CN106493513A - 车辆的保险杠梁的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆的保险杠梁的制造方法，所述方法可以包括如下步骤：管件制造，通过将具有预定厚度的钢板在第一模制辊筒与第二模制辊筒之间进行管件模制而生产圆形管件，将所述圆形管件在加热炉中加热至设定的温度，将在加热炉中进行加热且具有挠性的圆形管件加压并模制，同时将所述圆形管件插入至上模具与下模具之间以形成模制梁，然后，将模制梁迅速地冷却以将模制梁形成为高强度模制梁，通过弯曲模制机器而以预定曲率对高强度模制梁进行弯曲模制。

Description

车辆的保险杠梁的制造方法

与相关申请的交叉引用

本申请要求2015年9月7日提交的韩国专利申请第10-2015-0126543号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种车辆的保险杠梁的制造方法，更具体地，涉及这样一种车辆的保险杠梁的制造方法，其中圆形管件通过热冲压模制而模制为具有至少两个封闭横截面的保险杠梁，用以消除焊接部分并且防止由厚薄不均而在内横截面沿曲率半径方向甚至在弯曲模制中产生不均匀的凹痕。

背景技术

通常，通过辊轧成形方法并以预定的曲率来模制封闭横截面的模制梁而制造车辆的保险杠梁。

辊轧成形方法使封闭横截面的模制梁穿过辊轧成形器单元，在该辊轧成形器单元中，辊轧成形器(辊轧成形器通过展开的卷材而构成为一对的上模制辊筒和下模制辊筒)在成直线并多级布置以使模制梁弯曲并模制为不同形状。下文将描述辊轧成形方法的详细的系统及详细的工艺。

图1为一般的辊轧成形系统及其每一个步骤的工艺的概念图。

参考图1，在一般的辊轧成形系统及其工艺中，将提供的卷材10展开的开卷机1配置在生产线的前部以进行展开步骤S1。

具有平板状钢板平面20的调直器2(其将从开卷机1释放的带型钢板拉直)设置在开卷机1的加工方向之后以进行拉直步骤S2。

在从调直器2供应的钢板平板20中模制用于不同目的的孔洞的折弯机(brakepress)3设置在调直器2的加工方向之后以进行冲孔步骤S3。

由至少10级或者更多级(未全部示出)的辊轧成形器R1至R7形成的辊轧成形单元4设置在折弯机3的加工方向之后以进行辊轧成形步骤S4，该辊轧成形步骤S4为将通过开卷机1、调直器2和折弯机3所供应的钢板平板20辊轧模制为通过连续的弯曲模制而获得的具有封闭横截面的模制梁30的形状。

激光焊接机5设置在辊轧成形单元4的加工方向之后且从激光振荡器5a输出的激光束辐射至模制梁30的焊接部以进行焊接步骤S5。

此外，弧形折弯机6设置在激光焊接机5的加工方向之后且模制梁30穿过根据曲率半径所设置的多级弯曲辊轧单元，以便被模制为执行将模制梁模制为具有预定曲率的模制梁40的弯曲步骤S6。

图2为一般的弧形折弯机的侧视构造图。

参考图2，弧形折弯机6包括5级弯曲辊轧单元。

第一级弯曲辊轧单元BR1由在辊轧框架6a上位于加工方向的前部的上侧处和下侧处的一对弯曲辊筒形成，以引导通过焊接步骤S5从辊轧成形单元4的最后面的辊轧成形器(图1中的R7)的模制辊筒所供应的模制梁30。

进一步地，第二级弯曲辊轧单元BR2同样由在辊轧框架6a上的位于第一级弯曲辊轧单元BR1的加工方向之后的上侧处和下侧处的一对弯曲辊筒形成以沿曲率半径方向辊轧支撑模制梁30。

此外，第三弯曲辊轧单元BR3、第四弯曲辊轧单元BR4以及第五弯曲辊轧单元BR5沿着曲率半径顺序地设置从而在辊轧框架6a上的位于第二级弯曲辊轧单元BR2的加工方向之后来进行模制，这些弯曲辊轧单元中的每一个同样由一对在上侧处和下侧处的弯曲辊筒形成，模制梁30穿过每个弯曲辊轧单元以被模制为具有预定曲率的模制梁40。

