构示意图。如图4所示，第二中间制件2中心对称，由中间为大圆柱两端为内径外径都相同的小圆柱构成，大圆柱的外径等于D22、长度等于H，沿着该大圆柱的两端分别以60~100度的锥角A向两侧伸展一定距离形成两个圆锥台，该两个圆锥台通过圆弧与两端的小圆柱和中间大园柱过渡连接，小圆柱的外径为D2，内径为d2，该D22为D1的1.3~1.6倍。 

工程步骤3：将工程步骤2中得到的第二中间制件2放入第二模具将其内高压成形模制成第三中间制件3。 

图5是本发明在实施例中第二模具的使用示意图。如图5所示，第二模具具有闭合在一起形成一个第二模腔的第三凹模51（即上凹模）和第四凹模52（即下凹模），以及分别能够覆盖住所述第二模腔的两端的两个冲头53分别记作第三冲头（即左冲头53）和第四冲头（即右冲头53），该两个冲头的轴中心都设有一个流通高压液体的通孔，第二模腔对应于大圆柱形的位置为球状，对应于圆锥台形以及上述圆弧形的位置为一整体圆弧形。 

将第二中间制件2放入下凹模52中，压床下行，上凹模51压紧第二中间制件2，左、右冲头53前行，插入第二中间制件2从而密封住其两个端部。从左、右冲头53的通孔中注入45-75MPa 的高压液体，左、右冲头53继续前行，推动管壁，沿着管子轴线方向往里送料。在内高压和轴向推力的作用下，管子中段材料开始塑性膨胀变形，再次往外移动，直至填满模腔，成形得到第三中间制件3。 

图6是本发明在实施例中的第三中间制件3的结构示意图。如图6所示，第三中间制件3是由第二中间制件2的大圆柱被内高压成形为向外凸起为球状，圆锥台以及上述圆弧变为一个整体圆弧而形成的中心对称的制件。 

工程步骤4：压合住所述桥壳本体中间部的整体圆弧和二侧锥形台，缩细小圆柱为汽车桥壳所需要的形状，从而使得第三中间制件3成为第四中间制件4。 

图7是本发明在实施例中第三模具的使用示意图。如图7所示，第三模具，具有第一模块71（即上模块）、第二模块72（即下模块）、以及至少二组具有第五凹模（即左凹模）和第六凹模（即右凹模）的凹模组，该第一模块和第二模块闭合形成一个对应于所述第二模腔中的所述球状为第三腔体，每一组的左凹模和右凹模的中空结构的形状都是从最小的孔径的位置开始以40~60度的锥度扩展开的圆锥台形，该最小孔径处的形状对应于所述汽车桥壳所需要的形状。 

将工程步骤3中得到的第三中间制件3放入下模块72中，压床下行，上模块71压紧中间制件3，第一组凹模组的左、右凹模73前行，将二端缩细，左、右凹模73后退，更换第二凹模组的左、右凹模73；第二凹模组的左、右凹模73再次前行，将二端进一步缩细，以次类推经多次缩细，直至达到产品所需形状 和尺寸为止。 

其中，第一组凹模组中的最小孔径为D7，该D7是所述D 1的85~90%，之后的所有凹模组中的最小孔径都为前一组凹模组最小直径的90-95%，且以上述锥度40~60度扩展开来。 

图8是本发明在实施例中第四中间制件4的结构示意图。如图8所示，第四中间制件4为（压缩第三中间制件3的整体圆弧为锥度在40~60的锥形台，并）缩细所述小圆柱，成形为所述汽车桥壳所需要的形状得来的。 

工程步骤5：压制所述第四中间制件4使其成为第五中间制件5。 

图9是本发明在实施例中的第四模具的使用示意图。如图9所示，第四模具具有第七凹模91（即上凹模）和第八凹模92（即下凹模），该第七凹模和第八凹模闭合形成的第四腔体的形状对应于整个所述汽车桥壳的形状。 

