CN116729024A - 轴头与本体一体成形的重卡桥壳及其制造方法 - Google Patents

轴头与本体一体成形的重卡桥壳及其制造方法 Download PDF

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CN116729024A CN202310726056.4A CN202310726056A CN116729024A CN 116729024 A CN116729024 A CN 116729024A CN 202310726056 A CN202310726056 A CN 202310726056A CN 116729024 A CN116729024 A CN 116729024A
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王连东
张家旗
宋希亮
高亚楠
王云川
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本申请的轴头与本体一体成形的重卡桥壳，所述桥壳由桥包、矩形直管、圆柱直管、一体式轴头组成，由无缝钢管一体成形、无焊缝，首先将钢管中部进行热镦粗增厚得到变壁厚管坯，两侧经过第一次热挤压实现矩形直管、圆柱直管的减径，再对端部进行第二次热挤压形成轴头管坯；然后对管坯的镦粗增厚部分进行液压胀形得到单鼓形管坯，内腔充液后进行多向压制成形得到轴头与本体一体成形的重卡桥壳管件，切割附加前盖、机加轴头管坯得到重卡桥壳。本申请彻底消除重卡桥壳本体与轴头分体成形、焊接时存在的缺陷，强度刚度及疲劳寿命高，产品各部分壁厚根据承载设计，抗弯曲性能接近等强度，重量轻、制造工序少、效率高，适合批量生产。

Description

轴头与本体一体成形的重卡桥壳及其制造方法
技术领域
本申请属于汽车制造领域，尤其涉及轴头与本体一体成形的重卡桥壳及其制造方法。
背景技术
汽车驱动桥桥壳是汽车上的主要承载构件之一，几何形状较为复杂，它是主减速器、差速器、半轴的装配基体，主要功用是支承汽车重量，承受由车轮传来的路面反力和反力矩，并经悬架传给车架或车身。其性能直接影响运输车辆的安全性和可靠性，应具有足够的强度和刚度，并且要求尽量减小质量以提高汽车行驶的平顺性。桥壳是后驱车辆上的重要承载件及传力件，一般由桥壳本体(包括中部桥包、两侧的矩形轴管、圆柱直管)及轴头(亦称为半轴套管)组成。轴头主要支撑轮毂转动同时承受动态的垂直载荷及弯矩，相对桥壳本体要求有更高的抗疲劳强度。传统上，轴头通过模锻、镦挤、热挤压或辊锻成形后，再与桥壳本体焊接为一体。
重型卡车桥壳承载大、形状复杂、尺寸大，桥包最大横截面高度可达560mm，其与两端圆柱直管直径的比值最大可达4，制造难度大。
重型卡车桥壳本体主要使用冲压焊接方法进行制造，由上桥壳片体、下桥壳片体、四个三角垫板、后盖及加强圈组焊而成(见图1所示)，其中上、下桥壳片体使用等壁厚钢板冲压成形，后盖选择较上、下桥壳片体厚度薄的钢板冲压成形。冲压焊接方法制造的重型卡车桥壳焊道长，在后盖及三角垫板的焊缝处易出现漏油的现象，同时后盖与上、下桥壳片体连接处壁厚薄，刚度低，而且存在焊接应力，抗载荷能力弱，重载时容易失效。
