CN204724633U - 用于液压成形为机动车辆车身零件的挤压铝合金管 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于液压成形为机动车辆车身零件的挤压铝合金管，包括：形成封闭周长的壁；设置在壁中并且沿着挤压铝合金管纵向延伸的焊缝；以及设置在壁上并且沿着挤压铝合金管纵向延伸的挤压的突起，其中，突起平行于焊缝并且突起被构造为识别焊缝的位置以在制造期间用于对准。本实用新型提供的用于液压成形为机动车辆车身零件的挤压铝合金管在制造工艺期间便于定位。

Description

用于液压成形为机动车辆车身零件的挤压铝合金管

技术领域

本实用新型涉及一种用于机动车辆应用的铝挤压管。

背景技术

车辆制造商正在使用诸如铝合金的更轻、更强的材料以满足排放减少目标、满足燃料经济性目标、降低制造成本以及减轻车重。在减轻车重的同时必须满足需求增长的安全标准。满足这些冲突利益和目标的一种方法是使高强度铝合金管状坯料液压成形为牢固的轻质液压成形零件。

铝管类型包括焊缝管、挤压无缝管和挤压结构管。焊缝管和挤压无缝管是昂贵的。挤压结构管成本较低，因为相较于挤压无缝管和焊缝管，它们以具有较高线性和材料利用效率的连续铣削操作形成。

挤压结构管通过在高温高压下通过挤压模具挤压铝坯料形成。当流动的铝在心轴板中分离并且在帽区域重新汇聚时，发生非连续的材料流穿过形状区域。焊接线或接合线在流动的铝重新汇聚的地方产生以形成挤压形状。挤压结构管可具有两个或更多焊接线，它们是分流挤压工艺的制品。

液压成形复杂的部件可需要一系列弯折、预成形、液压成形、贯穿和机械加工操作。弯折和液压成形铝管当前在大批量生产操作中并未使用(即，大于100,000台/年)。可以预想使用与当前传统机动车辆制造方法一致的金属成形方法的铝密集型车辆(AIVs)。

上述挑战和其他挑战通过如下所总结的本实用新型来解决。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供用于液压成形为机动车辆车身零件的挤压铝合金管，以在制造工艺期间便于定位。

根据本实用新型的一个方面，一种用于液压成形为机动车辆车身零件的挤压铝合金管，其包括形成封闭周长的壁。该壁包括设置在壁中且沿着管纵向延伸的焊缝。挤压突起设置在壁上且沿着管纵向延伸并位于焊缝之间。突起平行于焊缝且被构造为识别焊缝的位置以在制造期间用于管的对准。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于液压成形为机动车辆车身零件的挤压铝合金管，包括：形成封闭周长的壁；设置在壁中并且沿着挤压铝合金管纵向延伸的焊缝；以及设置在壁上并且沿着挤压铝合金管纵向延伸的挤压的突起，其中，突起平行于焊缝并且突起被构造为识别焊缝的位置以在制造期间用于对准。

根据本实用新型，突起为壁的连续的凸出部。

根据本实用新型，突起设置在壁的内表面上。

根据本实用新型，突起和壁为整体件。

根据本实用新型，突起和焊缝在挤压期间同时形成。

根据本实用新型，突起为在壁上的凹槽。

根据本实用新型，挤压铝合金管具有圆形横截面。

根据本实用新型，突起设置在焊缝之间。根据本实用新型的另一个方面，提供了一种用于形成铝合金车辆车身零件的方法。铝合金坯料被挤压成铝管，该铝管包括在挤压期间形成在管的侧壁中的纵向焊缝。在挤压期间，焊缝定位突起还形成在管的侧壁上。突起基本上平行于焊缝并且用于在车身零件的制造期间定位焊缝。突起可设置在焊缝之间。

