CN114952185B - 侧围加强件的成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种侧围加强件的成型方法，包括如下步骤将A柱加强板、B柱加强板、C柱加强板、横梁、门槛和补丁板拼焊以形成板料，通过热冲压工艺冲压板料成型侧围加强件，以使侧围加强件达到第一预设抗拉强度。本申请提供了的侧围加强件的成型方法，通过先将A柱加强板、B柱加强板、C柱加强板、横梁、门槛和补丁板拼焊形成板料，再通过热冲压成型工艺使板料成型侧围加强件，能够提高侧围加强件的结构完整性，而且能够减少成型的步骤，减少模具数量，减少车辆侧围焊点，从而降低成本，且能对后排乘员进行保护。

Description

侧围加强件的成型方法

技术领域

本发明涉及汽车零部件加工技术领域，特别是涉及侧围加强件的成型方法。

背景技术

为保证汽车的侧围总成符合安全法规要求，通常使用低强度的低碳钢板作为加强板，并通过多层零件层叠设置提高侧围加强件的强度和刚度。少部分则是对侧围加强件上的关键零件采用热成型工艺。

然而，对单个零件热成型后还需要将零件点焊在一起以形成侧围，焊点数量多，影响碰撞安全性能，而且对单个零件热成型所需的模具众多，提高了成本。除此之外，目前仅能对B柱及B柱之前的侧围结构进行热冲压成型，仅能保护前排乘员。

发明内容

基于此，有必要针对车辆侧围加强件焊点多、所需模具众多且仅能保护前排乘员的问题，提供一种能够减少车辆侧围焊点、减少模具数量且能保护后排乘员的侧围加强件的成型方法。

一种侧围加强件的成型方法，包括如下步骤：

将A柱加强板、B柱加强板、C柱加强板、横梁、门槛和补丁板拼焊以形成板料；

通过热冲压工艺冲压板料以成型侧围加强件，以使侧围加强件达到第一预设抗拉强度。

在其中一个实施例中，通过热冲压工艺冲压板料以成型侧围加强件具体包括：

将板料加热至预设温度后,并保温预设时间。

在其中一个实施例中，预设温度为860摄氏度～960摄氏度。

在其中一个实施例中，预设时间为2分钟～5分钟。

在其中一个实施例中，第一预设抗拉强度包括1000兆帕、1500兆帕或2000 兆帕。

在其中一个实施例中，通过热冲压工艺冲压板料以成型侧围加强件，以使侧围加强件达到第一预设抗拉强度之后，还包括步骤：

通过感应加热工艺将侧围加强件的局部区域软化至第二预设抗拉强度，第二预设抗拉强度小于第一预设抗拉强度。

在其中一个实施例中，局部区域包括B柱加强板。

在其中一个实施例中，B柱加强板包括B柱第一区和与B柱第一区相连的B 柱第二区，B柱第二区相对B柱第一区更靠近门槛设置，局部区域包括B柱第二区。

在其中一个实施例中，第二预设抗拉强度为500兆帕～800兆帕。

在其中一个实施例中，将A柱加强板、B柱加强板、C柱加强板、横梁、门槛和补丁板拼焊以形成板料步骤，具体包括：

将A柱加强板、B柱加强板、C柱加强板、横梁、门槛和补丁板激光拼焊以形成板料。

上述侧围加强件的成型方法，通过先将A柱加强板、B柱加强板、C柱加强板、横梁、门槛和补丁板拼焊形成板料，再通过热冲压成型工艺使板料成型侧围加强件100，能够提高侧围加强件100的结构完整性，而且能够减少成型的步骤，减少模具数量，减少车辆侧围焊点，从而降低成本，且能对后排乘员进行保护。

附图说明

图1为本发明一实施例的侧围加强件的成型方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例的侧围加强件的结构示意图；