近年，出现了钢管胀压成形工艺，用无缝钢管整体成形包含后盖的桥壳本体，可大幅提高桥壳体的强度刚度和疲劳寿命，正逐渐进入桥壳市场。中国专利(CN103252404A)公开的重型卡车无焊缝桥壳的整体成形方法，选用无缝钢圆管，将两端进行带芯轴推压缩径，对管坯中部进行液压胀形，再进行端部缩径得到近似轴对称回转体形状的预胀形管坯，中频退火后对其内部充液并用模具压制成形制得汽车桥壳管件。按照中国专利(CN103252404A)公开的方法制造重卡桥壳，初始无缝钢管两端需进行多道次大变形冷态推压缩径，缩径后管坯两端的壁厚较中部壁厚增加50％以上，致使整体成形后的桥壳管件重量大，限制了产品的轻量化，而且两侧轴管强度有较大富余，高于中部桥包的强度。
冲焊桥壳本体需要焊接轴头(半轴套管)，胀压成形方法制造的桥壳(简称胀压成形桥壳或液压胀形桥壳)本体仍需焊接轴头，轴头分体焊接时尚存在虚焊、焊不实等隐患，而且需要设置内衬环，在桥壳台架试验及实际应用中存在焊缝开裂现象，严重影响了桥壳的使用性能。
中国专利(CN111558665A)公开了一种液压胀形驱动桥桥壳轴头成形工艺及模具，先制造出液压胀形桥壳(即胀压成形桥壳)本体，再将本体的两端轴管进行四次轴端冷缩径及三次轴端温推压，成形出轴头，并公开了轴端冷缩径及轴端温推使用的模具结构。利用中国专利(CN111558665A)公开的工艺，制造出整体式汽车桥壳，实现了桥壳无焊缝，提高了桥壳疲劳强度，但很难用于批量生产，主要在于：①在液压胀形桥壳本体上成形的轴头壁厚分布不合理，尤其是承载较大的轴肩部分的壁厚较小，难于承受重载；②轴头缩径成形工序多，需要进行四次冷缩径，单道次缩径变形较大时可能引起中部已成形的桥壳本体再次发生变形而失效；轴肩成形工序多，需要三次推压(即推挤)成形；③轴头冷缩径时进行两次加热退火、轴肩推压时进行三次加热，再加上桥壳本体成形过程中的加热，加热火次多，脱碳严重，严重影响轴头的硬度。
发明内容
1.要解决的技术问题
本申请提供轴头与本体一体成形的重卡桥壳，中部桥包、两侧矩形直管、圆柱直管及两端轴头的壁厚根据承载设计，壁厚分布合理，抗弯曲性能接近等强度；彻底解决重卡桥壳本体与轴头分体成形、焊接时存在的缺陷，大幅提高桥壳的强度刚度及疲劳寿命；产品重量轻，制造工序少、效率高，适合大批量生产。
2.技术方案
本申请提供轴头与本体一体成形的重卡桥壳(2)，所述重卡桥壳由中部桥包(2a)、桥包两侧矩形直管(2b)、矩形直管外侧的圆柱直管(2c)、圆柱直管外端的一体式轴头(2d)组成。
所述桥包(2a)呈琵琶状，前平面(2e)上带有主减速器安装孔(2f)、后侧带有球冠状的一体式后盖(2g)；中间最大横截面的高度为h1、上、下边梁(2h)处的宽度为b1、壁厚为t1，高度h1；一体式后盖(2g)，冠顶距上下边梁宽度中心线的距离为b11，冠顶处的壁厚为t11，满足t11＝(0.90～0.95)t1；一体式后盖(2g)与桥包后平面(2i)以曲面过渡，过度处圆弧半径R1、壁厚为t12，并满足t12＝(0.95～1.0)t1，使后盖侧具有高的抗弯扭刚性。
所述矩形直管(2b)的高度为h2、宽度为b2、壁厚为t2，宽度b2小于桥包上、下边梁(2h)处的宽度b1，并满足b2＝(0.90～0.95)b1；高度h2大于宽度为b2，并满足h2＝(1.05～1.15)b2；壁厚t2大于桥包(2a)上、下边梁(2h)处的壁厚，并满足t2＝(1.30～1.40)t1。
所述圆柱直管(2c)，其外径为d1、壁厚为t3。d1的数值大于矩形直管(2b)的宽度b2、小于矩形直管(2b)的高度h2；t3大于矩形直管(2b)的壁厚t2，满足t3＝(1.10～1.20)t2。