此外，冲切机7设置在弧形折弯机6的加工方向之后以实现切割步骤S7，切割步骤S7为根据用于生产模制梁40的完工的产品的规格来切割模制梁40。

图3为通过一般的辊轧成形系统及工艺所生产的防撞梁的一个示例的立体图。

参考图3，其示出通过辊轧成形系统及其工艺所生产的一个示例的车辆的保险杠梁50，所述示例的保险杠梁50弯曲成在上侧处和下侧处具有封闭的横截面，其两端激光被焊接用于以预定的曲率模制。

然而，如图3所示，常规的保险杠梁50存在这样的问题：多个凹痕D(其中深度和产生位置不均匀)由于在进行弯曲的模制过程中的厚薄不均而在具有较大宽度的内横截面上沿曲率半径方向产生，从而降低碰撞刚度。

换言之，凹痕D通过如下方式产生的：在焊接步骤S5中的弯曲的过程中在前表面的后部中沿纵向方向焊接模制梁30的两端形成焊接部而在形成曲率的过程中使厚薄不均加深。

在不均匀的凹痕D的情况下，当保险杠梁50与牵引钩管件组装的时候，牵引钩管件与形成于保险杠梁50上的孔洞H之间的匹配性能不一致从而造成焊接误差，因此，存在这样的问题，通过对焊接部的总体检查而需要进行额外的焊接工序以便确保保险杠梁50与牵引钩管件的焊接质量。

公开于本发明的背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的保险杠梁的制造方法，其中，通过管件模制而生产圆形管件，在预定温度下进行加热，然后，通过热冲压模制而模制为具有至少两个封闭的横截面的保险杠梁以移除现有的焊接部并防止由于厚薄不均而在曲率半径方向内横截面上甚至在弯曲模制中产生不均匀的凹痕。

根据本发明的各个方面，一种车辆的保险杠梁的制造方法，所述方法可以包括如下步骤：通过将具有预定厚度的钢板在第一模制辊筒与第二模制辊筒之间进行管件模制而生产圆形管件，将所述圆形管件在加热炉中加热至设定的温度，将在加热炉中进行加热且具有挠性的圆形管件加压并模制，同时将所述圆形管件插入至上模具与下模具之间以形成模制梁，然后，将模制梁迅速地冷却以将模制梁形成为高强度模制梁，通过弯曲模制机器而以预定曲率对高强度模制梁进行弯曲模制。

所述钢板可以为具有1mm厚度的冷轧钢板。

冷轧钢板可以具有550MPa的抗拉强度。

所述加热炉可以为高频加热炉。

所述加热炉可以为电加热炉。

设定的温度可以为900℃。

模制梁可以为平直的梁材料，模制梁的下表面通过下模具可以形成为平坦的水平表面，模制梁的上表面可以通过上模具模制为凹进部以在一侧处接触下表面，从而在下表面与上表面之间形成至少两个封闭的横截面。

在高强度模制梁中，高强度模制梁的下表面可以设置在高强度模制梁的曲率半径的边缘上以进行弯曲模制。

高强度模制梁可以具有1800MPa的抗拉强度。

根据本发明的各个方面，一种车辆的保险杠梁的制造方法可以包括如下步骤：管件制造，通过将具有1mm厚度的冷轧钢板在多个模制辊筒之间进行管件模制而生产圆形管件；在高频加热炉中在900℃或者更高的温度下将所述圆形管件进行加热；将在高频加热炉中进行加热且具有挠性的圆形管件加压并模制，同时将所述圆形管件投入至上模具与下模具之间以生产包括平直的梁材料的模制梁，其中下表面通过下模具形成为平坦水平表面，上表面通过上模具模制为凹进部以在一侧处接触下表面，并且在下表面与上表面之间形成至少两个封闭的横截面，然后，将模制梁迅速地冷却以生产高强度模制梁；以及弯曲，通过弯曲模制机器而以预定曲率对高强度模制梁进行弯曲模制。

