CN111842635B - 汽车前下控制臂的成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车前下控制臂的成型工艺，坯料一次两个进行成型整形，依次进行三次拉伸成型和后续分次的成型整形。这样，汽车前下控制臂进行三次减薄拉伸成型，分步逐渐减薄后，减缓了材料的拉伸瞬间受力，从而保证了产品不开裂不起皱；而在后续的翻边、冲孔、翻孔、修边等工序，通过成型模具依次有序地对产品上各个部位达到规定的要求，即不会产生后续加工对已有半成品造成加工伤害而形成的变形，也合理地根据加工难易和加工面积而产生的时间差来安排加工顺序，大大提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及成型工艺的技术领域，具体讲是一种汽车前下控制臂的成型工艺。
背景技术
汽车技术中，被广泛使用的独立悬架系统主要为麦弗逊式和双叉臂式悬架系统。在双叉臂前悬架系统中，副车架作为悬架系统的基础结构元件，为悬架系统提供了硬点布置，保证了运动学特征，同时提供了足够的刚度以确保行驶过程的稳定性；而前下控制臂作为双叉臂式悬架系统的导向和传力元件，承受着车轮传递而来的地面冲击和载荷，主要表现为纵向冲击。前下控制臂通过螺栓螺母连接到副车架上，以保证车轮按照设计轨迹运动。现有技术的前下控制臂，如附图1中所示，它呈拐角形状，并在其一端和拐角处各设有大通孔，大通孔的边缘均有翻边，整个产品的边缘为折边，产品面板部呈与折边方向相同的凸筋，另外在拐角处的产品边缘设有与产品面板呈竖立状的延伸部，该延伸部是与汽车副车架连接的，它的边缘同样具有折边。因此，前下控制臂的产品形状非常不规则，它的成型模具的脱模机构是非常复杂的，从而成型模具的体积是十分庞大的。另外，汽车前下控制臂的板材是厚度达到4毫米的冷轧钢板，其材质较硬、脆，在成型过程是很容易开裂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种避免出现成型产品开裂、减薄率超标、不平整等缺陷，从而大大提高产品的质量稳定性的汽车前下控制臂的成型工艺。
为解决上述技术问题，本发明提供的汽车前下控制臂的成型工艺，坯料板一次两个左右对称进行成型整形，它包括以下步骤：
1)通过一次成型模具对坯料板进行第一次拉伸成型，得到一次成型半成品，该一次成型半成品沿坯料板的长度走向的中间部位具有向上凸的凸筋，凸筋的拐角处为向上鼓起的中部鼓包，坯料板在拐角的翻边处为向上鼓起的拐角鼓包，坯料板的其余部分为平面板材；所述中部鼓包整体呈弧形突出，并且中部鼓包与凸筋的连接处也为弧形过度；所述拐角鼓包与平面板材的连接处也为弧形过度；
2)通过二次成型模具对一次成型半成品进行第二次拉伸成型，得到二次成型半成品，该二次成型半成品板料再次减薄，使中部鼓包的顶部为平面，且鼓包的直径缩小；使拐角鼓包成型出双层台阶鼓包；
3)将二次成型半成品翻面，使鼓包突出朝下，通过模具对二次成型半成品进行修边冲孔成型，得到三次成型半成品，该三次成型半成品的拐角鼓包处冲出拐角通孔，同时在三次成型半成品的一端冲出端部通孔；按照预留的加工余量沿预设轮廓冲裁多余的废料，修出轮廓边缘；
4)通过模具对三次成型半成品进行翻边成型，得到四次成型半成品，该四次成型半成品分别在拐角内侧边缘翻出方向与凸筋凸出方向相同的翻边，在拐角其中一条外侧边缘翻出方向与凸筋凸出方向相同的翻边，并在双层台阶鼓包处的台阶处进行裁切之后，该双层台阶鼓包所在的拐角另一条外侧边缘翻出方向与凸筋凸出方向相同的翻边；四次成型半成品在拐角外侧处形成用于与汽车副车架连接的延伸部；
5)通过模具对四次成型半成品进行翻孔成型和局部侧修边成型，得到五次成型半成品；该五次成型半成品分别在端部通孔处和拐角通孔处翻出方向与凸筋凸出方向相同的翻边，形成翻边孔；六次成型半成品在凸筋根部和顶部的连接处分别进行修边；