所述一体式轴头(2d)为三段阶梯轴管，内侧的轴头第一阶梯(2j)用于安装制动凸缘，中部的轴头第二阶梯(2k)、外端的轴头第三阶梯(2m)分别用于安装圆锥滚子轴承。轴头第一阶梯(2j)与圆柱直管(2c)锥形过渡，半锥角为θ1，轴头第一阶梯(2j)的外径为d2，满足d2＝(0.75～0.85)d1；轴头第二阶梯(2k)与轴头第一阶梯(2j)之间存在铅直的轴头轴肩(2n)，轴头第二阶梯(2k)的外径为d3，满足d3＝(0.75～0.85)d2，轴头轴肩(2n)根部处的壁厚t4＝(1.15～1.25)t3；轴头第三阶梯(2m)的外径为d4，满足d4＝(0.85～0.95)d3，端部的壁厚t5＝(0.55～0.65)t4，而且内腔的壁厚由外端向内侧逐渐增加。
本申请提供轴头与本体一体成形的重卡桥壳制造方法，工艺步骤如下：
(1)根据桥包(2a)中间最大截面的高度h1、壁厚为t1选择无缝钢管，外径d0＝(0.60～0.65)h1，壁厚t0＝(0.75～0.85)t1，无缝钢管的长度为L1。
(2)无缝钢管中部进行热镦粗增厚。将管坯中部长度L10的部分采用三组不同频率的中频炉加热，中间长度L11的部分加热至T1＝950℃～1050℃，左右两侧长度L12、L13的部分加热至T2＝750℃～800℃；在三向液压机上，将加热的管坯放在镦粗增厚下模(3b)半圆柱孔型腔内，镦粗增厚上模(3a)落下，与镦粗增厚下模(3b)形成封闭的圆柱孔型腔，型腔内径较管坯外径d0大2～3mm；镦粗增厚左模(3c)、镦粗增厚右模(3d)由管坯两端向内侧推进，中部长度L11的部分长度变成L20，壁厚增厚t01＝(1.35～1.45)t0，左右两侧部分壁厚由t01线性减至t0。镦粗增厚管坯(3)长度减至L2。
(3)镦粗增厚管坯(3)两端进行第一次热挤压。镦粗增厚管坯(3)冷却至室温后，将左右两端长度L21、L22的部分加热至T3＝850℃～950℃；在三向液压机上，利用第一次挤压上模(4a)、第一次挤压下模(4b)夹持管坯中部，利用第一次挤压左模(4c)、第一次挤压右模(4d)进行挤压减径，成形第一阶梯圆管(4e)、第二阶梯圆管(4f)。第一阶梯圆管(4e)外径减至d01、壁厚达到桥壳矩形直管(2b)的壁厚t2，即t2＝(1.35～1.45)t1；d01根据桥壳矩形直管(2b)的周长确定。第二阶梯圆管(4f)外径、壁厚分别达到桥壳圆柱直管(2c)的外径d1、壁厚为t3，即t3＝(1.10～1.20)t2；第二阶梯圆管(4f)与第一阶梯圆管(4e)圆锥过渡，半锥角为θ2。第一次热挤压在一台液压机上进行，可安排2～3道工步。第一次挤压管坯(4)长度增加至L3。
(4)第一次挤压管坯(4)进行第二次热挤压形成轴头管坯。将第一次挤压管坯(4)的第二阶梯圆管(4f)左右两端长度L31、L32的部分加热至T4＝850℃～950℃，在三向液压机上，利用第二次挤压上模(5a)、第二次挤压下模(5b)夹持管坯中部，第二次挤压左模(5c)、第二次挤压右模(5d)进行挤压，形成轴头管坯第一阶梯(5e)、轴头管坯第二阶梯(5f)；轴头管坯第一阶梯(5e)与圆柱直管(2c)锥形过渡，半锥角为θ1，轴头管坯第二阶梯(5f)与轴头管坯第一阶梯(5e)形成管坯轴肩(5g)；轴头管坯第一阶梯(5e)的外径d21较轴头第一阶梯(2j)外径d2大3～4mm。轴头管坯第二阶梯(5f)的外径d31较轴头第二阶梯(2k)外径d3大3～4mm，管坯轴肩(5g)根部处的壁厚t41较轴头轴肩(2n)根部处的壁厚t4大1.5～2mm。第二次热挤压成形在另一台液压机上进行，可安排2～3道工步。第二次挤压管坯(5)长度增加至L4。