将工程步骤4中得到的第四中间制件4放入下凹模92中，压床下行，上凹模91压缩中间制件4，使制件和下凹模92模腔帖合，成形得到第五中间制件。 

图10是本发明在实施例中的第五中间制件的结构示意图。如图10所示，第五中间制件5为压制第四中间制件4使其成为在长度方向上具有两个端部，且关于该两个端部形成的中心线对称的制件，该第五中间制件5从中间向该两个端部逐渐缩细，且处于两个端部之间的部分具有都连接两个端部并相互平行的两个侧面，其中一个侧面的中间具有一个向外凸起的凸起部。 

工程步骤6是将第五中间制件5的另一个侧面即上侧面的中 间进行切削，形成汽车桥壳所需的贯通孔，即可将第五中间制件5成形为本实施例中需要制作的汽车桥壳本体10。 

以上对本发明的具体实施方式进行了说明，但本发明并不以此为限，只要不脱离本发明的宗旨，本发明还可以有各种变化，不把这些从本发明的范围中排除。 

例如，在本实施例中，桥壳的凸起部12是类似半球状的，但桥壳的凸起部形状并不以此为限。图11是表示本发明的汽车桥壳本体的其它凸起部形状的结构示意图。如图11所示，桥壳的凸起部还可以是中间凸起、两边降低的球缺形等其它形状。 

变形例 

在上述实施例中，桥壳本体不带轴头，但桥壳本体的形状并不以此为限。图12是本变形例中的带有轴头的汽车桥壳本体的形状的结构示意图。如图12所示，桥壳本体也可以带有轴头13。成形过程中，只要将第一中间制件1的长度L加长，在图7所示两端正挤缩细成形第四中间制件4时，增加左、右凹模组数，增加缩细成形次数，将二端缩细到产品所需轴头尺寸，即可得到如图12所示的带有轴头的汽车桥壳本体，显然轴头和汽车桥壳本体为一体形成。 

实施例作用与效果 

综上所述，本实施例所提供的汽车桥壳成形模具及汽车桥壳成形方法生产出来的汽车桥壳，桥壳本体为一个完整的整体，各个连接部位都没有焊缝，桥壳本体上更没有平行于轴线的长焊缝，也没有三角板焊缝，制件强度和刚度提高，生产流程缩短，材料利用率提高，工作环境更环保，生产成本低，操作简单，易 于实施。 

上述实施方式作为本发明的优选实例，并不用来限制本发明的保护范围。 

Claims (9)

1.一种汽车桥壳，其特征在于，具有：

中空结构的本体，

该本体沿其长度方向延伸而形成两个端部，且关于该两个端部形成的中心线对称，

该本体从中间向两个所述端部逐渐缩细，处于两个所述端部之间的部分具有都连接两个所述端部并相互平行的两个侧面作为第一侧面和第二侧面；所述第一侧面的中间设有一个贯通孔，所述第二侧面对应于所述贯通孔的位置设有一个向远离所述本体的方向凸起的凸起部，

其中，两个所述端部以及所述处于该两个端部之间的部分一体形成为所述本体。

2.根据权利要求1所述的汽车桥壳，其特征在于还包括：

两个轴头，分别设置在两个所述端部上，并且该两个轴头跟所述本体为一体形成。

3.根据权利要求1所述的汽车桥壳，其特征在于：

所述凸起部为从所述第二侧面的中间向外凸起而具有一个中间球面以及将中间球面向所述本体过渡连接的台阶式的圆周边。

4.一种将圆形钢管模制成汽车桥壳的汽车桥壳成形方法，其特征在于，包括：

切割外径为D1内径为d1的所述圆形钢管使其长度为所述汽车桥壳的长度而形成第一中间制件；

内高压成形所述第一中间制件，使其成为中心对称的由中间为大 圆柱两端为内径外径都相同的小圆柱构成的第二中间制件，所述大圆柱的外径等于D22、长度等于H，沿着该大圆柱的两端分别以60～100度的锥角向两侧伸展一定距离形成两个圆锥台，该两个圆锥台通过圆弧与两端的所述小圆柱和中间大园柱过渡连接，所述小圆柱的外径为D2，内径为d2，所述D22为所述D1的1.3～1.6倍；

