CN116078926A - 一种一体化温成型地板横梁及其成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种一体化温成型地板横梁及其成型方法，应用于汽车零部件技术领域，包括地板横梁中段、右部加强段、左部加强段和2个翻边连接段，地板横梁中段两端分别连接至右部加强段、左部加强段，右部加强段、左部加强段外侧分别连接一个翻边连接段。本发明通过将多个零件集成到一个零件上可减少拼焊时的焊点，减少零件连接时的交叉重叠部分，减轻零部件的重量，简化生产工序；在热成型基础上降低了成型温度，降低了零件制造中的碳排放，控制了零件表面脱碳层的厚度，提高了零件的精度和质量；对板材两侧与其他零件连接部位进行了一体化加强，提高了车辆侧碰安全性。

Description

一种一体化温成型地板横梁及其成型方法

技术领域

本发明属于汽车零部件技术领域，尤其是涉及一种一体化温成型地板横梁及其成型方法。

背景技术

在现代趋势之下，大量的高强钢应用于汽车零部件制造当中，以实现汽车轻量化。现有汽车地板横梁多采用低碳钢制成，通过增加厚度和多零件拼接的方式来提高结构的稳定性及安全性，这不仅造成汽车重量增加，也会使制造工艺更加复杂。将地板横梁多零件设计成一体式结构可极大简化生产工序并提高结构安全性。而传统的冷冲压成型技术，只能简单实现小零件的冲压成型，对于加工大尺寸一体化零部件十分困难。现有的热成型工艺，虽然可实现一体化大尺寸零部件的成型，但是由于加热温度较高，会在零件表面出现较厚的脱碳层，影响零件质量。相较于温成型会消耗更多能量，不是实现双碳目标的最佳方式。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种一体化温成型地板横梁及其成型方法，以在保证汽车安全性的前提下，为了减轻地板横梁重量实现汽车轻量化，同时将多个零件集成至一个零件中，从而简化汽车地板横梁生产工序。所以提出一种能克服传统冷冲压成型和热成型缺点的一体化温成型地板横梁成型方法及零件。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种一体化温成型地板横梁成型方法，包括以下步骤：

S1、首先将裁剪好的板材放入加热炉中；

S2、板材在加热炉内进行加热至设定温度并保温；

S3、从加热炉中取出加热后的板材，放入到冲压成型模具中；

S4、冲压成型模具对加热后的板材冲压；

S5、冲压成型模具对冲压后的板材进行翻边部分成型；

S6、对步骤S5中的翻边部分成型的板材在冲压成型模具中保压，得到一体化温成型地板横梁；

S7、取出一体化温成型地板横梁，完成冲压过程。

进一步的，在步骤S2中的加热炉内进行加热的时长为120s，设定温度为820℃，保温的时长为240s。

进一步的，在步骤S3中的从加热炉中取出板材，放入到冲压成型模具中，耗时小于10s。

进一步的，在步骤S4中的冲压成型模具对板材开始冲压，耗时小于5s。

进一步的，在步骤S5中的翻边部分成型包括以下步骤：

S51、首先根据一体化温成型地板横梁的零件位置关系确定出下模具滑块上的下模具可翻边模的展开角度；

S52、上模具可翻边模与下模具可翻边模的展开角度相同，将上模具可翻边模的斜面与下模具可翻边模的斜面平行设置；

S53、下模具滑块带动下模具可翻边模向上模具可翻边模靠近翻边连接段的斜面运动。

进一步的，在步骤S6中的翻边部分成型的板材在冲压成型模具中保压时长为15s。

一种一体化温成型地板横梁，包括地板横梁中段、右部加强段、左部加强段和2个翻边连接段，所述地板横梁中段两端分别连接至右部加强段、左部加强段，所述右部加强段、左部加强段外侧分别连接一个翻边连接段。

进一步的，所述地板横梁中段、右部加强段、左部加强段和2个翻边连接段为一体化结构。

进一步的，所述地板横梁中段、右部加强段、左部加强段和2个翻边连接段的材质均为中锰钢。

进一步的，所述右部加强段、左部加强段厚度为地板横梁中段厚度的1.5倍，地板横梁中段与右部加强段、左部加强段厚度变化部位通过圆弧过渡连接。

相对于现有技术，本发明所述的一种一体化温成型地板横梁及其成型方法具有以下优势：

本发明所述的一种一体化温成型地板横梁及其成型方法，通过将多个零件集成到一个零件上可减少拼焊时的焊点，减少零件连接时的交叉重叠部分，减轻零部件的重量，简化生产工序；在热成型基础上降低了成型温度，降低了零件制造中的碳排放，控制了零件表面脱碳层的厚度，提高了零件的精度和质量；对板材两侧与其他零件连接部位进行了一体化加强，提高了车辆侧碰安全性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的地板横梁温成型工艺曲线示意图；