(5)对第二次挤压管坯(5)进行一次液压胀形，中部长度L30的部分扩径后变成单鼓形(6a)，中间最大横截面的外径为d4、壁厚为t5，满足d4＝(0.92～0.95)h1，t5＝(1.02～1.06)t1；中部长度L30两侧经过挤压成形的部分不变形。液压胀形管坯(6)长度变成L5。
(6)对液压胀形管坯(6)的中部进行中频退火，两端密封，内腔低压充液后用上下模、前后模进行多向压制成形，得到轴头与本体一体成形的重卡桥壳管件(7)，轴头管坯第一阶梯(5e)、轴头管坯第二阶梯(5f)以及圆柱直管(2c)不变形，第一阶梯圆管(4e)变成高度h2、宽度b2的桥壳矩形直管(2b)；中部单鼓形(6a)变成桥包(2a)，前平面(2e)上带有附加前盖(7a),后平面(2i)上带有一体式后盖(2g)，冠顶距上下边梁宽度中心线的距离为b11，冠顶处的壁厚为t11；一体式后盖(2g)与桥包后平面(2i)以曲面过渡，过度处圆弧半径R1、壁厚为t12；桥包(2a)中间最大横截面的高度为h1、上、下边梁处(2h)的宽度为b1、壁厚为t1。压制成形后桥壳管件(7)长度变成L6。
(7)切除桥壳管件(7)附加前盖(7a)，得到主减速器安装孔(2f)。
(8)机加轴头管坯第一阶梯(5e)得到轴头第一阶梯(2j)，机加轴头管坯第二阶梯(5f)，得到轴头第二阶梯(2k)、轴头第三阶梯(2m)、轴头轴肩(2n)。
本申请具有如下优点：
(1)轴头与本体一体成形的重卡桥壳中部桥包、两侧矩形直管、圆柱直管及两端轴头的壁厚根据承载设计，壁厚分布合理，抗弯强度接近等强度。
(2)彻底解决重卡桥壳本体与轴头分体成形、焊接时存在的缺陷，大幅提高桥壳的强度刚度及疲劳寿命。
(3)产品重量轻，较冲焊桥壳重量轻10％～15％，较公开的胀压成形方法制造的桥壳轻5％～8％；制造工序少、效率高，适合大批量生产。
附图说明
图1为本某重型卡车冲压焊接桥壳的主视图。
图2为本某重型卡车冲压焊接桥壳的俯视剖面图。
图3为本申请实施例轴头与本体一体成形的重卡桥壳主视图。
图4为本申请实施例轴头与本体一体成形的重卡桥壳主视图A-A剖面图。
图5为本申请实施例轴头与本体一体成形的重卡桥壳主视图B-B剖面图。
图6为本申请实施例初始管坯中部加热温度分布图。
图7为本申请实施例初始管坯中部镦粗增厚工序示意图。
图8为本申请实施例初始管坯中部镦粗增厚管坯。
图9为本申请实施例第一次挤压工序示意图。
图10为本申请实施例第一次挤压管坯。
图11为本申请实施例第二次挤压工序示意图。
图12为本申请实施例第二次挤压管坯。
图13为本申请实施例液压胀形管坯。
图14为本申请实施例压制成形桥壳管件主视图。
图15为本申请实施例压制成形桥壳管件主视图C-C剖面图。
