CN203316639U - 汽车驱动桥整体复合多次胀形装置 - Google Patents

Abstract

汽车驱动桥整体复合多次胀形装置，包括胀形内模、胀形外模和用于向胀形内模施加胀形力的胀形力发生装置；所述胀形内模包括分别与桥壳琵琶包上下两侧内壁配合的上模块和下模块，上模块和下模块的两端分别与连杆机构铰接；所述胀形力发生装置包括压力发生装置和推力发生装置，压力发生装置对胀形内模的上模块与下模块施加垂直于桥壳工件轴向方向的压力；所述推力发生装置是设置于胀形内模两端的两个推力装置；所述胀形外模设置有用于压住桥壳琵琶包的胀形变形区和非变形区之间过渡面的支撑机构。

Description

汽车驱动桥整体复合多次胀形装置

技术领域

本实用新型属于机械成型加工技术领域，具体的为一种汽车驱动桥整体复合多次装置。

背景技术

桥壳是汽车的重要零件之一，桥壳不仅对汽车起着支撑作用，而且还是差速器、主减速器以及驱动车轮传动装置的外壳。汽车桥壳质量对整车性能的影响非常大，桥壳不仅需要具备足够的强度、刚度和疲劳寿命，而且还应结构简单，成本较低，质量轻，易于拆装和维护。目前，汽车桥壳成型方法主要有以下几种，其优缺点如下：

铸造成型工艺

优点：易铸造成形形状复杂和壁厚不均的桥壳，刚度、强度较大；

缺点：控制成形流动困难，易产生裂纹、气孔，且重量大，后续加工复杂，焊接工序易产生裂纹、变形；

适用范围：主要适用于中、重型载重汽车的后桥壳生产。

冲压-焊接成型工艺

优点：工艺性好，废品率较低，可靠性高，容易制造，加工余量小，质量轻，精度高，价格较低，产品改型方便，易实现生产自动化；

缺点：工序繁多，仅适合简单的几何形状的桥壳生产，且生产得到的桥壳强度较低，耗资大；另外还具有对焊接要求高，质量难以保证，易产生裂纹、变形、漏孔的缺陷，并且焊接区容易域疲劳断裂；

适用范围：适用范围较广，一般用于轻型车、农用车。

扩张成形

优点：扩张成型工艺是是冲压-焊接成型工艺的派生，但其工作量减少，加工效率高，密封性好，得到的桥壳的刚度和强度高、重量轻；

缺点：纵向开缝处易产生横向裂纹，琵琶包处翻边宽度不均匀，侧面易起皱拉伤；

适用范围：主要适用于小轿车，轻、中型载重汽车。

机械胀形

优点：工作量减少，加工效率高，得到的后桥重量轻，可生产尺寸较高、形状复杂的桥壳，且坯料利用率和生产效率均较高，后桥的综合力学性能高；

缺点：胀形力难以控制，胀形机理和过程复杂，易产生裂纹；

适用范围：主要适用于乘用车和轻中型载货汽车。

液压胀形

优点：材料利用率高，工序少，生产效率高，得到的桥壳强度和刚度高、且重量轻，易实现生产机械化和自动化生产；

缺点：工艺仍不太成熟，对高压液压源要求高，易漏油和污染环境，投资初期耗费时间和资金；

适用范围：轿车、轻型和中型载重汽车。

针对现有汽车桥壳成形方法的优缺点，并结合我国实际应用现状，现有的汽车驱动桥后桥壳的加工成型工艺主要有以下问题和不足：

1、我国目前实际应用的桥壳成形方法大部分为铸造成型工艺和冲压-焊接成型工艺，其它成型方法由于技术、经济等原因，应用较少，或正处于研究试验阶段；

2、机械胀形的胀形力难以控制，胀形机理和过程复杂，易产生裂纹，但坯料利用率、生产效率、综合力学性能高；

3、液压胀形工艺仍不太成熟，对高压液压源要求高，易漏油和污染环境，初期耗费时间和资金，但得到的桥壳强度和刚度高、重量轻，易实现生产机械化和自动化。

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种汽车驱动桥整体复合多次胀形装置，通过设置多个压力发生装置分别向胀形内模的上模块与下模块施加垂直于桥壳工件轴向方向的压力，设置向连杆机构施加平行于桥壳工件轴向方向的推力装置，可以较好的控制汽车驱动桥连续胀形的全过程，得到的汽车驱动桥壳壁厚均匀、尺寸精度高，重量较小、强度和刚度较高，并具有较高的疲劳寿命，能够有效保证汽车驱动桥装配、使用要求。并且还具有坯料利用率和生产效率均较高的优点。

