CN103894514A - 一种管件扭力梁冲压成形方法 - Google Patents
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Abstract
一种管件扭力梁冲压成形方法，包括以下步骤：1）确定管件扭力梁结构特征，将管件扭力梁自中间向两端依次划分为中间段、过渡段及端部三个区域，并对每个区域选取特征截面，根据特征截面获取特征截面线，即V形、U形、矩形，并以此设计冲压模具上下模；2）按照上述截面线特征对作为原料的圆管的各个区域采用2～5道次分步冲压成形方式进行成形，在过渡段成形过程中，对过渡段区域插入芯棒，芯棒轮廓尺寸比过渡段特征截面小；3）对管件端部进行整形加工，采用整形模具插入冲压模具上下模之间的管件内，整形模具前部形状大小与扭力梁成品的过渡段、端部的形状大小基本一致，以此对管件端部圆角和型面进行整形，从而达到预定的扭力梁型面。
Description
技术领域
本发明涉及管件冲压成形制造工艺领域，尤其涉及一种管件扭力梁冲压成形方法。
背景技术
汽车后桥扭力梁是汽车的关键部件之一，主要作用是平衡左右车轮的上下跳动，以减小车辆的摇晃，保持车辆的平稳，扭力梁本身可起到横向稳定杆的作用，提高车辆侧倾刚度。传统结构的扭力梁各组成部件多为钣金冲压成形，横梁扭转刚度相对较小，因此增加一根稳定杆提高其扭转刚度，而新结构扭力梁采用管材结构，截面为封闭截面构形，扭转刚性较高，因此取消了稳定杆。
与管件液压成形扭力梁相比，传统钣金冲压件结构扭力梁制造工序较多，焊接变形稳定性较差，由于横梁两端成开口结构，其与纵臂搭接焊缝不能形成封闭结构，扭力梁工作时其焊缝处的受力不均匀，焊缝附近会出现应力其中，易产生疲劳破坏，为保证产品的可靠性，因此对其焊接工艺要求较高，且难以控制。
日本专利JP2010534163T公开了一种管件扭力梁零件的制造工艺方法，该方法采用复合模具机构方法，通过预成形和液压成形组合方式，完成扭力梁零件的加工，该方法难点在于复合模具设计以及同步工位设计，模具复杂度和制造精度要求较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管件扭力梁冲压成形方法，采用多道次分步冲压成形，通过在成形过程中采用防皱芯棒、增加扩口整形工序等工艺，不但能够在加工过程中避免对管件跑偏和窜动，而且能防止成形过程中因为材料分配不均而产生的起皱和叠料问题，防止因为材料堆积对模具产生的挤压和破坏，改善零件端部形状尺寸精度。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种管件扭力梁冲压成形方法，包括以下步骤：
1)确定管件扭力梁结构特征，将管件扭力梁自中间向两端依次划分为中间段、过渡段及端部三个区域，并对每个区域选取特征截面，根据特征截面获取特征截面线，即V形、U形、矩形，并以此设计冲压模具上下模；
2)按照上述截面线特征对作为原料的圆管的各个区域采用2～5道次分步冲压成形方式进行成形，其中，在过渡段成形过程中，针对过渡段区域插入可防止成形起皱和叠料的芯棒，芯棒轮廓尺寸比上述过渡段的特征截面小；
3)对管件端部进行整形加工，采用整形模具插入冲压模具上下模之间的管件内，整形模具前部形状与扭力梁成品的过渡段、端部的形状一致，其轮廓尺寸小于扭力梁成品的过渡段、端部的特征截面尺寸，以此对管件端部圆角和型面进行整形，从而达到预定的扭力梁型面。
进一步，对应扭力梁中间段的截面线特征V形特点，分四次完成成形加工；其中，第一工序将圆管压成三角形，再第二～第四工序采用分步成形，逐步将三角形截面成形成V形截面。
又，按照扭力梁过渡段的截面线特征U形特点，分三次完成加工；其中，第一工序将圆形压成半圆，再依次变形形成内凹的U形结构。
再有，按照扭力梁端部的截面形状矩形特点，分三次进行成形加工，逐步将圆形压成矩形；成形时，圆管内设可防止上下平面塌陷的垫块。
本发明通过将复杂形状特征的扭力梁零件按照多步成形工艺方法进行加工，即将管件扭力梁零件分为V形段、过渡段、端部等多个区域，按照截面特征进行分步成形，针对过渡段采用芯棒防止成形过程中产生的起皱和叠料，最后采用整形方法对局部区域进行调整，确保优良的尺寸精度。该方法采用分步成形方式，对扭力梁零件各个部位逐步加工成形，针对过渡段采用芯棒参与成形，不但能够在加工过程中避免对管件跑偏和窜动，而且能防止成形过程中因为材料分配不均而产生的起皱和叠料问题，防止因为材料堆积对模具产生的挤压和破坏。
