CN109773020B - 汽车薄壁结构件的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车薄壁结构件的制备方法，其特征在于，步骤包括：（1）对待加工件采用管材用弯管工艺加工形成过渡件；（2）将过渡件放入油压机，利用压型模具得到预成型件；（3）利用水作为成形介质，通过控制内压力和材料流动对预成型件进行加工，获得产品基本形状和定位孔；（4）根据定位孔利用激光切割，获得产品所需要的铆压孔；（5）通过模具对待加工件的铆压孔翻内孔；（6）利用油压机、定位孔将套筒定位于铆压孔并通过模具铆压连接。采用形成过渡件、预成型件的方式首先得到具有一定弯度的过渡件，再配合冲孔模具、翻孔模具、铆压模具等进行冲孔和铆压套筒，整体工艺无需对加工件进行合金填充，压制成型率高无需多道工序压型，因此本发明的薄壁结构件成型工艺便捷、定位准确、操作简单。

Description

汽车薄壁结构件的制备方法

技术领域

本发明涉及汽车零部件的制备，尤其是涉及汽车薄壁结构件的制备方法。

背景技术

薄壁结构件在车身机构中应用广泛，例如地板横梁、防撞梁等，薄壁结构件多是通过薄钢板经冲压、翻边、焊接等过程形成。而当薄壁结构件具有弯度时，对于弯度的加工现有的成型工艺中需要在管材内部填充合金，然后采用多道工序压制成型。其加工工时长，操作繁琐，零件的外观质量差，并且弯曲部分的内侧往往有局部起皱，产品返工率较高，良率较低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种缩短工时、提高生产效率和生产良率的薄壁结构件生产方法。

本发明的技术方案是提供一种汽车薄壁结构件的制备方法，步骤包括：

（1）对待加工件采用管材用弯管工艺加工形成过渡件；

（2）将过渡件放入油压机，利用压型模具得到预成型件；

（3）利用水作为成形介质，通过控制内压力和材料流动对预成型件进行加工，获得产品基本形状和定位孔；

（4）根据定位孔利用激光切割，获得产品所需要的铆压孔；

（5）通过模具实现待加工件的铆压孔翻内孔；

（6）利用油压机、定位孔将套筒定位于铆压孔并通过模具铆压连接。

其中，步骤（3）中冲孔用模具包括相互配合的上模和下模，待加工件固定于上模和下模之间，还包括冲出定位孔的冲头，冲头由油缸I驱动；

步骤（5）中翻内孔的模具包括配合的上模座和下模座，待加工件通过压料板固定于上模座和下模座之间；还包括多个相互配合的翻孔冲头和翻孔凹模，翻孔凹模可由气缸I驱动脱离待加工件；

步骤（6）中铆压连接用模具包括相互配合的压套筒上冲头和压套筒下冲头，待加工件通过定位块固定于模具中；还包括固定套筒的定位板，定位板由气缸II驱动至铆压处。

进一步地，上述冲孔用模具还包括上模板和下模板，上模板与上模通过垫脚连接，下模板与下模通过垫脚连接，模具两侧设有堵头，用以进一步固定待加工件。

进一步地，冲头为对称设置的两组，对应地油缸I对称设置以分别驱动冲头。

进一步地，翻孔冲头为对称设置的两组，翻孔凹模、气缸I对应设置。

进一步地，压套筒上冲头为对称设置的两组，压套筒下冲头对应设置，且压套筒下冲头由油缸II驱动。

进一步地，步骤（2）中压型用模具包括相互配合的上模组和下模组，上模组包括对称设置的第一上模和第二上模，下模组包括对称设置的第一下模和第二下模，待加工件固定于上模组与下模组之间，上模组固定于上模块，下模组固定于下模块。

进一步地，步骤（4）中采用激光进行定位孔切割，激光定位切割准确。

本发明的优点和有益效果：将弯管成型工艺引入薄壁结构件的加工过程形成具有一定弯度的过渡件，在利用以水作为介质的内高压成型技术形成具有产品基本形状和定位孔的预成型件，上述过程中对待加工件施加的力度均匀且柔和，在满足材料流动及时的前提下待加工件发生形变，因此无需再进行合金填充；再通过冲孔模具、翻孔模具、铆压模具等进行冲孔和铆压套筒，整体工艺无需对加工件进行合金填充，压制成型率高无需多道工序压型，并且能够加工表面具有凹凸且加工精度要求高的结构件，本发明的薄壁结构件成型工艺便捷、定位准确、操作简单。