实用新型内容

为了实现上述目的，本实用新型的汽车驱动桥整体复合多次胀形装置，包括胀形内模、胀形外模和用于向胀形内模施加胀形力的胀形力发生装置；

所述胀形内模包括分别与桥壳琵琶包上下两侧内壁配合的上模块和下模块，上模块和下模块的两端分别与连杆机构铰接；

所述胀形力发生装置包括压力发生装置和推力发生装置，所述压力发生装置包括设置在所述上模块与下模块之间的压力发生装置Ⅰ和对称设置在桥壳工件两侧开口处的压力发生装置Ⅱ和压力发生装置Ⅲ，压力发生装置对胀形内模的上模块与下模块施加垂直于桥壳工件轴向方向的压力；

所述推力发生装置是设置于胀形内模两端的两个推力装置，所述两个推力装置分别通过连杆机构向所述胀形内模施加相向的、平行于桥壳工件轴向方向的推力；

所述胀形外模设置有用于压住桥壳琵琶包的胀形变形区和非变形区之间过渡面的支撑机构。

优选的，所述压力发生装置Ⅰ为胀形液压缸；所述压力发生装置Ⅱ为第一中芯内胀形缸；所述压力发生装置Ⅲ为第二中芯内胀形缸。

优选的，所述推力装置为分别设置于胀形内模两端的两个推力液压缸。

优选的，所述连杆机构包括铰链座和双铰连杆，所述铰链座与上模块和下模块之间分别通过双铰连杆铰接，所述推力装置作用在所述铰链座上。

优选的，所述胀形外模还包括支架，所述支撑机构包括安装在支架上的支撑杆和安装在支撑杆上的支撑头，所述支撑头压在所述过渡面上，支撑头具有与所述过渡面配合的工作曲面。

优选的，所述支撑头设置为4个，并分别位于所述桥壳琵琶包两端的过渡面的上下两侧。

优选的，所述胀形外模包括上外模和下外模，所述上外模和下外模上分别设有与所述桥壳琵琶包上下两侧外壁形状结构相同的上模腔和下模腔，所述支撑机构即为所述上模腔和下模腔分别与桥壳琵琶包过渡面对应的上模腔支撑内壁和下模腔支撑内壁。

优选的，所述上外模和下外模闭合时，上模腔和下模腔组成与桥壳琵琶包的外壁形状结构相同的胀形腔。

优选的，在所述一个推力液压缸的活塞杆上设置有快速拆卸连接结构。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型的汽车驱动桥整体复合多次胀形装置，通过设置多个压力发生装置分别向胀形内模的上模块与下模块施加垂直于桥壳工件轴向方向的压力发生装置和设置向连杆机构施加平行于桥壳工件轴向方向的推力装置，可以较好的控制汽车驱动桥连续胀形的全过程；通过设置胀形外模，能够准确控制桥壳工件胀形变形的位置，最后得到的汽车驱动桥壳壁厚均匀、尺寸精度高，重量较小、强度和刚度较高，并具有较高的疲劳寿命，能够有效保证汽车驱动桥装配、使用要求。并且还具有坯料利用率和生产效率均较高的优点。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例桥壳工件在胀形变形前的结构示意图；