根据本实用新型的又一方面，提供了一种形成铝合金车辆车身零件的方法，包括：对铝合金管进行挤压，铝合金管包括形成在管的侧壁中的纵向的焊缝以及设置在焊缝之间的侧壁上的焊缝定位突起并且突起基本上平行于焊缝。

根据本实用新型，挤压步骤进一步包括以下步骤：在第一阶段，将铝合金坯料挤压成纵向的管段；在第二阶段，将管段挤压成具有侧壁的管，管包括对应于管段接合位置的纵向的焊缝；以及挤压突起。

根据本实用新型，突起形成在侧壁的内表面上。

根据本实用新型，在管的挤压期间，突起与焊缝同时形成。

根据本实用新型，进一步包括以下步骤：以突起对焊缝进行定位用于进一步的制造。

根据本实用新型，进一步包括以下步骤：基于焊缝定位突起将管对准在弯折工具中以将焊缝放置在相对于工具的期望位置中用于预弯折管。

根据本实用新型，进一步包括以下步骤：将管液压成形至最终车身零件。

本实用新型提供的用于液压成形为机动车辆车身零件的挤压铝合金管在制造工艺期间便于定位。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的一个实施例制成的分流挤压模具(porthole extrusion die)的分解示意图。

图2是通过在图1中示出的分流挤压模具形成的挤压管的横截面视图。

图2A是管上的突起(pip)构件的细部视图。

图2B是根据可替代设计的管上的突起构件的细部视图。

图3是旋转拉延弯折工具的示意性视图。

图4是处于打开位置的液压成形模具的横截面视图。

图5是处于封闭位置的图4的液压成形模具的横截面视图。

图6是液压成形的车辆车身零件的局部透视图。

图7是将车身面板移除的货车驾驶室的局部视图。

图8是示出形成液压成形车身零件的方法的一个示例的流程图，其中该液压成形车身零件包括突起定位构件。

具体实施方式

所示实施例参照附图进行公开。然而，应该理解，所公开的实施例仅为可以多种替代形式实施的实例。附图未必按比例绘制，并且可放大或缩小一些特征来显示特定部件的细节。所公开的具体结构和功能性细节不应解释为限定，而是教导本领域的技术人员如何实践所公开概念的代表性基础。

参照图1，示出了分流挤压模具10，其包括外壳12。外壳12包括形成腔体表面16的腔体14。心轴板18容纳在腔体14内。心轴板18包括通过多个腹板24彼此连接的外圈20和中心元件22。外圈20设置为倚靠腔体表面16。中心元件22包括在下游方向上轴向凸出的延伸部。外圈20、中心元件22以及腹板24形成多个开口26。

挤压模具10还包括帽30。当安装时，帽30设置在腔体14内侧且在心轴板18的下游侧上邻近于心轴板18。帽30形成开口32。延伸部凸出至开口32内。延伸部34包括内直径(ID)成形表面36。成形表面36包括标记元件28。帽30包括外直径(OD)成形表面38。ID成形表面36和OD成形表面38相配合以形成孔口，挤压管通过该孔口离开模具10。

铝合金坯料40在高温和高压下挤压通过挤压模具10。在第一阶段，坯料40通过心轴板18挤压。当坯料穿过开口26时心轴板18将坯料40分成多个管段42。

在第二阶段，成形表面36、38使得管段42在形成结构管44的帽30处再汇聚。管段42的再汇聚在管段彼此接合之处产生焊缝48。(该焊缝并不是以传统意义的焊缝，而是压力和热量驱使两个金属体在一起的接缝。)当铝穿过成形表面36时标记元件28在铝中产生突起52。突起52的形成适时地与焊缝的形成邻近并且被定位在相对于焊缝的固定位置处。无论在挤压期间可发生的管44的任何弯曲，突起52和焊缝48适时地邻近成形均确保在焊缝48与突起52之间恒定的空间关系。突起52为允许人或机器来确定焊缝位置的定位构件。