附图说明

图1是汽车薄壁结构件的立体结构示意图。

图2是初始待加工件结构示意图。

图3是压型模具与待加工件配合的内部结构示意图。

图4是冲孔模具结构示意图。

图5是图4中D-D处的剖面结构示意图。

图6是铆压孔切割位置示意图，箭头所指为铆压孔位置。

图7是另一侧面的铆压孔切割位置示意图，箭头所指为铆压孔位置。

图8是翻内孔模具结构示意图。

图9是图8中C-C处的剖面结构示意图。

图10是铆压模具结构示意图。

图11是图10中A-A处的剖面结构示意图。

图12是图10中B-B处的剖面结构示意图。

图中，11-上模块，12-第一上模，13-第二上模，21-下模块，22-第一下模，23-第二下模，3-待加工件，41、42-堵头，51、52-油缸I，61-冲头，62-下模板，63-第一垫脚，64-下模，65-上模，66-第二垫脚，67-上模板，71、72-气缸I，73-翻孔凹模，74-翻孔冲头，75-上模座，76-下模座，77-压料板，81-压套筒上冲头，82-定位块，83-压套筒下冲头，84-油缸II，85-气缸II，86-套筒定位块。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示为本发明的加工完成后的汽车薄壁结构件，其为对称结构件，具有一定弧度且中间弧度明显，两侧弧度平缓，两侧还对称分布有套筒，因此图1所示的薄壁结构件的加工要点在于在待加工件中间、两翼形成特定弧度并随后在两翼进行精准的孔加工同时固定套筒。本发明提供一种汽车薄壁结构件的制备方法，步骤包括：

（1）对待加工件采用管材用弯管工艺加工形成过渡件，如图2所示；

（2）将过渡件放入油压机，利用压型模具得到预成型件；

（3）对预成型件进行冲孔，获得定位孔；

（4）根据定位孔进行切割，获得产品所需要的铆压孔，如图6至7所示，图中箭头所示为本发明所需加工的铆压孔；

（5）通过模具实现待加工件的铆压孔翻内孔；

（6）利用油压机、定位孔将套筒定位于铆压孔并通过模具铆压连接。

如图4至5所示，步骤（3）中冲孔用模具包括相互配合的上模65和下模64，待加工件3固定于上模65和下模64之间；还包括冲出定位孔的冲头61，冲头由油缸I驱动；

优选地，冲头61为对称设置的两组，对应地油缸I 51、52对称设置以分别驱动冲头61；

优选地，冲孔用模具还包括上模板67和下模板62，上模板67与上模65通过第二垫脚66连接，下模板62与下模64通过第一垫脚63连接，模具两侧设有堵头41、42，用以进一步固定待加工件3。

如图8至9所示，步骤（5）中翻内孔的模具包括配合的上模座75和下模座76，待加工件3通过压料板77固定于上模座75和下模座76之间；还包括多个相互配合的翻孔冲头74和翻孔凹模73，翻孔凹模73可由气缸I 71、72驱动从而脱离待加工件3；优选地，翻孔冲头74为对称设置的两组，翻孔凹模73、气缸I 71、72对应设置。

如图10至12所示，步骤（6）中铆压连接用模具包括相互配合的压套筒上冲头81和压套筒下冲头84，待加工件3通过定位块82固定于模具中；还包括固定套筒的定位板86，定位板86由气缸II 85驱动至铆压处；

优选地，压套筒上冲头81为对称设置的两组，压套筒下冲头83对应设置，且压套筒下冲头83由油缸II 84驱动。

如图3所示，步骤（2）中压型用模具包括相互配合的上模组和下模组，上模组包括对称设置的第一上模12和第二上模13，下模组包括对称设置的第一下模22和第二下模23，待加工件3固定于上模组与下模组之间，上模组固定于上模块11，下模组固定于下模块21。