图2为本实用新型第一实施例桥壳工件在第一次胀形后的结构示意图；

图3为本实用新型第一实施例桥壳工件在第二次胀形后的结构示意图；

图4为本实用新型第一实施例桥壳工件在第三次胀形后的结构示意图；

图5为图1的A-A向视图；

图6为本实用新型第二实施例桥壳工件在胀形变形前的结构示意图；

图7为本实用新型第二实施例桥壳工件在第三次胀形后的结构示意图；

图8为桥壳工件胀形变形后的结构示意图；

图9为本实用新型胀形内模结构示意图。

附图标记

1-胀形内模；101-上模块；102-下模块；2-胀形外模；3-胀形液压缸；

4-第一中芯内胀形缸；5-桥壳工件；501-桥壳琵琶包；502-过渡面；503-开口；

6-第二中芯内胀形缸；8-双铰连杆；9-支架；10-支撑杆；11-支撑头；

12-推力液压缸；13-上外模；131-上模腔；132-上模腔支撑内壁；14-下外模；

141-下模腔；142-下模腔支撑内壁；17-铰链座；18-快速拆卸连接结构。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

实施例一

如图1所示，本实用新型的汽车驱动桥整体复合多次胀形装置，包括胀形内模1、胀形外模2和用于向胀形内模1施加胀形力的胀形力发生装置。

如图8所示，桥壳工件5在加工完成后具有桥壳琵琶包501，在胀形变形区和非变形区之间具有过渡面502。如图4所示，所述胀形内模1包括分别与桥壳琵琶包501上下两侧内壁配合的上模块101和下模块102，上模块101和下模块102的两端分别与连杆机构铰接。

所述胀形力发生装置包括压力发生装置和推力发生装置，如图5所示，所述压力发生装置包括设置在所述上模块101与下模块102之间的压力发生装置Ⅰ和对称设置在桥壳工件5两侧开口503处的压力发生装置Ⅱ和压力发生装置Ⅲ，在本实施例中，所述压力发生装置Ⅰ为胀形液压缸3，所述压力发生装置Ⅱ为第一中芯内胀形缸4，所述压力发生装置Ⅲ为第二中芯内胀形缸6，压力发生装置对胀形内模的上模块101与下模块102施加垂直于桥壳工件轴向方向的压力。在本实施例中，胀形液压缸3优选设置为两个。

所述推力发生装置是设置于胀形内模1两端的两个推力装置，所述两个推力装置分别通过连杆机构向所述胀形内模1施加相向的、平行于桥壳工件5轴向方向的推力；在本实施例中，所述推力装置为分别设置于胀形内模1两端的两个推力液压缸12。如图1所示，两个推力液压缸12的活塞杆相向设置，两活塞杆的轴线位于同一条直线上，且其中一个推力液压缸的活塞杆上设置有快速拆卸连接结构18。通过设置快速拆卸连接结构，能够将该推力液压缸的活塞杆与胀形内模1、推力液压缸12分开，便于在胀形前将胀形内模1及连杆装置放置于桥壳工件5的内孔中。显而易见，推力发生装置除了采用本实施例的推力液压缸的结构形式之外，还可采用现有技术中的其他机械结构同时对胀形内模1两端施加推力。

如图9所示，所述连杆机构包括铰链座17和双铰连杆8，所述铰链座17与上模块101和下模块102之间分别通过双铰连杆8铰接，所述推力装置作用在所述铰链座17上。采用该结构的连杆机构，双铰连杆8与推力液压缸12的活塞杆之间具有夹角，能够将推力液压缸12的推力分解为作用于上模块101和下模块102的垂直于桥壳工件5轴向方向的胀形推力垂直分力和平行于桥壳工件5轴向方向的胀形推力水平分力。随着桥壳工件5径向胀形变形量的增大，连杆机构的双铰连杆8与桥壳工件5轴线之间的夹角也逐渐增大，分解到上模块101和下模块102的垂直分力也逐渐增大。

如图4所示，本实施例的胀形外模2包括上外模13和下外模14，所述上外模13和下外模14上分别设有与所述桥壳琵琶包501上下两侧外壁形状结构相同的上模腔131和下模腔141。所述胀形外模设置有用于压住桥壳琵琶包的胀形变形区和非变形区之间过渡面502的支撑机构。在本实施例中，所述支撑机构即为所述上模腔131和下模腔141分别与桥壳琵琶包过渡面502对应的上模腔支撑内壁132和下模腔支撑内壁142。采用该结构的胀形外模2，不仅能够有效控制桥壳工件5在胀形过程中的变形区域，而且还能够更好的控制胀形后的桥壳琵琶包501的外形结构。优选的，上外模13和下外模14闭合时，上模腔131和下模腔141组成与桥壳琵琶包501的外壁形状结构相同的胀形腔，该结构的胀形外模2，采用将上外模13和下外模14闭合后进行胀形，便于上外模13和下外模14之间定位，更便于向胀形外模2施加合模力。