根据本发明的各个实施方案，通过管件模制而生产的圆形管件在预定的温度下加热，然后，圆形管件通过热冲压模制而被模制为具有至少两个封闭的横截面的保险杠梁以移除现有的焊接部分，因此，通过排除焊接工序而简化工序，并且还能够降低成本。

此外，与相关技术相比，由于圆形管件的结构刚度方面的优势，成为材料的钢板的厚度可以降低10％或者更多，因此，可以提高碰撞能力并降低重量。

此外，在曲率半径方向内横截面上集中的应力方向可以通过移除现有的焊接部而在弯曲模制中均匀分布以防止由于厚薄不均而产生不均匀的凹痕。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。

本发明的方法和装置可以具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为一般的辊轧成形系统和其每一个步骤的工艺的概念图。

图2为一般的弧形折弯机的侧视构造图。

图3为通过一般的辊轧成形系统和工艺所生产的防撞梁的一个示例的立体图。

图4为根据本发明的各个实施方案的车辆的保险杠梁的制造方法的分步工艺的概念图。

图5为通过根据本发明的各个实施方案的车辆的保险杠梁的制造方法所制造的保险杠梁的横截面图。

图6为通过根据本发明的各个实施方案的车辆的保险杠梁的制造方法所制造的保险杠梁的立体图。

应理解的是，附图呈现了描述本发明基本原理的各个特征的一定程度的简化表示，从而不一定是按比例绘制的。本发明所公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

图4为根据本发明的各个实施方案的车辆的保险杠梁的制造方法的分步工艺的概念图，图5为通过根据本发明的各个实施方案的车辆的保险杠梁的制造方法所制造的保险杠梁的横截面图，图6为通过根据本发明的各个实施方案的车辆的保险杠梁的制造方法所制造的保险杠梁的立体图。

参考图4，用于模制根据本发明的各个实施方案的车辆的保险杠梁的制造方法包括管件制造工序S10、加热工序S20、热冲压工序S30，以及弯曲工序S40。

首先，在管件制造工序S10中，具有预定厚度的钢板P在两个模制辊筒R1与R2之间进行管件模制以生产圆形管件PP。

在此情况下，钢板P可以由具有1mm厚度的冷轧钢板形成，但是并不特别地限于此，可以采用添加硼的硼钢板。

在此，冷轧钢板的抗拉强度可以为550MPa，但是并不特别地限于此。

此外，在管件制造工序S10之后进行的加热工序S20中，圆形管件PP在加热炉HT中被加热至设定温度。

在此情况下，加热炉HT可以为高频加热炉，但是并不特别地限于此。为此目的，可以采用能够在预定时间内将圆形管件PP加热至设定的温度的加热炉HT，加热炉可以为电加热炉。

在此，设定的温度优选为900℃，设定的温度可以根据材料而不同，但是通常，在热冲压材料的情况下，不像常规的高强度钢，而是将在模制之前具有接近500MPa至800MPa的抗拉强度的铁素体组织钢板制成奥氏体，然后在900℃的高温或更高的温度下进行高温模制，然后迅速地冷却以获得具有接近1300MPa至1800MPa的高抗拉强度的马氏体结构。

此外，在热冲压工序S30中，当具有挠性同时在加热炉HT中加热的圆形管件PP被投入至上模具M1与下模具M2之间的时候，对圆形管件PP加压并模制为模制梁，然后，将模制梁B迅速地冷却以生产高强度模制梁B。

在此，上模具M1和下模具M2可以由一般的热冲压模具形成，参考图5，模制梁B的下表面F1通过下模具M2的平坦水平表面而形成，上表面F2通过上模具M1模制为凹进部T从而在一侧处接触下表面F1，因此，模制梁B模制为在下表面F1与上表面F2之间形成至少两个封闭的横截面SP1和SP2的平直型的梁材料。

此外，在弯曲工序S40中，高强度模制梁B通过具有多个弯曲辊筒BR的弯曲模制机器而被弯曲模制为预定曲率。

在此情况下，参考图6，下表面F1设置在曲率半径的外部，高强度模制梁B由此而被弯曲模制，这样生产的最终的高强度模制梁B可以应用为具有1800MPa的抗拉强度的保险杠梁BB。