图2为本发明实施例所述的一体化温成型地板横梁示意图；

图3为本发明实施例所述的板材横截面示意图；

图4为本发明实施例所述的翻边部分成型示意图。

附图标记说明：

1、地板横梁中段；2、右部加强段；3、左部加强段；4、翻边连接段；5、下模具滑块；6、下模具可翻边模；7、上模具滑块；8、上模具可翻边模。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

名词解释：

温成型：温成型主要区别于传统的热成型技术，热成型需要将板材加热至900-950℃，温成型只需将板材加热至800℃左右，加热温度较热成型可降低100-150℃。

TRB技术：是指通过柔性轧制生产工艺得到连续变截面板。

如图1至图4所示，一种一体化温成型地板横梁，包括地板横梁中段1、右部加强段2、左部加强段3和2个翻边连接段4，所述地板横梁中段1两端分别连接至右部加强段2、左部加强段3，所述右部加强段2、左部加强段3外侧分别连接一个翻边连接段4。所述地板横梁中段1、右部加强段2、左部加强段3和2个翻边连接段4为一体化结构。

在本发明一种优选的实施方式中，传统地板横梁由左右两段和中段三部分拼接而成，在本发明中将三段式的地板横梁集成到一个零件当中，如图2所示。右部加强段2、左部加强段3外沿设有与其他零件连接的翻边连接段4。

一种一体化温成型地板横梁的成型方法，包括以下步骤：

S1、首先将裁剪好的板材放入加热炉中；

S2、板材在加热炉内进行加热至设定温度并保温；

S3、从加热炉中取出加热后的板材，放入到冲压成型模具中；

S4、冲压成型模具对加热后的板材冲压；

S5、冲压成型模具对冲压后的板材进行翻边部分成型；

S6、对步骤S5中的翻边部分成型的板材在冲压成型模具中保压，得到一体化温成型地板横梁；

S7、取出一体化温成型地板横梁，完成冲压过程。

在本发明一种优选的实施方式中，在步骤S2中的加热炉内进行加热的时长为120s，设定温度为820℃，保温的时长为240s。

在本发明一种优选的实施方式中，在步骤S3中的从加热炉中取出板材，放入到冲压成型模具中，耗时小于10s。

在本发明一种优选的实施方式中，在步骤S4中的冲压成型模具对板材开始冲压，耗时小于5s。

在本发明一种优选的实施方式中，在步骤S5中的翻边部分成型包括以下步骤：

S51、首先根据右部加强段2、左部加强段3与地板横梁中段1、翻边连接段4连接的位置关系确定出下模具滑块5上的下模具可翻边模6的展开角度；

S52、上模具可翻边模8与下模具可翻边模6的展开角度相同，将上模具可翻边模8的斜面与下模具可翻边模6的斜面平行设置；

S53、下模具滑块5带动下模具可翻边模6向上模具可翻边模8靠近翻边连接段4的斜面运动，具体的，如图4所示，下模具滑块5带动下模具可翻边模6沿着下模具可翻边模6上方的箭头方向，向上模具可翻边模8靠近翻边连接段4的斜面相对运动，且下模具滑块5带动下模具可翻边模6移动的方向与的上模具可翻边模8的斜面相平行设置。

在本发明一种优选的实施方式中，在步骤S6中的翻边部分成型的板材在冲压成型模具中保压时长为15s。

在本发明一种优选的实施方式中，其中采用中锰钢作为地板横梁温成型材料。本发明的工艺曲线如图1所示，首先将裁剪好的板材放入加热炉中，从在120s时间内加热至820℃，在820℃温度下保温240s，然后从加热炉中取出板材，放入到冲压成型模具中，此过程耗时约为10s；然后开始冲压，耗时约为5s；在模具中保压15s，取出零件，完成冲压过程。

在本发明一种优选的实施方式中，图4所示为翻边部分成型示意图，首先根据地板横梁左右两段与其他零件连接的位置关系确定出下模具滑块5上的下模具可翻边模6的展开角度，上模具可翻边模8与下模具可翻边模6的展开角度相同（上模具可翻边模8安装至上模具滑块7上），下模具滑块5可带动下模具可翻边模6沿着箭头方向相对于上模具可翻边模8靠近翻边连接段4的平面相对运动。