图3为本发明另一实施例的侧围加强件的成型方法的流程示意图；

图4为本发明一实施例的侧围加强件的成型过程中的结构示意图；

图5为本发明一实施例的热处理装置的结构示意图。

附图标记说明：

100、侧围加强件；10、A柱加强板；11、A柱第一区；12、A柱第二区；20、B柱加强板；21、B柱第一区；22、B柱第二区；30、C柱加强板；40、横梁； 50、门槛；51、门槛第一区；52、门槛第二区；60、补丁板；200、热处理装置； 210、感应模块；211、第一感应部；212、第二感应部。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

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为基于附图所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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

此外，附图并不是1：1的比例绘制，并且各元件的相对尺寸在附图中仅以示例地绘制，而不一定按照真实比例绘制。

为便于描述，附图仅示出了与本发明实施例相关的结构。

图1示出了本发明一实施例中的侧围加强件的成型方法的流程示意图，图 2示出了本发明一实施例中的侧围加强件的结构示意图，结合图1和图2所示，本发明一实施例提供了的一种侧围加强件的成型方法，包括如下步骤：

S10：将A柱加强板10、B柱加强板20、C柱加强板30、横梁40、门槛50 和补丁板60拼焊以形成板料；

S20：通过热冲压工艺冲压板料以成型侧围加强件100，以使侧围加强件100 达到第一预设抗拉强度。

本申请提供了的侧围加强件100的成型方法，通过先将A柱加强板10、B 柱加强板20、C柱加强板30、横梁40、门槛50和补丁板60拼焊形成板料，再通过热冲压成型工艺使板料成型侧围加强件100，能够提高侧围加强件100的结构完整性，而且能够减少成型的步骤，减少模具数量，减少车辆侧围焊点，从而降低成本，且能对后排乘员进行保护。

需要说明的是，对于局部需要加强的区域点焊补丁板60，能够在节省材料的同时，实现局部加强，且轻量化效果更好。

在一些实施例中，A柱加强板10、B柱加强板20、C柱加强板30、横梁40、门槛50和补丁板60的材料牌号为22MnB5或35MnB5。

具体到一些实施方式中，A柱加强板10包括A柱第一区11和与A柱第一区11相连的A柱第二区12，A柱第二区12相对A柱第一区11更靠近门槛50设置， A柱第一区11的材料牌号为22MnB5，A柱第二区12的材料牌号为35MnB5。

在一些实施例中，A柱加强板10、B柱加强板20、C柱加强板30、横梁40、门槛50和补丁板60的厚度为0.8毫米～4.0毫米。

可以理解地，上述厚度可以但不限于是0.8毫米、0.9毫米、1.0毫米、1.1 毫米、1.2毫米、1.3毫米、1.54毫米、1.5毫米、1.6毫米、1.7毫米、1.8毫米、1.9毫米、2.0毫米、2.1毫米、2.2毫米、2.3毫米、2.4毫米、2.5毫米、 2.6毫米、2.7毫米、2.8毫米、2.9毫米、3.0毫米、3.1毫米、3.2毫米、3.3 毫米、3.4毫米、3.5毫米、3.6毫米、3.7毫米、3.8毫米、3.9毫米或4.0毫米。

在本申请的实施方式中，A柱第一区11、横梁40、B柱加强板20、门槛50 的厚度为1.2毫米，A柱第二区12的厚度为1.8毫米、C柱加强板30的厚度为 1.5毫米、补丁板60的厚度为1.0毫米。

在一些实施例中，A柱加强板10、B柱加强板20、C柱加强板30、横梁40、门槛50和补丁板60的板料为裸板或涂层板。裸板价格较为低廉，能够降低成本。然而，裸板在热冲压过程中易产生氧化铁皮，氧化铁皮易脱落在模具中，增大钢板与磨具的摩擦系数，降低模具的使用寿命，而定期清理模具中的氧化铁皮，严重降低生产效率。为满足冲压件的后续处理要求，需要通过喷丸去除表面生成的氧化铁皮，喷丸处理不仅会导致成本增加，而且影响零件的尺寸精度，同时也有粉尘和噪音污染。涂层板虽然价格相较裸板较为昂贵，但能够规避裸板在冲压过程中易产生的问题，从而提高效率。

