CN112077181A - 一种双中央支腿管梁成型生产线 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种双中央支腿管梁成型生产线，用于将金属板材辊压形成双中央支腿管梁，至少包括顺序排列的如下装置：开卷机，第一成型段，第一焊机，第二成型段，第二焊机。本发明实现了以生产线形式对双中央支腿管梁进行加工，实现了流水线式的作业，适用于大批量的生产，效率高，成本低，生产出的产品具有的高维度一致性，价格具有优势。

Description

一种双中央支腿管梁成型生产线

技术领域

本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种用于汽车防撞梁的双中央支腿管梁成型生产线。

背景技术

现代的汽车防撞梁系统包括的加固梁通常是为了其强度和抗冲击特征而设计的，以符合政府和保险业界对特定车辆的标准，但亦是为了将整车重量减到最低、将强度重量比提到最高、适合置于有限的汽车安装空间内并满足汽车在车辆前后两端的美观和功能需求而设计的。与此同时，制造该些梁的工艺和方法优选地将不想要的产品维度和质量变化减到最少，并同时将制造成本降到最低、优化可制造性和将废料减至最少。已证实，辊轧成型工艺和方法在具竞争力的价格和高维度一致性以大批量生产的防撞梁加固梁特别有效。然而，行业竞争激烈，使得即使是小改进亦可为重要的。

此外，许多上述理想特点是相互矛盾的，使得如何改进某一特定防撞梁加固梁，或如何改进用于制造该梁的辊轧成型工艺并不清楚。举例来说，较重的梁可能会更强，但会导致不可接受的车重增加。高强度物料或为优选的，但其较昂贵、难以成形并导致模具高度磨损。在辊轧成型过程期间对于金属板材边缘的定位控制精确是理想的，以便梁有精确的横截面形状，以减少沿边的公差，使得沿边的过剩物料得以减少，以将梁的重量减到最低，并便于在焊接期间的接触一致。然而，这可需额外的辊轧成型步骤和站段，以及额外的模具和软硬件控制，以上各项均须加大投入资金，并令辊轧成型过程更加复杂。

公开号为CN103221266B的中国专利文献中公开一种带有单一中央支腿的管梁，记载了“一种加固梁，包括从单一金属板材形成的梁，并包括第一管和第二管，其共用一共同的壁，并带有共面对齐的前壁和共面对齐的后壁，各前壁在其中包括槽形肋条”，通过共同的壁形成一个单独的支腿对对应的前壁和后壁进行支撑。这种结构在受到冲击时，两侧的第一管和第二管是没有受到支撑保护的，可能发生形变导致焊缝撕裂，使管梁发生变形失去效果。

公开号为CN206436960U的中国发明专利中公开了一种用于车辆的前碰撞横梁，“由辊压成型构造成一体件，其中前部件的一个面上具有两个用于安装加强筋的凹入部。由于辊压成型，横截面的中部是该封闭结构的焊接处。而在所述横截面的另一侧具有三个腔体。第三个腔体位于第一个腔体和第二个腔体之间并连接这两者，并且第二个腔体的纵向延伸件正好接触或靠近所述焊接处，因此第二个腔体能够加强焊接处的结构强度”，“B字型的前壁朝向车辆前方设置，并且将由第三纵向延伸件形成的的开口朝向车辆后方，这样的设置增加了前碰撞横梁结构在碰撞中与碰撞对象的接触面积，因此增强了其抗弯性能”，而实际使用过程中，由于焊缝位于前方，没有任何保护措施，发生冲击时会对焊缝直接造成冲击，对焊缝的损坏较大；另外第三个腔体，即B字形结构中间的开口是个半封闭结构，需要与车体连接才能形成封闭结构，当冲击发生在中心时，会导致该开口向两侧拉伸，导致焊缝失效，并拉坏车体连接部。

针对上述问题，需要设计一种用于汽车防撞梁的整体式的双中央支腿管梁的成型生产线，用于生产一种满足轻量化要求的同时保持稳固性的汽车防撞梁。

发明内容

本发明针对现有技术中的问题，提出了一种双中央支腿管梁，采用整体式的结构，结构更加轻量化、稳固化；在用于汽车防撞梁时，对连接固定点进行保护，防止直接造成的冲击引起的损坏；同时公开一种双中央支腿管梁的成型方法，保证该双中央支腿管梁的连续成型。

本发明是通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种双中央支腿管梁成型生产线，用于将金属板材辊压形成双中央支腿管梁，至少包括顺序排列的如下装置：