优选地，步骤（4）中采用激光进行定位孔切割，激光定位切割准确。

具体工作过程为：

首先将初始待加工件3利用管材弯管工艺完成所需产品的过渡形状，即获得如图2所示的过渡件；然后选用油压机，将过渡件放入油压机中，通过如图3所示的压型模具得到预成型件，其中压型模具的第一上模12、第二上模13，以及第一下模22、第二下模23可分别调节，以实现对待加工件3形状的精确控制，获得尺寸符合要求的预成型件；再将预成型件放入如图4至5所示的冲孔模具中，对称设置的油缸I 51和52同时动作驱动冲头61对预成型件进行冲孔，在预成型件的两翼获得定位孔；再次，在如图8至9所示的翻内孔模具内，根据定位孔定位后，利用3D激光切割工艺，根据产品设计要求切割所需的铆压孔，气缸I 71和72带动翻孔凹模73脱离待加工件3，上模座75与下模座76相对运动至闭合以实现待加工件3的铆压孔翻内孔；最后将翻内孔的待加工件3置于如图10至12所示的铆压连接用模具中，对称设置的气缸II 85同时动作带动固定有套筒的定位板86，将套筒的定位孔推送至相应的铆压孔处，然后模具合模后油缸II 84动作带动压套筒下冲头83运动与压套筒上冲头81配合完成套筒与薄壁结构件的铆压连接，最终获得如图1所示的产品。

本发明实施例涉及到的材料、试剂和实验设备，如无特别说明，均为符合汽车零部件制造领域的市售产品。

以上所述，仅为本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的核心技术的前提下，还可以做出改进和润饰，这些改进和润饰也应属于本发明的专利保护范围。与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (6)

1.汽车薄壁结构件的制备方法，所述汽车薄壁结构件为对称结构件，具有一定弧度且中间弧度明显，两侧弧度平缓，两侧还对称分布有套筒，其特征在于，步骤包括：

（1）对待加工件采用管材用弯管工艺加工形成过渡件；

（2）将过渡件放入油压机，利用压型模具得到预成型件；

（3）利用水作为成形介质，通过控制内压力和材料流动对预成型件进行加工，获得产品基本形状和定位孔；

（4）根据定位孔利用激光切割，获得产品所需要的铆压孔；

（5）通过模具对待加工件的铆压孔翻内孔；

（6）利用油压机、定位孔将套筒定位于铆压孔并通过模具铆压连接；

其中，所述步骤（3）中冲孔用模具包括相互配合的上模和下模，待加工件固定于上模和下模之间；还包括冲出定位孔的冲头，冲头由油缸I驱动；

所述步骤（5）中翻内孔的模具包括配合的上模座和下模座，待加工件通过压料板固定于上模座和下模座之间；还包括多个相互配合的翻孔冲头和翻孔凹模，翻孔凹模可由气缸I驱动脱离待加工件；

所述步骤（6）中铆压连接用模具包括相互配合的压套筒上冲头和压套筒下冲头，待加工件通过定位块固定于模具中；还包括固定套筒的定位板，定位板由气缸II驱动至铆压处。

2.根据权利要求1所述的汽车薄壁结构件的制备方法，其特征在于，所述冲孔用模具还包括上模板和下模板，上模板与上模通过第二垫脚连接，下模板与下模通过第一垫脚连接，冲孔用模具两侧设有固定待加工件的堵头。

3.根据权利要求1所述的汽车薄壁结构件的制备方法，其特征在于，所述冲头为对称设置的两组，对应地油缸I对称设置以分别驱动冲头。

4.根据权利要求1所述的汽车薄壁结构件的制备方法，其特征在于，所述翻孔冲头为对称设置的两组，所述翻孔凹模、气缸I分别与所述翻孔冲头对应设置。

5.根据权利要求1所述的汽车薄壁结构件的制备方法，其特征在于，所述压套筒上冲头为对称设置的两组，所述压套筒下冲头对应设置，且所述压套筒下冲头由油缸II驱动。

6.根据权利要求1所述的汽车薄壁结构件的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中压型用模具包括相互配合的上模组和下模组，所述上模组包括对称设置的第一上模和第二上模，所述下模组包括对称设置的第一下模和第二下模，待加工件固定于上模组与下模组之间，所述上模组固定于上模块，所述下模组固定于下模块。