本实施例的汽车驱动桥整体复合多次胀形装置在使用前，如图1所示，先将设置在推力液压缸12活塞杆上的快速拆卸连接结构18分开，将胀形内模1和连杆机构从桥壳工件5的一端置于桥壳工件5内的胀形变形区处，然后再将该推力液压缸12活塞杆通过快速拆卸连接结构18连接。胀形外模合模，并将胀形外模的支撑机构压在桥壳琵琶包的胀形变形区与非变形区之间的过渡面上，做好桥壳工件5胀形变形的准备工作。

如图2所示，启动胀形液压缸3和推力液压缸12，胀形液压缸3向上模块101与下模块102施加垂直于桥壳工件轴向方向的胀形力；同时，两个推力液压缸12同步相向地向胀形内模1提供辅助胀形推力，在连杆机构的作用下，将推力液压缸12的辅助胀形推力分解为作用于上模块101和下模块102的垂直于桥壳工件5轴向方向的辅助胀形推力垂直分力和平行于桥壳工件5轴向方向的辅助胀形推力水平分力。在胀形液压缸3施加的胀形力和两个推力液压缸12施加的垂直分力的共同作用下，上模块101和下模块102分别向桥壳工件5的上下两侧分开，挤压桥壳工件5进行第一次胀形。

如图3所示，当第一次胀形完成后，通过机械手将第一中芯内胀形缸4从桥壳工件一侧的工艺孔送入胀形内模，该第一中芯内胀形缸对上模块和下模块施加垂直于桥壳工件轴向方向的压力，两个推力液压缸12分别向胀形内模施加相等且平行于桥壳工件轴向方向的推力，所述桥壳工件在推力垂直分力和压力的作用下，进行第二次胀形。

第二次胀形完成后，胀形内模两端的两个推力液压缸12稳压，第一中芯内胀形缸4泄压后通过机械手退出胀形内模。如图4所示，通过机械手将第二中芯内胀形缸6从桥壳工件另一侧的工艺孔送入胀形内模，该第二中芯内胀形缸6对上模块和下模块施加垂直于桥壳工件轴向方向的压力，两个推力液压缸12分别向胀形内模施加相等且平行于桥壳工件轴向方向的推力，所述桥壳工件在推力垂直分力和压力的作用下，进行第三次胀形。第三次胀形完成后，胀形内模两端的两个推力液压缸12和第二中芯内胀形缸6保压成型。

最后，第二中芯内胀形缸6泄压后通过机械手退出胀形内模；胀形内模两端的两个推力液压缸12泄压、卸载，退模。通过设置胀形外模2，能够准确控制桥壳工件5胀形变形的位置，即控制桥壳工件5在过渡面处开始胀形变形，如此便可实现桥壳琵琶包501的胀形加工。

显而易见，在本实施例中，也可以将两个推力液压缸12产生的垂直于桥壳工件5轴向方向的胀形推力垂直分力作为主要胀形力，压力发生装置产生的胀形力作为辅助胀形力。由于用于生产汽车驱动桥桥壳的桥壳工件5的内孔直径一般都较小，导致连杆机构与推力液压缸的活塞杆轴线之间的夹角很小，由推力液压缸12产生的垂直于桥壳工件5轴向方向的胀形推力垂直分力较小，而挤压桥壳工件5实现胀形所需的力一般较大，如果仅仅依靠推力液压缸12产生的垂直分力难以使上模块101和下模块102顺利地向桥壳工件5的上下两侧张开，即无法实现胀形。因此需要由压力发生装置提供垂直于桥壳工件5轴向方向的辅助胀形力。