开卷机，用于将金属板材开卷整形，所述金属板材至少包括第一边缘、第二边缘；

第一成型段，包括连续设置的第一辊轮组，用于将金属板材中部至一侧边缘辊压形成第一凸起，金属板材中部至另一侧形成直线段，金属板材直线段靠近边缘处辊压形成第二凸起，第二凸起在直线段上形成凹面，第二凸起至金属板材中部的直线段上经辊压弯折形成两段弯折段，第一弯折段与直线段垂直，第二弯折段与第一弯折段垂直，使第二凸起的顶部与直线段贴合；

第一焊机，用于将第二凸起的顶部焊接在所述直线段上；

第二成型段，包括连续设置的第二辊轮组，用于将第一凸起形成竖直段与水平段，其中竖直段与直线段相垂直，水平段末端紧贴的第二弯折段上；

第二焊机，用于将水平段焊接在第二弯折段上。

本发明实现了以生产线形式对双中央支腿管梁进行加工，实现了流水线式的作业，适用于大批量的生产，效率高，成本低，生产出的产品具有的高维度一致性，价格具有优势。该装置生产出的双中央支腿管梁为使用金属板材连续成型的整体式结构，直线段作为冲击面受到的力会通过整个第二凸起形成的支撑结构承受，并分散到支撑结构各处，不会因局部的冲击出现形变；使冲击力得到良好的传递和缓冲，减小支撑结构对长边的直接冲击，从而规避连接部造成的损坏；金属板材一般采用高强度钢板或者新型高强度轻型合成材料，用于减小双中央支腿管梁的重量，实现汽车结构的轻量化。

附图说明

图1为本发明针对第一实施例的一种双中央支腿管梁成型方法流程示意图。

图2为本发明第一实施例的结构示意图。

图3为本发明第一实施例的A处结构放大示意图。

图4为本发明第一实施例形成的双中央支腿管梁结构示意图。

图5为本发明第二实施例形成的双中央支腿管梁结构示意图。

附图标记如下：

1，金属板材；11、开卷机；12、第一成型段；13、第一焊机；14、第二成型段；15、第二焊机；16、第三成型段；17、冲孔机；18、整形切断机；19、接料平台；20、缓冲区；21、导向轮；22、动力装置；23、缓冲台；101、第一壁；102、第二壁；103、第三壁；104、第四壁；201、第一侧壁；202、第二侧壁；203、支撑脚；301、第一支撑壁；302、第二支撑壁；303、第三支撑壁；401、第一管；402、第二管；403、第三管；404、支腿；501、肋条。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种双中央支腿管梁成型生产线，用于将金属板材1辊压形成双中央支腿管梁，如图3所示，包括顺序排列的如下装置：

开卷机11，用于将金属板材1开卷整形，所述金属板材1至少包括第一边缘、第二边缘；

第一成型段12，包括连续设置的第一辊轮组，用于将金属板材1中部至一侧边缘辊压形成第一凸起，金属板材1中部至另一侧形成直线段，金属板材1直线段靠近边缘处辊压形成第二凸起，第二凸起在直线段上形成凹面，第二凸起至金属板材1中部的直线段上经辊压弯折形成两段弯折段，第一弯折段与直线段垂直，第二弯折段与第一弯折段垂直，使第二凸起的顶部与直线段贴合；