上述附图中：1.冲焊桥壳，1a.分体式轴头，1b.上桥壳片体，1c.下桥壳片体，1d.三角垫板，1e.后盖，1f.加强圈，1g.内衬环，2.一体成形的重卡桥壳，2a.桥包，2b.矩形直管，2c.圆柱直管，2d.一体式轴头，2e.前平面，2f.主减速器安装孔，2g.一体式后盖，2h.边梁，2j.轴头第一阶梯，2k.轴头第二阶梯，2m.轴头第三阶梯，2n.轴头轴肩，3.镦粗增厚管坯，3a.镦粗增厚上模，3b.镦粗增厚下模，3c.镦粗增厚左模，3d.镦粗增厚右模，4.第一次挤压管坯，4a.第一次挤压上模，4b.第一次挤压下模，4c.第一次挤压左模，4d.第一次挤压右模，4e.第一阶梯圆管，4f.第二阶梯圆管，5.第二次挤压管坯，5a.第二次挤压上模，5b.第二次挤压下模，5c.第二次挤压左模，5d.第二次挤压右模，5e.轴头管坯第一阶梯，5f.轴头管坯第二阶梯，5g.管坯轴肩，6.液压胀形管坯，6a.单鼓形，7.桥壳管件，7a.附加前盖。
具体实施方式
参见图1～14，本申请提供轴头与本体一体成形的重卡桥壳(2)，由中部桥包(2a)、桥包两侧矩形直管(2b)、矩形直管外侧的圆柱直管(2c)、圆柱直管外端的一体式轴头(2d)组成。
所述桥包(2a)呈琵琶状，前平面(2e)上带有主减速器安装孔(2f)、后侧带有球冠状的一体式后盖(2g)。中间最大横截面的高度为h1＝510mm、上、下边梁(2h)处的宽度为b1＝158mm、壁厚为t1＝9.8mm，高度h1、宽度为b1根据主减速器的大齿轮尺寸确定，t1根据桥包抗弯扭强度确定，并作为其它部分壁厚设计的基准；一体式后盖(2g)，冠顶距上下边梁宽度中心线的距离为b11＝233mm，冠顶处的壁厚为t11＝9.0mm，满足t11＝(0.90～0.95)t1；一体式后盖(2g)与桥包后平面(2i)以曲面过渡，过度处圆弧半径R1＝15mm、壁厚为t12＝9.5mm，并满足t12＝(0.95～1.0)t1，使后盖侧具有高的抗弯扭刚性。
所述矩形直管(2b)的高度为h2＝158mm、宽度为b2＝145mm、壁厚为t2＝13.2mm，宽度b2小于桥包上、下边梁(2h)处的宽度b1，并满足b2＝(0.90～0.95)b1；高度h2大于宽度为b2，并满足h2＝(1.05～1.15)b2；壁厚t2大于桥包(2a)上、下边梁(2h)处的壁厚，并满足t2＝(1.30～1.40)t1。
所述圆柱直管(2c)，其外径为d1＝φ150mm、壁厚为t3＝15mm，t3大于矩形直管(2b)的壁厚t2，满足t3＝(1.10～1.20)t2。
所述一体式轴头(2d)为三段阶梯轴管，内侧的轴头第一阶梯(2j)用于安装制动凸缘，中部的轴头第二阶梯(2k)、外端的轴头第三阶梯(2m)分别用于安装圆锥滚子轴承。轴头第一阶梯(2j)与圆柱直管(2c)锥形过渡，半锥角为θ1＝60°，轴头第一阶梯(2j)的外径为d2＝φ120mm，满足d2＝(0.75～0.85)d1；轴头第二阶梯(2k)与轴头第一阶梯(2j)之间存在铅直的轴肩(2n)，轴头第二阶梯(2k)的外径为d3＝φ95mm，满足d3＝(0.75～0.85)d2，轴头轴肩(2n)根部处的壁厚t4＝18mm,满足t4＝(1.15～1.25)t3；轴头第三阶梯(2m)的外径为d4＝φ82.5mm，端部的壁厚t5＝11mm，并满足t5＝(0.55～0.65)t4，而且内腔的壁厚由外端向内侧逐渐增加。
本申请提供轴头与本体一体成形的重卡桥壳制造方法，工艺步骤如下：
(1)根据桥包(2a)中间最大截面的高度h1、壁厚为t1选择无缝钢管，外径d0＝φ325mm、壁厚t0＝8mm，并满足d0＝(0.60～0.65)h1，t0＝(0.75～0.85)t1，无缝钢管长度L1＝2160mm。