如所示出的，标记元件28定位在ID成形表面36上并且突起52定位在管的内表面上。替代性地，标记元件可定位在OD成形表面38上并且突起52可定位在管的外表面上。

参照图2，示出了铝合金的、分流挤压的、结构管44。管44为具有中空圆形的圆形管或者可为另外的形状。管包括具有内表面54和外表面56的侧壁46。焊缝48形成在侧壁46中。焊缝48沿着管44的长度纵向地延伸且完全通过侧壁46。突起52设置在内表面54上。突起52沿着管44的长度纵向地延伸。突起52可定位在焊缝48之间或者可定位在其中一个焊缝上。突起52和焊缝48在固定的空间关系中大体上彼此平行。如所示出的，突起52设置在内表面54上，然而突起52还可设置在外表面56上。突起52的位置和尺寸由标记元件28的位置和尺寸来确定。如所示出的，为了在附图中能更好地示出，突起52被放大。

如在图2A中所示出的，突起52可以为侧壁46的凸出部。凸出的突起52可为形成在侧壁46中的山脊状部。该山脊状部由凹入的标记元件28来形成。例如，标记元件28可为机械加工至成形表面36中的凹槽。在挤压期间，铝受力进入凹槽中形成山脊状部。

替代性地，如在图2B中所示出的，突起53可为在侧壁46中的凹入部。凹入的突起53为形成在侧壁46中的凹槽。凹槽由凸出的标记元件28来形成。例如，凸出的标记元件为设置在ID成形表面36上的齿。在挤压期间，该齿向铝中切割出凹槽。

结构管44通过将管液压成形为期望的形状成形为最终部件。在液压成形之前，管可经过一系列工艺，诸如预弯折、预成形和切割。焊缝比管的其他部分具有稍微不同的材料特性。焊缝的一致性安置是必须的从而确保在大规模生产中一致的最终部件。在加工期间，如果焊缝未放置在适当的位置中，则可产生损害。例如，如果在液压成形模具中错位，则管可有裂缝、裂痕或爆裂。除潜在的物理部件损害的问题之外，非常期望提供具有一致特性的挤压管。具有不同的焊缝位置的最终部件可导致不一致的部件性能。例如，焊缝位置可影响部件的强度。为了缓解这个问题，焊缝必须设置在制造模具内的适当位置中。与具有可视焊缝的钢管不同，在挤压铝管上的焊缝通过裸眼几乎是无法检测到的并且非常难以定位。

突起52为允许人或者机器在不能看到焊缝的情况下来确定焊缝的位置的定位构件。突起可通过人的裸眼来识别并且可通过光学扫描仪或涡流机来识别。突起和焊缝可在挤压期间形成并且相对于彼此具有固定的空间位置。通过分辨突起的位置，则可确定焊缝的位置。突起的位置、尺寸、类型和形状可以变化。突起52还可用于测量在挤压工艺期间发生弯曲的量。对于不同的挤压操作需要不同的弯曲量。突起提供在挤压工艺期间可被检测的方便且可视的指示器，以确保发生适当的弯曲。

参照图3，示出了旋转拉延弯折工具62。在液压成形之前，管44可经过一系列预弯折阶段以大体上成型部件，以使得管44配合模具。管44必须适当地对准在弯折工具62中。如果在预弯折阶段期间焊缝48并未适当地对准，则其在液压成形期间将不会适当地对准。突起52用于将管44适当地对准在弯折工具62中。例如，当管加载到工具62中时，突起52与定位在弯折工具62上的标记对准。替代性地，机器人可被编程为将突起52定位在相对于工具62的特定位置中。在适当对准之后，管44被弯折以形成预弯折管66。预弯折管66可在液压成形之前预成形。该预成形可在管44被预弯折之后发生。

参照图4和图5，示出了液压成形模具64。该模具64包括第一半模68和第二半模70。预弯折管66被加载至液压成形模具64中位于第一和第二半模68、70之间。端部插栓(未示出)被插入管44的敞开端。加压介质(诸如水)被泵送至管66中以加压管的内部。半模被夹紧在一起以形成液压成形部件72。管66可被液力贯穿(hydro-pierced)至液压成形模具64中。在另一个实施例中，预弯折管66在液压成形之前预成形。