第一焊机13，用于将第二凸起的顶部焊接在所述直线段上；该焊机一般采用点焊的方式，将第二凸起进行定位固定。

第二成型段14，包括连续设置的第二辊轮组，用于将第一凸起形成竖直段与水平段，其中竖直段与直线段相垂直，水平段末端紧贴的第二弯折段上；

第二焊机15，用于将水平段焊接在第二弯折段上；第二焊机一般采用激光焊，用两束激光同时发射焊接平面。根据产品需求可以选择为连续式或者断续式焊接。

上述实施例可以加工如下的双中央支腿管梁结构，如图4所示，所述双中央支腿管梁包括空心梁，所述空心梁由两条长边及两条短边围成的横截面呈四边形的梁，其中一条长边的中部向空心梁内部凹陷形成一面开口，一面凸起的凹陷部位，凹陷部位的凸起端与另一条长边固接，凹陷部位的两侧壁在空心梁内形成支撑且将空心梁分隔成两个独立的腔室，凹陷部位开口端的长边上设置有封闭开口的搭接壁。其中两短边分别定义为第一侧壁201及第二侧壁202，凹陷部位的两侧壁分别定义为第一支撑壁301和第三支撑壁303，凸起端定义为第二支撑壁302；与凸起端固接的长边定义为第一壁101，封闭开口的搭接壁定义为第四壁104。如图2所示，该双中央支腿管梁可以用于汽车防撞梁，包括使用金属板材1连续成型的空心梁，所述空心梁截面结构包括：由所述金属板材1形成的第一壁101、所述第一壁101两端向第一壁101同一侧延伸形成的与第一壁101垂直的第一侧壁201及第二侧壁202，所述第一侧壁201向第一壁101中部延伸并弯折形成第二壁102及支撑结构，所述支撑结构包括连续的且相邻的相互垂直的第一支撑壁301、第二支撑壁302和第三支撑壁303，所述第二支撑壁302紧贴所述第一壁101；所述第二侧壁202向所述第二壁102弯折延伸形成第四壁104并与第二壁102焊接，所述第三支撑壁303与第四壁104焊接；使所述空心梁呈现三个相邻的管状结构，包括第一管401、与第一管401共用第一支撑壁301的第二管402及与与第二管402共用第三支撑壁303的第三管403。一般情况下，第二支撑壁302的中线位置与第一壁101的中线位置对应。

该双中央支腿管梁内部形成一个U形结构的支撑结构，U形结构的各壁均相互垂直。一般来说，第一壁101作为冲击承受面；而U形结构的开口通过第四壁104固连起来，可以进一步保证支撑结构的稳定性，避免中央局部冲击引起的支撑结构变形。

本发明的第二实施例中，所述第一辊压组包括一组辊轮，用于在第一边缘末端形成与所述第二弯折段位置对称的第三弯折段；所述第二辊压组使水平段紧贴第三弯折段；所述第二焊机15将水平段焊接在第三弯折段上。

本发明的第二实施例可以用于加工如下结构的双中央支腿管梁，如图5所示，所述双中央支腿管梁的第三支撑壁303末端设置向第二侧壁202方向延伸的支撑脚203，即第三弯折段，所述支撑脚203紧贴所述第四壁104设置并与第四壁104固定连接。所述第四壁104覆盖部分第二壁102，覆盖长度与支撑脚203长度相当。该部分可以作为支撑结构的延伸段，使冲击力得到良好的传递和缓冲，减小第一支撑壁301和第三支撑壁303对第四壁104的直接冲击，从而规避对车体连接部造成的损坏。

上述实施例中，所述第一辊压组包括用于在中央部形成肋条501的辊组。肋条501设置于所述第一管401和所述第三管403对应的所述第一壁101上，两根肋条501相互平行。肋条501为陷入第一壁101的凹槽形状，并沿空心梁的轴向延伸，如图5。肋条501可以起到加强筋的作用，还可以在与车体连接时起定位作用。

上述实施例中，所述第一辊压组和第二辊压组分组设置，每组辊轮设置在对应的机座上，相邻的两机座之间设置有为辊轮提供动力的动力装置22；所有的机座连续并列设置，动力装置22一般选用电机，通过连杆装置为相邻的辊轮组提供动力。

上述实施例中，所述开卷机11与第一成型段12之间还包括有冲孔机17，所述冲孔机17在金属板材1上形成用于切断的切刀孔；所述第二焊机15后设置有整形切断机18，用于将成型的双中央支腿管梁进行切断，所述整形切断机上设置有切刀，切刀插入切刀孔中将成型的梁切断。

上述实施例中，所述冲孔机17和第一辊压组之间设置有缓冲区20，如图3所示，使金属板材1在冲孔机17和第一辊压组之间自然下垂。所述缓冲区20包括设置在冲孔机17和第一辊压组进口端的缓冲台23，所述缓冲台23具有向缓冲区20中心倾斜的圆弧形顶面；所述缓冲台23远离缓冲区20中心的两侧设置有导向轮21。缓冲区20主要为辊压时提供缓冲作用，防止辊压过程中出现拉料导致辊压变形。

上述实施例中，所述整形切断机后设置有接料平台19，接料平台19上设置有输送机构。输送机构一般采用滚轮式输送机。

上述实施例加工形成的双中央支腿管梁中，所述第一壁101、第一侧壁201、第二侧壁202、第二壁102及第四壁104形成的截面呈四边形。一般来说整体外观结构来看是一个近似的矩形，但在用在车体上时，会根据车身外形结构形状对与车身连接的第四壁104及与第四壁104平行的第二壁102的结构进行调整，可以设置圆弧形或其他与车体轮廓相匹配的结构。

针对上述实施例，提出一种双中央支腿管梁成型方法，主要采用辊压成型的方法加工第一实施例中的一种双中央支腿管梁，包括如下步骤，如图1所示：

选用合适的钢板结构，一般要求为厚度为0.8mm至1.4mm，而拉伸强度约为800至2000MPa，利用开卷机11开卷并整形，该钢板为矩形结构并有足够长度，沿着矩形的长边在钢板上划线将钢板划分为第一段至第八段，其中第六段为中央段，矩形的两短边作为第一边缘和第二边缘；