(2)无缝钢管中部进行热镦粗增厚。将管坯中部长度L10＝1000mm的部分采用三组不同频率的中频路加热，中部长度L11＝600mm的部分加热至T1＝950℃～1050℃，左右两侧长度L12＝200mm、L13＝200mm的部分加热至T2＝750℃～800℃；在三向液压机上，将加热的管坯放在镦粗增厚下模(3b)半圆柱孔型腔上，镦粗增厚上模(3a)落下，与镦粗增厚下模(3b)形成封闭的圆柱孔型腔，型腔内径较管坯外径d0大2～3mm；镦粗增厚左模(3c)、镦粗增厚右模(3d)由管坯两端向内侧推进，中部长度L11的部分长度变成L20＝460mm，壁厚增厚至t01＝11.2mm，满足t01＝(1.35～1.45)t0，左右两侧部分壁厚由t01线性减至t0。镦粗增厚管坯(3)长度减至L2＝1970mm。
(3)镦粗增厚管坯(3)两端进行第一次热挤压。镦粗增厚管坯(3)冷却至室温后，将左右两端长度L21＝580mm、L22＝660mm的部分加热至T3＝850℃～950℃；在三向液压机上，利用第一次挤压上模(4a)、第一次挤压下模(4b)夹持管坯中部，利用第一次挤压左模(4c)、第一次挤压右模(4d)进行挤压减径，成形第一阶梯圆管(4e)、第二阶梯圆管(4f)。第一阶梯圆管(4e)外径减至d01＝φ179mm、壁厚达到桥壳矩形直管(2b)的壁厚t2＝13.2mm，即t2＝(1.30～1.40)t1；d01根据桥壳矩形直管(2b)的周长确定。第二阶梯圆管(4f)外径、壁厚分别达到桥壳圆柱直管(2c)的外径d1＝φ150mm、壁厚t3＝15mm，即t3＝(1.10～1.20)t2；第二阶梯圆管(4f)与第一阶梯圆管(4e)圆锥过渡，半锥角为θ2＝20°。第一次挤压在一台液压机上进行，可安排2～3道工步。第一次挤压管坯(4)长度增加至L3＝2195mm。
(4)第一次挤压管坯(4)进行第二次热挤压形成轴头管坯。将第一次挤压管坯(4)的第二阶梯圆管(4f)左右两端长度L31＝240mm、L32＝240mm的部分加热至T4＝850℃～950℃，在三向液压机上，利用第二次挤压上模(5a)、第二次挤压下模(5b)夹持管坯中部，第二次挤压左模(5c)、第二次挤压右模(5d)进行挤压，形成轴头管坯第一阶梯(5e)、轴头管坯第二阶梯(5f)；轴头管坯第一阶梯(5e)与圆柱直管(2c)锥形过渡，半锥角为θ1＝60°，轴头管坯第二阶梯(5f)与轴头管坯第一阶梯(5e)形成管坯轴肩(5g)；轴头管坯第一阶梯(5e)的外径d21＝φ124mm，较轴头第一阶梯(2j)外径d2大4mm。轴头管坯第二阶梯(5f)的外径d31＝φ99mm，较轴头第二阶梯(2k)外径d3大4mm，管坯轴肩(5g)根部处的壁厚t41＝20mm，较轴头轴肩(2n)根部处的壁厚t4大2mm。第二次挤压成形在另一台液压机上进行，可安排2～3道工步。第二次挤压管坯(5)长度变至L4＝2150mm。
(5)对第二次挤压管坯(5)进行一次液压胀形，中部长度L30＝460mm的部分扩径后变成单鼓形(6a)，中间最大横截面的外径为d4＝φ470mm、壁厚为t5＝10mm，满足d4＝(0.92～0.95)h1，t5＝(1.02～1.06)t1；中部长度L30两侧经过挤压成形的部分不变形。液压胀形管坯(6)长度变成L5＝1995mm。