内高压成形所述第二中间制件，使得所述大圆柱被内高压成形为向外凸起的球状，所述圆锥台以及所述圆弧变为一个整体圆弧，从而形成中心对称的第三中间制件；

压合住所述桥壳本体中间部的整体圆弧和二侧锥形台，缩细所述小圆柱为所述汽车桥壳所需要的形状，从而使得所述第三中间制件成为第四中间制件；

压缩制造所述第四中间制件使其成为在长度方向上具有两个端部，且关于该两个端部形成的中心线对称的第五中间制件，该第五中间制件从中间向该两个端部逐渐缩细，且处于两个所述端部之间的部分具有都连接两个所述端部并相互平行的两个侧面，其中一个侧面的中间具有一个向外凸起的凸起部；

切削所述第五中间制件的与所述一个侧面相平行的另一侧面上对应于所述突起部的位置，使其形成一个贯通孔，从而使得第五中间制件成为一体化形成的所述汽车桥壳。

5.根据权利要求4所述的汽车桥壳成形方法，其特征在于：

其中，内高压成形所述第二中间制件是通过向该第一中间制件中注入45-75MPa的高压液体，并从两端向中间送料来实现的；内高 压成形第三中间制件也是通过向该第二中间制件中注入45-75MPa的高压液体，并从两端向中间送料来实现的。

6.一种将圆形钢管成形为汽车桥壳的汽车桥壳成形模具，其特征在于，包括：

第一模具，具有闭合在一起形成一个第一模腔的第一凹模和第二凹模、以及分别能够覆盖住所述第一模腔的两端的两个冲头记作第一冲头和第二冲头，该两个冲头的轴中心都设有一个流通高压液体的通孔，所述模腔是由中间是半径为D22，长为H的大圆柱形、两端都是半径为D2的小圆柱形、沿着大圆柱的两端分别以60～100度的锥角向两端伸展一定距离形成的两个圆锥台形、以及将该两个圆锥台形与所述小圆柱形和中间大围柱相过渡的圆弧形构成，其中，放入其中的所述圆形钢管的内径为d1，外径为D1，所述D22为所述D1的1.3～1.6倍，经该第一模具模制成的中间制件的对应于小圆柱形的位置为外径等于所述D2，内径等于d2的小圆柱；

第二模具，具有闭合在一起形成一个第二模腔的第三凹模和第四凹模，以及分别能够覆盖住所述第二模腔的两端的两个冲头记作第三冲头和第四冲头，该两个冲头的轴中心都设有一个流通高压液体的通孔，所述第二模腔对应于所述大圆柱形的位置为球状，对应于所述圆锥台形以及所述圆弧形的位置为一整体圆弧形；

第三模具，具有第一模块、第二模块、以及至少二组具有第五凹模和第六凹模的凹模组，该第一模块和第二模块闭合形成一个对应于所述第二模腔中的所述球状为第三腔体，每一组的第五凹模和第六 凹模的中空结构的形状都是从最小的孔径的位置开始以40～60度的锥度扩展开的圆锥台形，该最小孔径处的形状对应于所述汽车桥壳所需要的形状；

第四模具，具有第七凹模和第八凹模，该第七凹模和第八凹模闭合形成的第四腔体的形状对应于整个所述汽车桥壳的形状。

7.根据权利要求6所述的汽车桥壳成形模具，其特征在于：

所述第一冲头和所述第二冲头为同心圆柱体，该同心圆柱体由外径为D3的大圆柱体和外径为d3的小圆柱体组合而成，所述D3比所述D1小0.1～0.5mm，所述d3比所述d1大0.1～0.5mm。

8.根据权利要求6所述的汽车桥壳成形模具，其特征在于：

所述第三冲头和所述第四冲头为同心圆柱体，该同心圆柱体由外径为D5的大圆柱以及外径为d5的小圆柱构成，所述D5比所述D2小0.1～0.5mm，所述d5比所述d2大0.1～0.5mm。

9.根据权利要求6所述的汽车桥壳成形模具，其特征在于：

其中，所述第三模具有至少两组所述凹模组，

第一组凹模组中的最小孔径为D7，该D7是所述D1的85～90％；

之后的所有凹模组中的最小孔径都为前一组凹模组最小直径的90-95％，且以所述锥度扩展开来。 

Images