6)通过模具对五次成型半成品进行第六次成型整形，得到六次成型半成品；该六次成型半成品在远离端部通孔的另一端冲出小孔，在端部通孔周边进行裁切修边，同时在端部通孔与凸筋的连接处进行压槽；同时，在拐角外侧处的延伸部分别与拐角外侧两条翻边的连接处进行局部修边；
7)通过模具对六次成型半成品进行第七次冲孔成型，得到成品；在凸筋的凸出面板上进行冲孔。
所述步骤4)中延伸部在成型后的脱模机构包括上连接座、滑块、下固定座和模拟块；所述上连接座的上端与上模组件固定连接，上连接座的下端与滑块的上端滑动连接，滑块的下端与下固定座的上端滑动连接，下固定座的下端与下模组件固定连接，模拟块的一端与滑块的侧面端部连接，另一端为成型端。
所述滑块远离模拟块的侧面端部为斜面，并且斜面上沿高度方向设有贯通整个斜面的滑槽；所述滑块的下端设有对称设置在滑块前后两侧的挂板，该挂板由互相垂直且连接在一起的连接板和卡板组成，连接板的另一端与滑块连接，两块挂板与滑块底面形成T形滑槽。
所述上连接座的下端面为与滑块上的斜面相配合的斜面，且斜面上沿高度方向设有T形沉槽，所述T形沉槽内滑动连接有横截面为T形的滑动条，滑动条的端面高于上连接座的斜面，同时滑动配合在滑块上的滑槽内。
所述滑动条的中间位置处设有突出于滑动条表面的卡块，滑块上滑槽的中间位置处设有与卡块相配的卡槽，卡块卡接在卡槽内。
所述卡块的宽度与滑动条的宽度同宽，卡槽的宽度与滑槽的宽度同宽。
所述滑块的下端面具有向内凹的内凹V形面，并且内凹V形面的长度延伸方向与水平方向呈夹角；所述下固定座的上端面具有与滑块的内凹V形面相配合的向外凸的外凸V形面，滑块通过内凹V形面和外凸V形面的配合滑动连接在下固定座上。
所述下固定座的外凸V形面向下延伸并在下固定座的前后两个侧面分别形成限位条，滑块下端的挂板中的卡板卡接在限位条下方，滑块通过T形滑槽与限位条的配合卡接在下固定座上。
所述滑块下端的内凹V形面在两面相交处设有内凹的方形沉槽。
采用以上成型工艺后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1)在原有的工艺基础上进行进一步的优化，对汽车前下控制臂进行三次减薄拉伸成型，分步逐渐减薄后，减缓了材料的拉伸瞬间受力，从而保证了产品不开裂不起皱；而在后续的翻边、冲孔、翻孔、修边等工序，通过成型模具依次有序地对产品上各个部位达到规定的要求，即不会产生后续加工对已有半成品造成加工伤害而形成的变形，也合理地根据加工难易和加工面积而产生的时间差来安排加工顺序，大大提高生产效率。
2)产品延伸部的成型模具中的脱模机构，仅通过滑块内凹V形面和下固定座的外凸V形面之间的倾斜方向的滑动配合，以及滑块与上连接座之间的倾斜方向的滑动配合，来实现模具的脱模，结构更加紧凑、简单，既能实现脱模功能，同时也减少模具体积，减少生产成本。
3)脱模机构中上连接座中滑动条与卡块的设置，使滑块在下固定座上的滑动具有延时性，即滑块在等待一定时间后再进行开模，因此，产品在拐角处的延伸部的脱模可以有序地进行，避免产生脱模时的干涉而造成的产品的损坏。
4)滑块下端的内凹V形面的两面相交处的方形沉槽的设置，使上滑块与下固定板之间的V形面滑动配合时不会因为加工误差以及精度的影响而产生过定位，而造成的滑动不平稳甚至卡死的现象。
5)下固定座上端外凸V形面两侧的限位条的设置，使滑块始终在下固定座上滑动而不会从下固定座上脱开，保证了成型模具的顺利进行。
附图说明
图1是本发明中汽车前下控制臂产品结构示意图。
图2是本发明中一次成型后得到的一次成型半成品的结构示意图。
图3是本发明中二次成型后得到的二次成型半成品的结构示意图。