附图说明
图1为扭力梁零件的立体图；
图2为扭力梁零件的正视图；
图3为图2的A-A（中间段）剖视放大图；
图4为图2的B-B（过渡段）剖视放大图；
图5为图2的C-C（端部）剖视放大图；
图6～图10为本发明扭力梁中间段的分步成形示意图；
图11～图14为本发明扭力梁过渡段的分步成形示意图；
图15～图18为本发明扭力梁端部的分步成形示意图；
图19为本发明扭力梁端部成形时采用垫块的示意图；
图20为本发明扭力梁过渡段成形的示意图；
图21为本发明扭力梁端部扩口整形加工的示意图。
具体实施方式
参见图1～图21，本发明的一种管件扭力梁冲压成形方法，包括以下步骤：
1)确定管件扭力梁结构特征，将管件扭力梁100自中间向两端依次划分为中间段11、过渡段12、12’及端部13、13’三个区域，并对每个区域选取特征截面，如图2所示，根据这三个区域的特点，选取一个或多个特征截面线，本实施例分别选择了A-A、B-B、C-C等三个特征截面；根据特征截面获取特征截面线，即V形、U形、矩形，并以此设计冲压模具上下模10、20；
2)按照上述截面线特征对作为原料的圆管1的各个区域采用2～5道次分步冲压成形方式进行成形，进一步，对应扭力梁中间段11的截面线特征V形特点，分四次完成成形加工；其中，第一工序将圆管1压成三角形，其特点在于采用带夹角的型面将圆管1定位，防止跑偏；按照最终V形截面的形状特点，将材料进行合理分配，防止由于材料分配不均导致的起皱和叠料；再第二～第四工序采用分步成形，逐步将三角形截面成形成V形截面；如图6～图10所示；
按照扭力梁过渡段12的截面线特征U形特点，分三次完成加工；其中，第一工序将圆形压成半圆，再依次变形形成内凹的U形结构；在过渡段12、12’成形过程中，针对过渡段区域插入可防止成形起皱和叠料的芯棒2，芯棒2轮廓尺寸比上述过渡段的特征截面小；如图11～图14、图20所示；
按照扭力梁端部13的截面形状矩形特点，分三次进行成形加工，其特点在于根据过渡段形状特点，逐步将圆形压成矩形；成形时，圆管1内设可防止上下平面塌陷的垫块2，同时，确保扩口工序密冲头顺利进入圆管1管端，完成扩口整形，如图15～18所示；
3)对管件端部进行整形加工，采用扩口模具将端部形状扩开，然后通过整形模具对圆管1管件圆角和型面进行整形。
如图2、图21所示，采用整形模具30、30’插入冲压模具上下模10、20之间的圆管1管件内，整形模具30、30’前部形状与扭力梁成品的过渡段12、12’、端部13、13’的形状一致，其轮廓尺寸小于扭力梁成品的过渡段12、12’、端部13、13’的特征截面尺寸，以此对管件端部圆角和型面进行整形，从而达到预定的扭力梁型面。
Claims (4)
1.一种管件扭力梁冲压成形方法，包括以下步骤：
1)确定管件扭力梁结构特征，将管件扭力梁自中间向两端依次划分为中间段、过渡段及端部三个区域，并对每个区域选取特征截面，根据特征截面获取特征截面线，即V形、U形、矩形，并以此设计冲压模具上下模；
2)按照上述截面线特征对作为原料的圆管的各个区域采用2～5道次分步冲压成形方式进行成形，其中，在过渡段成形过程中，针对过渡段区域插入可防止成形起皱和叠料的芯棒，芯棒轮廓尺寸比上述过渡段的特征截面小；
3)对管件端部进行整形加工，采用整形模具插入冲压模具上下模之间的管件内，整形模具前部形状与扭力梁成品的过渡段、端部的形状一致，其轮廓尺寸小于扭力梁成品的过渡段、端部的特征截面尺寸，以此对管件端部圆角和型面进行整形，从而达到预定的扭力梁型面。
2.如权利要求1所述的管件扭力梁冲压成形方法，其特征是，对应扭力梁中间段的截面线特征V形特点，分四次完成成形加工；其中，第一工序将圆管压成三角形，再第二～第四工序采用分步成形，逐步将三角形截面成形成V形截面。
3.如权利要求1所述的管件扭力梁冲压成形方法，其特征是，按照扭力梁过渡段的截面线特征U形特点，分三次完成加工；其中，第一工序将圆形压成半圆，再依次变形形成内凹的U形结构。
4.如权利要求1所述的管件扭力梁冲压成形方法，其特征是：按照扭力梁端部的截面形状矩形特点，分三次进行成形加工，逐步将圆形压成矩形；成形时，圆管内设可防止上下平面塌陷的垫块。
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