具体到一些实施方式中，涂层板包括铝硅涂层板。如此，铝硅涂层板在高温氧化环境下，表面生成连续、均匀、致密的氧化铝、氧化硅氧化保护薄膜，高温环境下依然能保持涂层的形态和性能，故在加热过程中不需要加入气体保护控制，减少后续的喷丸处理带来的尺寸精度控制困难等问题。

在一些实施例中，门槛50包括门槛第一区51和与门槛第一区51相连的门槛第二区52，门槛第二区52相对门槛第一区51更靠近C柱加强板30设置。如此，通过门槛第二区52，能够进一步提升侧围加强件100的强度。

在一些实施例中，步骤S10具体包括：

将A柱加强板10、B柱加强板20、C柱加强板30、横梁40、门槛50和补丁板60激光拼焊以形成板料。如此，能够使A柱加强板10、B柱加强板20、C 柱加强板30、横梁40、门槛50和补丁板60形成板料，再对板料进行冲压成型侧围加强件100时仅需预制一个规格的模具，无需对单独的零件预制不同的模具分别加工，从而简化工艺，提高生产效率。

需要说明的是，激光拼焊是采用激光能源，将若干不同材质、不同厚度、不同涂层的钢材、不锈钢材、铝合金材等进行自动拼合和焊接而形成一块整体板材、型材、夹芯板等，以满足零部件对材料性能的不同要求，用最轻的重量、最优结构和最佳性能实现装备轻量化。

在一些实施例中，步骤S20具体包括：

将板料加热至预设温度后，并保温预设时间。热冲压成型工艺将硼钢钢板加热至奥氏体化状态，快速转移到模具中，模具合模后，压机维持一定压力使侧围加强件100与模具接触3秒～12秒，使得侧围加强件100在模具中以大于 27℃/s的冷却速度进行淬火处理，从而获得具有均匀马氏体组织的超高强钢零件。

具体到一些实施例中，预设温度为860摄氏度～960摄氏度。经发明人研究发现，当预设温度低于860摄氏度时，则难以使板料奥氏体化，当预设温度高于960摄氏度时，则所需加热成本较高，且会造成晶粒粗大，使热成形零件的强度和塑性降低。

可以理解地，上述预设温度可以但不限于是860摄氏度、870摄氏度、880 摄氏度、890摄氏度、900摄氏度、910摄氏度、920摄氏度、930摄氏度、940 摄氏度、950摄氏度或960摄氏度。在此不作限制。在本申请的实施方式中，上述温度为930摄氏度。

具体到另一些实施例中，预设时间为2分钟～5分钟。经发明人研究发现，当预设时间少于2分钟时，则无法使板料奥氏体化，当预设时间大于5分钟时，则所需加热成本较高。

可以理解地，上述预设时间可以但不限于是2分钟、2.5分钟、3分钟、3.5 分钟、4分钟、4.5分钟或5分钟。在此不作限制。

优选地，在本申请的实施方式中，预设时间为2分钟。在实际的生产过程中，发明人研究发现，仅保温2分钟即可使板料获得理想组织，从而缩短保温时间，提高了生产效率。

需要说明的是，奥氏体化是指将钢材加热至临界点以上，使钢材形成奥氏体，奥氏体塑性好，强度较低，且具有一定韧性。

在一些实施例中，第一预设抗拉强度包括1000兆帕、1500兆帕或2000兆帕。

在本申请的实施方式中，第一预设抗拉强度为1500兆帕。

图3示出了本发明另一实施例中的侧围加强件的成型方法的流程示意图，图4示出了本发明一实施例中的侧围加强件的成型过程中的结构示意图，结合图3和图4所示，在一些实施例中，步骤S20之后，还包括步骤：