(6)对液压胀形管坯(6)的中部进行中频退火，两端密封，内腔低压充液后用上下模、前后模进行多向压制成形，得到轴头与本体一体成形的重卡桥壳管件(7)，轴头管坯第一阶梯(5e)、轴头管坯第二阶梯(5f)以及圆柱直管(2c)不变形，第一阶梯圆管(4e)变成桥壳的矩形直管(2b)；中部单鼓形(6a)变成桥包(2a)，前平面(2e)上带有附加前盖(7a),后平面(2i)上带有一体式后盖(2g)，冠顶距上下边梁宽度中心线的距离为b11，冠顶处的壁厚为t11；一体式后盖(2g)与桥包后平面(2i)以曲面过渡，过度处圆弧半径R1、壁厚为t12；桥包(2a)中间最大横截面的高度为h1、上、下边梁处(2h)的宽度为b1、壁厚为t1。压制成形后桥壳管件(7)长度变成L6＝2000mm。
(7)切除桥壳管件(7)附加前盖(7a)，得到主减速器安装孔(2f)。
(8)机加轴头管坯第一阶梯(5e)得到轴头第一阶梯(2j)，机加轴头管坯第二阶梯(5f)，得到轴头第二阶梯(2k)、轴头第三阶梯(2m)、轴头轴肩(2n)。

Claims (7)

1.轴头与本体一体成形的重卡桥壳，其特征在于:
所述重卡桥壳(2)由桥包(2a)、桥包两侧矩形直管(2b)、圆柱直管(2c)、一体式轴头(2d)组成，桥包(2a)呈琵琶状，后侧带有一体式后盖(2g)，中间最大横截面的高度为h1、上、下边梁(2h)处的宽度为b1、壁厚为t1；矩形直管(2b)的高度为h2、宽度为b2、壁厚为t2，t2＝(1.30～1.40)t1；圆柱直管(2c)外径为d1、壁厚为t3，t3＝(1.10～1.20)t2；一体式轴头(2d)为三段阶梯轴管，轴头轴肩(2n)根部处的壁厚t4＝(1.15～1.25)t3，端部的壁厚t5＝(0.55～0.65)t4，内腔的壁厚由外端向内侧逐渐增加。
2.如权利要求1所述的轴头与本体一体成形的重卡桥壳，其特征在于：所述一体式后盖(2g)，冠顶距上下边梁宽度中心线的距离为b11，冠顶处的壁厚为t11，满足t11＝(0.90～0.95)t1；一体式后盖(2g)与桥包后平面(2i)以曲面过渡，过度处圆弧半径R1、壁厚为t12，并满足t12＝(0.95～1.0)t1，使后盖侧具有高的抗弯扭刚性。
3.如权利要求1所述的轴头与本体一体成形的重卡桥壳，其特征在于：所述一体式轴头(2d)为三段阶梯轴管，内侧的轴头第一阶梯(2j)与圆柱直管(2c)锥形过渡，半锥角为θ1，轴头第一阶梯(2j)的外径为d2，满足d2＝(0.75～0.85)d1；中间的轴头第二阶梯(2k)与轴头第一阶梯(2j)之间存在铅直的轴肩(2n)，轴头第二阶梯(2k)的外径为d3，满足d3＝(0.75～0.85)d2，轴肩(2n)根部处的壁厚t4＝(1.15～1.25)t3；端部的轴头第三阶梯(2m)的外径为d4，满足d4＝(0.85～0.95)d3，端部的壁厚t5＝(0.55～0.65)t4，而且内腔的壁厚由外端向内侧逐渐增加。
4.一种对权利要求1～3中任一项所述轴头与本体一体成形的重卡桥壳制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)根据桥包(2a)中间最大截面的高度h1、壁厚为t1选择无缝钢管，外径d0＝(0.60～0.65)h1，壁厚t0＝(0.75～0.85)t1，无缝钢管的长度为L1；
(2)无缝钢管中部进行热镦粗增厚，将管坯中部长度L10的部分采用三组不同频率的中频炉加热，中间长度L11的部分加热至T1＝950℃～1050℃，左右两侧长度L12、L13的部分加热至T2＝750℃～800℃；在三向液压机上将加热的管坯放在镦粗增厚下模(3b)半圆柱孔型腔内，镦粗增厚上模(3a)落下，镦粗增厚左模(3c)、镦粗增厚右模(3d)由管坯两端向内侧推进，中部长度L11的部分长度变成L20，壁厚增厚t01＝(1.35～1.45)t0，左右两侧部分壁厚由t01线性减至t0；