图4是本发明中三次成型后得到的三次成型半成品的结构示意图。
图5是本发明中四次成型后得到的四次成型半成品的结构示意图。
图6是本发明中五次成型后得到的五次成型半成品的结构示意图。
图7是本发明中六次成型后得到的产品结构示意图。
图8是本发明中四次成型时成型模具的结构示意图。
图9是图8中延伸部脱模机构的爆炸结构示意图。
图10是图9中上连接座的结构示意图。
其中：1、一次成型装半成品；2、凸筋；3、中部鼓包；4、拐角鼓包；5、平面板材；6、二次成型装半成品；7、平面；8、双层台阶鼓包；9、三次成型装半成品；10、拐角通孔；11、端部通孔；12、四次成型装半成品；13、翻边；14、延伸部；15、五次成型装半成品；16、六次成型装半成品；17、小孔；18、成品；19、上连接座；20、滑块；21、模拟块；22、下固定座；23、限位条；24、滑槽；25、卡槽；26、内凹V形面；27、挂板；28、外凸V形面；29、T形沉槽；30、滑动条；31、卡块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。
结合图1～图10所示的本发明汽车前下控制臂的成型工艺的产品成型过程结构示意图可知，汽车前下控制臂的成型工艺，坯料板一次两个左右对称进行成型整形，其特征在于：它包括以下步骤：
1)通过一次成型模具对坯料板进行第一次拉伸成型，得到一次成型半成品1，该一次成型半成品1沿坯料板的长度走向的中间部位具有向上凸的凸筋2，凸筋2的拐角处为向上鼓起的中部鼓包3，坯料板在拐角的翻边处为向上鼓起的拐角鼓包4，坯料板的其余部分为平面板材5；所述中部鼓包3整体呈弧形突出，并且中部鼓包3与凸筋2的连接处也为弧形过度；所述拐角鼓包4与平面板材5的连接处也为弧形过度；
2)通过二次成型模具对一次成型半成品1进行第二次拉伸成型，得到二次成型半成品6，该二次成型半成品6板料再次减薄，使中部鼓包3的顶部为平面7，且鼓包的直径缩小；使拐角鼓包4成型出双层台阶鼓包8；
3)将二次成型半成品6翻面，使鼓包突出朝下，通过模具对二次成型半成品6进行修边冲孔成型，得到三次成型半成品9，该三次成型半成品9的拐角鼓包4处冲出拐角通孔10，同时在三次成型半成品9的一端冲出端部通孔11；按照预留的加工余量沿预设轮廓冲裁多余的废料，修出轮廓边缘；
4)通过模具对三次成型半成品9进行翻边成型，得到四次成型半成品12，该四次成型半成品12分别在拐角内侧边缘翻出方向与凸筋2凸出方向相同的翻边13，在拐角其中一条外侧边缘翻出方向与凸筋2凸出方向相同的翻边13，并在双层台阶鼓包8处的台阶处进行裁切之后，该双层台阶鼓包8所在的拐角另一条外侧边缘翻出方向与凸筋2凸出方向相同的翻边13；四次成型半成品12在拐角外侧处形成用于与汽车副车架连接的延伸部14；
5)通过模具对四次成型半成品12进行翻孔成型和局部侧修边成型，得到五次成型半成品15；该五次成型半成品15分别在端部通孔11处和拐角通孔10处翻出方向与凸筋2凸出方向相同的翻边13，形成翻边孔；五次成型半成品15在凸筋2根部和顶部的连接处分别进行修边；
6)通过模具对五次成型半成品15进行第六次成型整形，得到六次成型半成品16；该六次成型半成品16在远离端部通孔11的另一端冲出小孔17，在端部通孔11周边进行裁切修边，同时在端部通孔11与凸筋2的连接处进行压槽；同时，在拐角外侧处的延伸部分别与拐角外侧两条翻边13的连接处进行局部修边；
7)通过模具对六次成型半成品16进行第七次冲孔成型，得到成品18；在凸筋2的凸出面板上冲出小孔17。
所述步骤4中延伸部14在成型后的脱模机构包括上连接座19、滑块20、下固定座22和模拟块21；所述上连接座19的上端与上模组件固定连接，上连接座19的下端与滑块20的上端滑动连接，滑块20的下端与下固定座22的上端滑动连接，下固定座22的下端与下模组件固定连接，模拟块21的一端与滑块20的侧面端部连接，另一端为成型端。