S30：通过感应加热工艺将侧围加强件100的局部区域软化至第二预设抗拉强度，第二预设抗拉强度小于第一预设抗拉强度。如此，通过局部软化处理，能够降低局部区域的强度，从而在碰撞过程中能够吸收更多能量，提升对驾驶室内乘员的保护能力。

具体到一些实施方式中，局部区域包括B柱加强板20。由于B柱设置于驾驶舱的前座和后座之间，支撑车辆结构强度的最主要部分，在车身受到撞击时，需要通过B柱加强板20吸收冲击力，因此，需要对B柱加强板20进行局部软化。

更具体地，B柱加强板20包括B柱第一区21和与B柱第一区21相连的B 柱第二区22，B柱第二区22相对B柱第一区21更靠近门槛50设置，局部区域包括B柱第二区22。如此，对更靠近门槛50设置的B柱第二区22进行局部软化，使B柱加强板20的强度差异化设计，从而在使得B柱第二区22更容易变形吸能的情况下，B柱第一区21仍能够保持足够的强度，以控制B柱加强板20 整体达到较理想的变形模式，也克服了高强钢冷冲压成型中的回弹、开裂等诸多问题，且轻量化效果显著。

除此之外，将B柱第二区22进行局部软化处理，使其强度相对较低，能够增加B柱第二区22的材料延伸率，提升焊接性能，降低由焊点引发的失效风险。

在一些实施例中，第二预设抗拉强度为500兆帕～800兆帕。经发明人研究发现，当第二预设抗拉强度小于500兆帕时，则B柱第二区22的强度过低，不满足B柱第二区22的结构强度需求。当第二预设抗拉强度大于800兆帕时，则 B柱第二区22的强度过高，在B柱第二区22受到冲击时，难以发生形变对冲击力进行缓冲。

可以理解地，上述第二预设抗拉强度可以但不限于是500兆帕、550兆帕、 600兆帕、650兆帕、700兆帕、750兆帕或800兆帕，在此不作限制。

图5示出了本发明一实施例中的热处理装置的结构示意图，如图5所示，在一些实施例中，通过热处理装置200将B柱第二区22感应加热以软化至第二预设抗拉强度。如此，通过热处理装置200能够将B柱第二区22软化。

具体到一些实施方式中，热处理装置200包括热处理模块和与热处理模块电连接的感应模块210，热处理模块用于控制感应模块210对B柱第二区22进行感应加热。如此，能够在热处理模块的控制下，精准地将B柱第二区22进行热处理以软化。

在一些实施例中，感应模块210包括第一感应部211和与第一感应部211 相连的第二感应部212，第一感应部211和第二感应部212之间界定形成一感应加热空间，B柱第二区22能够进入感应加热空间。如此，通过感应加热空间能够对B柱第二区22进行加热。

具体到一些实施方式中，第一感应部211和第二感应部212之间的间距包括3.2毫米～11.2毫米。经发明人研究发现，当间距小于3.2毫米时，则第一感应部211和第二感应部212之间的间距过小，B柱第二区22难以顺利进入。当间距大于11.2毫米时，则第一感应部211和第二感应部212间距过大，难以短时高效地对B柱第二区22进行热处理。

可以理解地，上述间距可以但不限于是3.2毫米、4.2毫米、5.2毫米、6.2 毫米、7.2毫米、8.2毫米、9.2毫米、10.2毫米或11.2毫米，在此不作限制。

在一些实施例中，第一感应部211和第二感应部212外部轮廓能够与B柱第二区22相适配。如此，能够保证对B柱第二区22可靠地进行感应加热。

本申请实施例提供的侧围加强件100的成型方法，至少具有以下有益效果：

(1)通过先将A柱加强板10、B柱加强板20、C柱加强板30、横梁40、门槛50和补丁板60拼焊形成板料，再通过热冲压成型工艺使板料成型侧围加强件100，能够提高侧围加强件100的结构完整性，而且能够减少成型的步骤，减少模具数量，减少车辆侧围焊点，从而降低成本，且能对后排乘员进行保护。