利用第一成型段12先将第一段至第三段分别沿分段点弯曲，然后逐渐形成支撑结构的形状，该步骤各段的弯曲是同时进行的；分别对应关系为第一段对应第三支撑壁303，第二段对应第二支撑壁302，第三段对应第一支撑壁301；如图1中步骤1-6；

然后利用第一成型段12将第四段及第五段依次弯曲至分别形成第二壁102及第一侧壁201，并使支撑结构的第二支撑壁302紧贴中央段；见图1中步骤7-31；

利用第一焊机13将第二支撑壁302焊接在中央段上；一般在步骤31后进行，采用点焊定型；

利用第二成型段14将第七段及第八段弯曲至分别对应形成第二侧壁202及第四壁104，并使第四壁104紧贴第二壁102及第三支撑壁303末端；如图3中步骤7-40；该步骤的前半部分即步骤7-31与将凹陷结构贴向第一壁101的部分可以同时进行；

利用第一焊机13将第一边缘和第二边缘分别于对应的第二壁102及第四壁104焊接；此处一般采用激光焊接，用两束激光同时发射焊接平面。激光焊焊接根据产品需求可以选择为连续式或者断续式。

其中，各弯曲点弯折时形成圆角，焊接时维持梁的基本形状，防止焊接引起的形变。

焊接完成后进行整形裁断。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双中央支腿管梁成型生产线，其特征在于，用于将金属板材辊压形成双中央支腿管梁，至少包括顺序排列的如下装置：

开卷机，用于将金属板材开卷整形，所述金属板材至少包括第一边缘、第二边缘；

第一成型段，包括连续设置的第一辊轮组，用于将金属板材中部至一侧边缘辊压形成第一凸起，金属板材中部至另一侧形成直线段，金属板材直线段靠近边缘处辊压形成第二凸起，第二凸起在直线段上形成凹面，第二凸起至金属板材中部的直线段上经辊压弯折形成两段弯折段，第一弯折段与直线段垂直，第二弯折段与第一弯折段垂直，使第二凸起的顶部与直线段贴合；

第一焊机，用于将第二凸起的顶部焊接在所述直线段上；

第二成型段，包括连续设置的第二辊轮组，用于将第一凸起形成竖直段与水平段，其中竖直段与直线段相垂直，水平段末端紧贴的第二弯折段上；

第二焊机，用于将水平段焊接在第二弯折段上。

2.根据权利要求1所述的一种双中央支腿管梁成型生产线，其特征在于，所述第一辊压组和第二辊压组分组设置，每组辊轮设置在对应的机座上，相邻的两机座之间设置有为辊轮提供动力的动力装置。

3.根据权利要求2所述的一种双中央支腿管梁成型生产线，其特征在于，所述第一辊压组包括一组辊轮，用于在第一边缘末端形成与所述第二弯折段位置对称的第三弯折段；所述第二辊压组使水平段紧贴第三弯折段；所述第二焊机将水平段焊接在第三弯折段上。

4.根据权利要求1所述的一种双中央支腿管梁成型生产线，其特征在于，所述第一辊压组包括用于在中央部形成肋条的辊组，所述肋条包括陷入中央部的凹槽形状，并沿辊组的轴向延伸。

5.根据权利要求1所述的一种双中央支腿管梁成型生产线，其特征在于，所述开卷机与第一成型段之间还包括有冲孔机，所述冲孔机在金属板材上形成用于切断的切刀孔；所述第二焊机后设置有整形切断机，用于将成型的双中央支腿管梁进行切断，所述整形切断机上设置有切刀，切刀插入切刀孔中将成型的梁切断。

6.根据权利要求5所述的一种双中央支腿管梁成型生产线，其特征在于，所述冲孔机和第一辊压组之间设置有缓冲区，使金属板材在冲孔机和第一辊压组之间自然下垂。

7.根据权利要求6所述的一种双中央支腿管梁成型生产线，其特征在于，所述缓冲区包括设置在冲孔机和第一辊压组进口端的缓冲台，所述缓冲台具有向缓冲区中心倾斜的圆弧形顶面；所述缓冲台远离缓冲区中心的两侧设置有导向轮。

8.根据权利要求5所述的一种双中央支腿管梁成型生产线，其特征在于，所述整形切断机后设置有接料平台，接料平台上设置有输送机构。

9.一种汽车防撞梁成型生产线，其特征在于，包括如权利要求1-8任一所述的双中央支腿管梁成型生产线。

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