所述滑块20远离模拟块21的侧面端部为斜面，并且斜面上沿高度方向设有贯通整个斜面的滑槽24；所述滑块20的下端设有对称设置在滑块20前后两侧的挂板27，该挂板27由互相垂直且连接在一起的连接板和卡板组成，连接板的另一端与滑块20连接，两块挂板27与滑块20底面形成T形滑槽。
所述上连接座19的下端面为与滑块20上的斜面相配合的斜面，且斜面上沿高度方向设有T形沉槽29，所述T形沉槽29内滑动连接有横截面为T形的滑动条30，滑动条30的端面高于上连接座19的斜面，同时滑动配合在滑块20上的滑槽24内。
所述滑动条30的中间位置处设有突出于滑动条30表面的卡块31，滑块20上滑槽24的中间位置处设有与卡块31相配的卡槽25，卡块31卡接在卡槽25内。
所述卡块31的宽度与滑动条30的宽度同宽，卡槽25的宽度与滑槽24的宽度同宽。
所述滑块20的下端面具有向内凹的内凹V形面26，并且内凹V形面26的长度延伸方向与水平方向呈夹角；所述下固定座22的上端面具有与滑块20的内凹V形面26相配合的向外凸的外凸V形面28，滑块20通过内凹V形面26和外凸V形面28的配合滑动连接在下固定座22上。
所述下固定座22的外凸V形面28向下延伸并在下固定座22的前后两个侧面分别形成限位条23，滑块20下端的挂板27中的卡板卡接在限位条23下方，滑块20通过T形滑槽与限位条23的配合卡接在下固定座22上。
所述滑块20下端的内凹V形面26在两面相交处设有内凹的方形沉槽。
以上所述，仅是本发明较佳可行的实施示例，不能因此即局限本发明的权利范围，对熟悉本领域的技术人员来说，凡运用本发明的技术方案和技术构思做出的其他各种相应的改变都应属于在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种汽车前下控制臂的成型工艺，坯料板一次两个左右对称进行成型整形，其特征在于：它包括以下步骤：
1)通过一次成型模具对坯料板进行第一次拉伸成型，得到一次成型半成品(1)，该一次成型半成品(1)沿坯料板的长度走向的中间部位具有向上凸的凸筋(2)，凸筋(2)的拐角处为向上鼓起的中部鼓包(3)，坯料板在拐角的翻边处为向上鼓起的拐角鼓包(4)，坯料板的其余部分为平面板材(5)；所述中部鼓包(3)整体呈弧形突出，并且中部鼓包(3)与凸筋(2)的连接处也为弧形过度；所述拐角鼓包(4)与平面板材(5)的连接处也为弧形过度；
2)通过二次成型模具对一次成型半成品(1)进行第二次拉伸成型，得到二次成型半成品(6)，该二次成型半成品(6)板料再次减薄，使中部鼓包(3)的顶部为平面(7)，且鼓包的直径缩小；使拐角鼓包(4)成型出双层台阶鼓包(8)；
3)将二次成型半成品(6)翻面，使鼓包突出朝下，通过模具对二次成型半成品(6)进行修边冲孔成型，得到三次成型半成品(9)，该三次成型半成品(9)的拐角鼓包(4)处冲出拐角通孔(10)，同时在三次成型半成品(9)的一端冲出端部通孔(11)；按照预留的加工余量沿预设轮廓冲裁多余的废料，修出轮廓边缘；
4)通过模具对三次成型半成品(9)进行翻边成型，得到四次成型半成品(12)，该四次成型半成品(12)分别在拐角内侧边缘翻出方向与凸筋(2)凸出方向相同的翻边(13)，在拐角其中一条外侧边缘翻出方向与凸筋(2)凸出方向相同的翻边(13)，并在双层台阶鼓包(8)处的台阶处进行裁切之后，该双层台阶鼓包(8)所在的拐角另一条外侧边缘翻出方向与凸筋(2)凸出方向相同的翻边(13)；四次成型半成品(12)在拐角外侧处形成用于与汽车副车架连接的延伸部(14)；