(2)预设温度为860摄氏度～960摄氏度，当预设温度低于860摄氏度时，则难以使板料奥氏体化，当预设温度高于960摄氏度时，则所需加热成本较高。

(3)预设时间为2分钟～5分钟，当预设时间少于2分钟时，则无法使板料奥氏体化，当预设时间大于5分钟时，则所需加热成本较高。

(4)通过局部软化处理，能够降低局部区域的强度，从而在碰撞过程中能够吸收更多能量，提升对驾驶室内乘员的保护能力。

(5)对更靠近门槛50设置的B柱第二区22进行局部软化，使B柱加强板 20的强度差异化设计，从而在使得B柱第二区22更容易变形吸能的情况下，B 柱第一区21仍能够保持足够的刚度，以控制B柱加强板20整体达到较理想的变形模式，也克服了高强钢冷冲压成型中的回弹、开裂等诸多问题，且轻量化效果显著。而且，将B柱第二区22进行局部软化处理，使其强度相对较低，能够增加B柱第二区22的材料延伸率，提升焊接性能，降低由焊点引发的失效风险。

(6)第二预设抗拉强度为500兆帕～800兆帕，当第二预设抗拉强度小于 500兆帕时，则B柱第二区22的强度过低，不满足B柱第二区22的结构强度需求。当第二预设抗拉强度大于800兆帕时，则B柱第二区22的强度过高，在B 柱第二区22受到冲击时，难以发生形变对冲击力进行缓冲。

(7)第一感应部211和第二感应部212之间的间距包括3.2毫米～11.2毫米，经发明人研究发现，当间距小于3.2毫米时，则第一感应部211和第二感应部212之间的间距过小，B柱第二区22难以顺利进入。当间距大于11.2毫米时，则第一感应部211和第二感应部212间距过大，难以短时高效地对B柱第二区22进行热处理。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种侧围加强件的成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

将A柱加强板、B柱加强板、C柱加强板、横梁、门槛和补丁板拼焊以形成板料；

通过热冲压工艺冲压所述板料以成型所述侧围加强件，以使所述侧围加强件达到第一预设抗拉强度；

所述第一预设抗拉强度包括1000兆帕、1500兆帕或2000兆帕；

通过第一感应部和第二感应部将所述侧围加强件的局部区域软化至第二预设抗拉强度，所述第二预设抗拉强度小于所述第一预设抗拉强度，

其中，第一感应部211和第二感应部212之间的间距包括3.2毫米～11.2毫米；

所述局部区域包括所述B柱加强板；

所述B柱加强板包括B柱第一区和与所述B柱第一区相连的B柱第二区，所述B柱第二区相对所述B柱第一区更靠近所述门槛设置；

所述第二预设抗拉强度为500兆帕～800兆帕。

2.根据权利要求1所述的侧围加强件的成型方法，其特征在于，所述通过所述热冲压工艺冲压所述板料以成型所述侧围加强件具体包括：

将所述板料加热至预设温度后,并保温预设时间。

3.根据权利要求2所述的侧围加强件的成型方法，其特征在于，所述预设温度为860摄氏度～960摄氏度。

4.根据权利要求2所述的侧围加强件的成型方法，其特征在于，所述预设时间为2分钟～5分钟。

5.根据权利要求1所述的侧围加强件的成型方法，其特征在于，所述将所述A柱加强板、所述B柱加强板、所述C柱加强板、所述横梁、所述门槛和所述补丁板拼焊以形成所述板料步骤，具体包括：

将所述A柱加强板、所述B柱加强板、所述C柱加强板、所述横梁、所述门槛和所述补丁板激光拼焊以形成所述板料。