(3)第一次热挤压，实现矩形直管、圆柱直管的减径；镦粗增厚管坯(3)冷却至室温后，将左右两端长度L21、L22的部分加热至T3＝850℃～950℃；在三向液压机上，利用第一次挤压上模(4a)、第一次挤压下模(4b)夹持管坯中部，利用第一次挤压左模(4c)、第一次挤压右模(4d)进行挤压减径，成形第一阶梯圆管(4e)、第二阶梯圆管(4f)；第一阶梯圆管(4e)外径减至d01、壁厚达到桥壳矩形直管(2b)的壁厚t2；d01根据桥壳矩形直管(2b)的周长确定；第二阶梯圆管(4f)外径、壁厚分别达到桥壳圆柱直管(2c)的外径d1、壁厚为t3；第二阶梯圆管(4f)与第一阶梯圆管(4e)圆锥过渡，半锥角为θ2；
(4)第二次热挤压形成轴头管坯；将第一次挤压管坯(4)第二阶梯圆管(4f)左右两端长度L31、L32的部分加热至T4＝850℃～950℃，在三向液压机上，利用第二次挤压上模(5a)、第二次挤压下模(5b)夹持管坯中部，第二次挤压左模(5c)、第二次挤压右模(5d)进行挤压，形成轴头管坯第一阶梯(5e)、轴头管坯第二阶梯(5f)；轴头管坯第一阶梯(5e)与圆柱直管(2c)锥形过渡，半锥角为θ1，轴头管坯第二阶梯(5f)与轴头管坯第一阶梯(5e)形成管坯轴肩(5g)；
(5)对第二次挤压管坯(5)进行一次液压胀形，中部长度L30的部分扩径后变成单鼓形(6a)，中间最大横截面的外径为d4、壁厚为t5，满足d4＝(0.92～0.95)h1，t5＝(1.02～1.06)t1；中部长度L30两侧经过挤压成形的部分不变形；
(6)对液压胀形管坯(6)的中部中频退火，两端密封，内腔充液后用上下模、前后模进行多向压制成形，得到轴头与本体一体成形的重卡桥壳管件(7)，轴头管坯第一阶梯(5e)、轴头管坯第二阶梯(5f)以及圆柱直管(2c)不变形，第一阶梯圆管(4e)变成桥壳矩形直管(2b)；中部单鼓形(6a)变成桥包(2a)，前平面(2e)上带有附加前盖(7a),后平面(2i)上带有一体式后盖(2g)；
(7)切除桥壳管件(7)附加前盖(7a)，得到主减速器安装孔(2f)；
(8)机加轴头管坯第一阶梯(5e)得到轴头第一阶梯(2j)，机加轴头管坯第二阶梯(5f)，得到轴头第二阶梯(2k)、轴头第三阶梯(2m)、轴头轴肩(2n)。
5.如权利要求4所述的轴头与本体一体成形的重卡桥壳制造方法，其特征在于:无缝钢管中部进行热镦粗增厚时，镦粗增厚上模(3a)与镦粗增厚下模(3b)形成封闭的圆柱孔型腔，型腔内径较管坯外径d0大2～3mm。
6.如权利要求4所述的轴头与本体一体成形的重卡桥壳制造方法，其特征在于:镦粗增厚管坯(3)进行第一次热挤压时，在一台液压机上进行，安排2～3道工步。
7.如权利要求6所述的轴头与本体一体成形的重卡桥壳制造方法，其特征在于:第一次挤压管坯(4)进行第二次热挤压成形时，轴头管坯第一阶梯(5e)的外径d21较轴头第一阶梯(2j)外径d2大3～4mm，轴头管坯第二阶梯(5f)的外径d31较轴头第二阶梯(2k)外径d3大3～4mm，管坯轴肩(5g)根部处的壁厚t41较轴头轴肩(2n)根部处的壁厚t4大1.5～2mm；第二次热挤压成形在另一台液压机上进行，安排2～3道工步。
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