实施例二

如图1所示，本实用新型的汽车驱动桥整体复合多次胀形装置，包括胀形内模1、胀形外模2和用于向胀形内模1施加胀形力的胀形力发生装置。

如图8所示，桥壳工件5在加工完成后具有桥壳琵琶包501，在胀形变形区和非变形区之间具有过渡面502。如图4所示，所述胀形内模1包括分别与桥壳琵琶包501上下两侧内壁配合的上模块101和下模块102，上模块101和下模块102的两端分别与连杆机构铰接。

如图6和图7所示，本实施例的胀形外模2包括支架9，支撑机构包括安装在支架9上的支撑杆10和安装在支撑杆10上的支撑头11，本实施例的支撑头11设置为4个，并分别位于桥壳琵琶包501的两端过渡面502的上下两侧。支撑头11压在过渡面502上，采用该结构的胀形外模2，通过支撑头11压住过渡面502，能够控制桥壳琵琶包501在胀形变形过程的变形区域，防止工件的其他区域变形。优选的，支撑头11与桥壳工件5的接触面为与过渡面502配合的曲面，能够防止过渡面502由于变形产生褶皱，保证桥壳工件质量。

本实施例的其他结构与第一实施例相同，不再赘述。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种汽车驱动桥整体复合多次胀形装置，其特征在于：

包括胀形内模、胀形外模和用于向胀形内模施加胀形力的胀形力发生装置；

所述胀形内模包括分别与桥壳琵琶包上下两侧内壁配合的上模块和下模块，上模块和下模块的两端分别与连杆机构铰接；

所述胀形力发生装置包括压力发生装置和推力发生装置，所述压力发生装置包括设置在所述上模块与下模块之间的压力发生装置Ⅰ和对称设置在桥壳工件两侧开口处的压力发生装置Ⅱ和压力发生装置Ⅲ，压力发生装置对胀形内模的上模块与下模块施加垂直于桥壳工件轴向方向的压力；

所述推力发生装置是设置于胀形内模两端的两个推力装置，所述两个推力装置分别通过连杆机构向所述胀形内模施加相向的、平行于桥壳工件轴向方向的推力；

所述胀形外模设置有用于压住桥壳琵琶包的胀形变形区和非变形区之间过渡面的支撑机构。

2.根据权利要求1所述的汽车驱动桥整体复合多次胀形装置，其特征在于：所述压力发生装置Ⅰ为胀形液压缸；所述压力发生装置Ⅱ为第一中芯内胀形缸；所述压力发生装置Ⅲ为第二中芯内胀形缸。

3.根据权利要求1所述的汽车驱动桥整体复合多次胀形装置，其特征在于：所述推力装置为分别设置于胀形内模两端的两个推力液压缸。

4.根据权利要求1所述的汽车驱动桥整体复合多次胀形装置，其特征在于：所述连杆机构包括铰链座和双铰连杆，所述铰链座与上模块和下模块之间分别通过双铰连杆铰接，所述推力装置作用在所述铰链座上。

5.根据权利要求1所述的汽车驱动桥整体复合多次胀形装置，其特征在于：所述胀形外模还包括支架，所述支撑机构包括安装在支架上的支撑杆和安装在支撑杆上的支撑头，所述支撑头压在所述过渡面上，支撑头具有与所述过渡面配合的工作曲面。

6.根据权利要求5所述的汽车驱动桥整体复合多次胀形装置，其特征在于：所述支撑头设置为4个，并分别位于所述桥壳琵琶包两端的过渡面的上下两侧。

7.根据权利要求1所述的汽车驱动桥整体复合多次胀形装置，其特征在于：所述胀形外模包括上外模和下外模，所述上外模和下外模上分别设有与所述桥壳琵琶包上下两侧外壁形状结构相同的上模腔和下模腔，所述支撑机构即为所述上模腔和下模腔分别与桥壳琵琶包过渡面对应的上模腔支撑内壁和下模腔支撑内壁。

8.根据权利要求7所述的汽车驱动桥整体复合多次胀形装置，其特征在于：所述上外模和下外模闭合时，上模腔和下模腔组成与桥壳琵琶包的外壁形状结构相同的胀形腔。

9.根据权利要求3所述的汽车驱动桥整体复合多次胀形装置，其特征在于：在所述一个推力液压缸的活塞杆上设置有快速拆卸连接结构。

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