5)通过模具对四次成型半成品(12)进行翻孔成型和局部侧修边成型，得到五次成型半成品(15)；该五次成型半成品(15)分别在端部通孔(11)处和拐角通孔(10)处翻出方向与凸筋(2)凸出方向相同的翻边(13)，形成翻边孔；五次成型半成品(15)在凸筋(2)根部和顶部的连接处分别进行修边；
6)通过模具对五次成型半成品(15)进行第六次成型整形，得到六次成型半成品(16)；该六次成型半成品(16)在远离端部通孔(11)的另一端冲出小孔(17)，在端部通孔(11)周边进行裁切修边，同时在端部通孔(11)与凸筋(2)的连接处进行压槽；同时，在拐角外侧处的延伸部分别与拐角外侧两条翻边(13)的连接处进行局部修边；
7)通过模具对六次成型半成品(16)进行第七次冲孔成型，得到成品(18)；在凸筋(2)的凸出面板上冲出小孔(17)。
2.根据权利要求1所述的汽车前下控制臂的成型工艺，其特征在于：所述步骤4)中延伸部(14)在成型后的脱模机构包括上连接座(19)、滑块(20)、下固定座(22)和模拟块(21)；所述上连接座(19)的上端与上模组件固定连接，上连接座(19)的下端与滑块(20)的上端滑动连接，滑块(20)的下端与下固定座(22)的上端滑动连接，下固定座(22)的下端与下模组件固定连接，模拟块(21)的一端与滑块(20)的侧面端部连接，另一端为成型端。
3.根据权利要求2所述的汽车前下控制臂的成型工艺，其特征在于：所述滑块(20)远离模拟块(21)的侧面端部为斜面，并且斜面上沿高度方向设有贯通整个斜面的滑槽(24)；所述滑块(20)的下端设有对称设置在滑块(20)前后两侧的挂板(27)，该挂板(27)由互相垂直且连接在一起的连接板和卡板组成，连接板的另一端与滑块(20)连接，两块挂板(27)与滑块(20)底面形成T形滑槽。
4.根据权利要求3所述的汽车前下控制臂的成型工艺，其特征在于：所述上连接座(19)的下端面为与滑块(20)上的斜面相配合的斜面，且斜面上沿高度方向设有T形沉槽(29)，所述T形沉槽(29)内滑动连接有横截面为T形的滑动条(30)，滑动条(30)的端面高于上连接座(19)的斜面，同时滑动配合在滑块(20)上的滑槽(24)内。
5.根据权利要求4所述的汽车前下控制臂的成型工艺，其特征在于：所述滑动条(30)的中间位置处设有突出于滑动条(30)表面的卡块(31)，滑块(20)上滑槽(24)的中间位置处设有与卡块(31)相配的卡槽(25)，卡块(31)卡接在卡槽(25)内。
6.根据权利要求5所述的汽车前下控制臂的成型工艺，其特征在于：所述卡块(31)的宽度与滑动条(30)的宽度同宽，卡槽(25)的宽度与滑槽(24)的宽度同宽。
7.根据权利要求3所述的汽车前下控制臂的成型工艺，其特征在于：所述滑块(20)的下端面具有向内凹的内凹V形面(26)，并且内凹V形面(26)的长度延伸方向与水平方向呈夹角；所述下固定座(22)的上端面具有与滑块(20)的内凹V形面(26)相配合的向外凸的外凸V形面(28)，滑块(20)通过内凹V形面(26)和外凸V形面(28)的配合滑动连接在下固定座(22)上。
8.根据权利要求7所述的汽车前下控制臂的成型工艺，其特征在于：所述下固定座(22)的外凸V形面(28)向下延伸并在下固定座(22)的前后两个侧面分别形成限位条(23)，滑块(20)下端的挂板(27)中的卡板卡接在限位条(23)下方，滑块(20)通过T形滑槽与限位条(23)的配合卡接在下固定座(22)上。
9.根据权利要求7所述的汽车前下控制臂的成型工艺，其特征在于：所述滑块(20)下端的内凹V形面(26)在两面相交处设有内凹的方形沉槽。
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