在本发明一种优选的实施方式中，地板横梁中段1与右部加强段2、左部加强段3的相对高度差较大，为满足车辆侧碰安全性及零件成型性需要，对零件左右两段进行加强。首先将冲压成型前的板材加工成图3所示的两侧厚中间薄的形式，其中两侧加强部分厚度为中段厚度的1.5倍，厚度变化部位通过圆弧过渡连接。

本发明一种一体化温成型地板横梁及其成型方法有益效果：

（1）通过将多个零件集成到一个零件上可减少拼焊时的焊点，减少零件连接时的交叉重叠部分，减轻零部件的重量，简化生产工序；

（2）在热成型基础上降低了成型温度，降低了零件制造中的碳排放，控制了零件表面脱碳层的厚度，提高了零件的精度和质量；

（3）对板材两侧与其他零件连接部位进行了一体化加强，提高了车辆侧碰安全性。

实施例1

通过TRB技术将成型前板材坯料加工成两侧一体化加强的形式（图3）；将裁减好的冲压板材放入到加热炉中，在120s时间内加热至820℃；在820℃温度下保温240s，使板材上热量均匀分布；将板材从加热炉中取出移送至冲压模具中，耗时约为10s；在模具中进行冲压，耗时约为5s；完成地板横梁纵向主体部分（中段和左右两段）成型后，按照翻边连接部分与其他零件的连接位置关系，通过上下模具可相对移动的滑块控制翻边部分的角度，制作出左右两侧与其他零件连接的翻边部分，在模具中保压15s；取出冲压好的地板横梁。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种一体化温成型地板横梁成型方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、首先将裁剪好的板材放入加热炉中；

S2、板材在加热炉内进行加热至设定温度并保温；

S3、从加热炉中取出加热后的板材，放入到冲压成型模具中；

S4、冲压成型模具对加热后的板材冲压；

S5、冲压成型模具对冲压后的板材进行翻边部分成型；

S6、对步骤S5中的翻边部分成型的板材在冲压成型模具中保压，得到一体化温成型地板横梁；

S7、取出一体化温成型地板横梁，完成冲压过程。

2.根据权利要求1所述的一种一体化温成型地板横梁成型方法，其特征在于：在步骤S2中的加热炉内进行加热的时长为120s，设定温度为820℃，保温的时长为240s。

3.根据权利要求1所述的一种一体化温成型地板横梁成型方法，其特征在于：在步骤S3中的从加热炉中取出板材，放入到冲压成型模具中，耗时小于10s。

4.根据权利要求1所述的一种一体化温成型地板横梁成型方法，其特征在于：在步骤S4中的冲压成型模具对板材开始冲压，耗时小于5s。

5.根据权利要求1所述的一种一体化温成型地板横梁成型方法，其特征在于：在步骤S5中的翻边部分成型包括以下步骤：

S51、首先根据一体化温成型地板横梁的零件位置关系确定出下模具滑块(5)上的下模具可翻边模(6)的展开角度；

S52、上模具可翻边模(8)与下模具可翻边模(6)的展开角度相同，将上模具可翻边模(8)的斜面与下模具可翻边模(6)的斜面平行设置；

S53、下模具滑块(5)带动下模具可翻边模(6)向上模具可翻边模(8)靠近翻边连接段(4)的斜面运动。

6.根据权利要求1所述的一种一体化温成型地板横梁成型方法，其特征在于：在步骤S6中的翻边部分成型的板材在冲压成型模具中保压时长为15s。

7.一种一体化温成型地板横梁，应用权利要求1-6任一所述的一种一体化温成型地板横梁成型方法，其特征在于：包括地板横梁中段(1)、右部加强段(2)、左部加强段(3)和2个翻边连接段(4)，所述地板横梁中段(1)两端分别连接至右部加强段(2)、左部加强段(3)，所述右部加强段(2)、左部加强段(3)外侧分别连接一个翻边连接段(4)。

8.根据权利要求7所述的一种一体化温成型地板横梁，其特征在于：所述地板横梁中段(1)、右部加强段(2)、左部加强段(3)和2个翻边连接段(4)为一体化结构。

9.根据权利要求7所述的一种一体化温成型地板横梁，其特征在于：所述地板横梁中段(1)、右部加强段(2)、左部加强段(3)和2个翻边连接段(4)的材质均为中锰钢。

10.根据权利要求7所述的一种一体化温成型地板横梁，其特征在于：所述右部加强段(2)、左部加强段(3)厚度为地板横梁中段(1)厚度的1.5倍，地板横梁中段(1)与右部加强段(2)、左部加强段(3)厚度变化部位通过圆弧过渡连接。

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