参照图6，示出了液压成形部件72，其在特定位置处具有焊缝48。例如，焊缝定位成远离部件72的孔和弯曲部。突起52可贯穿预弯折和液压成形阶段利用以确保焊缝位于设计的位置中。替代性地，突起52可仅用在已选定的阶段。例如，突起可仅用在预弯折阶段并且其后在管上的弯折部可用于定位焊缝。焊缝的适当对准提供了具有均匀的强度、特征和性能的重复的最终部件。焊缝位置的变化可引起最终产品在制造性、尺寸或功能性能的不期望的变化。

参照图7，示出了货车驾驶室74的侧视图，其中车身面板被移除。驾驶室74包括液压成形车顶纵梁76。车顶纵梁76为可使用先前所描述的模具和制造工艺来制造的分流挤压结构管。车顶纵梁76在铰链柱78处且在其他位置处附接至驾驶室74。车顶纵梁76对驾驶室提供刚度并且支撑车身面板。车顶纵梁76必须为坚固的以在车顶压挤、侧面撞击测试中或者其他测试时提供可接受的性能。焊缝在挤压管中适当地对准确保了均匀的强度和在部件性能上降低的变化。

图8是示出形成用于车辆的铝车身部件的方法的流程图。在方法的以下描述中提及的组成部件示出在图1至图7中。在步骤100处，铝合金结构管44由分流挤压模具10形成。挤压模具10在管44的侧壁46中形成焊缝48。挤压模具10还适时地邻近焊缝48的成形形成管44的侧壁46中的突起52。例如，突起52和焊缝48基本上同时地形成。管44以连续操作挤压。管44可在挤压之后拉伸。在步骤102处，挤压结构管44被切割成期望的长度。在步骤104处，使用突起52将管44对准在弯折工具62中以将焊缝48定位在相对于弯折工具62的期望位置中。在步骤106处管44通过该工具预弯折。在步骤108处预弯折管66被放置在液压成形模具64中并且被液压成形为最终部件72。替代性地，预弯折管在液压成形之前预成形。然后在步骤110处，最终部件72被安装在诸如货车的车辆上。

以上所描述的实施例仅为特定的示例，并未描述本实用新型的所有可能的形式。所示出的实施例的特征可以相结合以形成所披露概念的进一步的实施例。在说明书中使用的术语为描述性的术语而非限制性的。以下权利要求的范围较特定披露的实施例的范围更宽并且还包括所示出实施例的修改。

Claims (8)

1.一种用于液压成形为机动车辆车身零件的挤压铝合金管，其特征在于，包括：

形成封闭周长的壁；

设置在所述壁中并且沿着所述挤压铝合金管纵向延伸的焊缝；以及

设置在所述壁上并且沿着所述挤压铝合金管纵向延伸的挤压的突起，其中，所述突起平行于所述焊缝并且所述突起被构造为识别所述焊缝的位置以在制造期间用于对准。

2.根据权利要求1所述的挤压铝合金管，其特征在于，所述突起为所述壁的连续的凸出部。

3.根据权利要求1所述的挤压铝合金管，其特征在于，所述突起设置在所述壁的内表面上。

4.根据权利要求1所述的挤压铝合金管，其特征在于，所述突起和所述壁为整体件。

5.根据权利要求1所述的挤压铝合金管，其特征在于，所述突起和所述焊缝在挤压期间同时形成。

6.根据权利要求1所述的挤压铝合金管，其特征在于，所述突起为在所述壁上的凹槽。

7.根据权利要求1所述的挤压铝合金管，其特征在于，所述挤压铝合金管具有圆形横截面。

8.根据权利要求1所述的挤压铝合金管，其特征在于，所述突起设置在所述焊缝之间。