因此，根据本发明的车辆的保险杠梁的制造方法，由管件制造模制所生产的圆形管件PP在管件制造步骤工序S10中的加热炉HT中加热至900℃的高温，然后在热冲压模具中模制为具有至少两个封闭的横截面SP1和SP2的模制梁B以通过迅速的冷却来确保强度，然后，通过弯曲模制机器而被弯曲模制为具有预定曲率用以制造高强度轻质的车辆的保险杠梁BB。

在此情况下，由管件制造模制的圆形管件PP应用为用于保险杠梁BB的材料，可以排除焊接现有的钢板材料的两端的焊接部。因此，可以不进行额外的焊接工序，从而使得工序得到简化进而降低成本。

当连接模制梁B的下表面F1与上表面F2的凹进部T接触下表面F1的时候，模制梁B模制为形成两个封闭的横截面SP1和SP2，与相关技术相比，由于圆形管件PP的结构刚度方面的优势，成为材料的钢板的厚度可以降低10％或者更多，因此，可以提高抵抗碰撞的能力且可以降低保险杠梁BB的重量。

此外，在曲率半径方向内横截面上集中的应力的方向可以通过移除现有的焊接部而在弯曲模制中分布至凹进部T，从而防止由于厚薄不均而产生不均匀的凹痕。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”或“下”、“内”或“外”等被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并非意欲穷尽，或者将本发明严格限制为所公开的具体形式，显然，根据上述教导可能进行很多改变和变化。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (13)

1.一种车辆的保险杠梁的制造方法，包括如下步骤：

通过将具有预定厚度的钢板在第一模制辊筒与第二模制辊筒之间进行管件模制而生产圆形管件；

将所述圆形管件在加热炉中加热至预定温度；

将在加热炉中进行加热且具有挠性的圆形管件加压并模制，同时将所述圆形管件插入至上模具与下模具之间以形成模制梁，然后，将模制梁冷却以将模制梁形成为高强度模制梁；以及

通过弯曲模制机器而以预定曲率对高强度模制梁进行弯曲模制。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述钢板包括具有1mm厚度的冷轧钢板。

3.根据权利要求2所述的制造方法，其中，冷轧钢板具有550MPa的抗拉强度。

4.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述加热炉包括高频加热炉。

5.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述加热炉包括电加热炉。

6.根据权利要求1所述的制造方法，其中，预定温度为900℃。

7.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述模制梁包括平直的梁材料，模制梁的下表面通过下模具形成为平坦的水平表面，而模制梁的上表面通过上模具而模制为凹进部以在一侧处接触下表面，从而在下表面与上表面之间形成至少两个封闭的横截面。

8.根据权利要求7所述的制造方法，其中，在高强度模制梁中，高强度模制梁的下表面设置在高强度模制梁的曲率半径的边缘上以进行弯曲模制。

9.根据权利要求1所述的制造方法，其中，高强度模制梁具有1800MPa的抗拉强度。

10.一种车辆的保险杠梁的制造方法，包括如下步骤：

通过将具有1mm厚度的冷轧钢板在多个模制辊筒之间进行管件模制而生产圆形管件；

在高频加热炉中在900℃或者更高的温度下将所述圆形管件进行加热；

将在高频加热炉中进行加热且具有挠性的圆形管件加压并模制，同时将所述圆形管件投入至上模具与下模具之间以生产包括平直的梁材料的模制梁，其中下表面通过下模具形成为平坦的水平表面，上表面通过上模具模制为凹进部以在一侧处接触下表面，并且在下表面与上表面之间形成至少两个封闭的横截面，然后，将模制梁冷却以生产高强度模制梁；以及

通过弯曲模制机器而以预定曲率对高强度模制梁进行弯曲模制。

11.根据权利要求10所述的制造方法，其中，冷轧钢板具有550MPa的抗拉强度。

12.根据权利要求10所述的制造方法，其中，在高强度模制梁中，高强度模制梁的下表面设置在高强度模制梁的曲率半径的边缘上以进行弯曲模制。

13.根据权利要求10所述的制造方法，其中，高强度模制梁具有1800MPa的抗拉强度。