轻金属及其合金的二维结构或三维结构的开口或闭合环形结构构件的制造方法和设备与流程

文档序号:12282707阅读:305来源:国知局

在汽车结构领域知道了空间-框架概念(Space-Frame-Konzept)。在这种车身构型中采用由闭合空心型材构成的骨架,它们直接相互联接或通过接点相互联接。铝材料或镁材料的使用可以因重量减轻而获得消耗减少和排放减少。

EP 0706843 B1描述了一种连挤带弯地制造弯曲空心型材的方法以及一种执行该方法的装置,在这里,空心型材利用挤压过程或紧跟在造型挤压作业之后通过横向于挤压装置作用于工件的力而被弯曲。根据EP 0706843 B1,该发明描述了通过滚圆有目的地弯曲挤压型材但不需要随后的热加工过程。

由US 5,305,625公开了一种弯曲型材的挤压方法,其中,在挤压凹模的内表面上,不同的摩擦阻力用于在挤压过程中确保流动过程的局部减缓或加速。因此,弯曲型材基于不同的摩擦状况离开凹模,该弯曲型材被引导经过弯曲的输出路段,但未进一步变形。

由JP-A-0347815公开了用于制造弯曲空心型材的方法和装置,在这里,在弯曲过程中,处于压力下的气体被封入空心型材内部。与凹模出口有一段距离地设有导向部件,其中,通过导向部件横向于挤压方向的运动,完成空心型材的弯曲。

通过在离开凹模时施加可控的型材弯曲横向力来直接滚圆挤压型材的已知方法,给尤其在具有可变曲率的三维型材情况下的所需轮廓的制造带来了几乎无法克服的技术困难。

为了满足技术要求而已提出借助挤压型材的内部高压加工成形(IHU)来完成轮廓和横截面的精整。此时的缺点是极高的模具成本。

另外,由DE 102 41 028 B3公开了一种由尤其由铝、镁或其合金构成的挤压型材来制造弧形(圆形)结构件的方法,该挤压型材在离开挤压机凹模之后,被一个或多个导向模具引导以使其成形为笔直型材或弧形(圆形)型材,用切分工具切断一个端部,在灼热状态下用夹具将其供应给热成型工艺和一个或多个加工站,在这里,在热成型过程之前调节热成型温度或在其它加工站之前通过工件冷却调节到最佳工艺温度。

鉴于此现有技术,本发明的任务在于指出一种用于制造具有二维结构或三维结构的由轻金属及其合金构成的尤其用于机动车的开口环形或闭合环形的结构构件的改进方法,其中,从挤压过程起,可以就其尺寸精度和其正确形状而言以很高的精度制造结构构件。

另一个任务在于指出一种执行该方法的设备,用于制造作为已可安装的构件的环形结构构件。

根据本发明,该任务将通过根据权利要求1和4的方法和设备来完成。在从属权利要求中说明了本发明的其它有利实施方式。

用于制造具有二维结构或三维结构的由轻金属及其合金(最好是由镁或镁合金)构成的开口环形或闭合环形的结构构件的方法包括以下步骤:由来自挤压机的挤压型材呈螺旋形状制造环形的结构构件,其中,端部略微重叠;在重叠部位从挤压棒材上切掉螺旋形状;将由挤压型材制造的螺旋形状精整成二维或三维的结构构件。

为了获得闭合环形的结构构件,在精整后位于一个平面内的端部借助不可分离的连接方式相互连接。这例如可以通过焊接或粘接进行。

该环形的结构构件可以呈圆形或任何近似多角的形状构成,在这里,在角部所设定的半径可以被设计为恒定的或递增或递减的。

被用于执行该方法的设备基本上由储锭场、锭加热炉、具有用于产生螺旋形状的导向模具的挤压机、切分装置、精整装置和或许用于不可分离地连接环形的结构构件的端部的装置组成。

该精整装置能以弯曲装置和/或矫直装置的形式构成。借助该精整装置,使该螺旋形状变形为二维或三维的结构构件。该精整装置优选由两个部分构成的精整模具构成,其上半部分和/或下半部分可以相对移动。通过借助至少一个压力机气缸对两个半模中的至少一个施压,该结构构件被精整,确切说被精整至统一的尺寸或统一的形状。同时,该结构构件被矫直。根据该精整装置的半模设计结构,可以使该结构构件变为二维形状或三维形状。

还可能的是,在一个半模或两个半模中加入冲压凹模、切割模具或冲孔模具,由此存在以下可能,在精整过程中进行对表面的冲压作业和/或切割作业和/或冲孔作业。

本发明的一个优点在于,在加工过程中,从挤压开始直到精整进行热成形,热成形温度根据所用的轻金属在150℃至600℃范围内。

当使用镁或镁合金时,热成形温度在250℃至450℃范围内。

结合一个实施例来详细描述本发明。对应的图1示出用于制造闭合环形的结构构件的设备。

根据图1的设备由用于储备压料棒4的储锭场1、将压料棒4加热至挤压温度的加热炉2以及包括用于产生螺旋形状9的导向模具5的挤压机3组成。精整装置7和连接装置8与之相连,在该连接装置中,螺旋形状9的经过精整的端部被连接成一个闭合环形的结构构件10。

被加热到挤压温度的压料棒4被装入挤压机3的挤压筒中并被成形为挤压型材。来自挤压机3的凹模的挤压型材随后借助导向模具5被成形为螺旋形状9,确切说被如下加工:螺旋形状9的端部略微重叠。

随后,挤压机3被停机,螺旋形状9在端部重叠的部位,借助切分装置6(呈飞锯形式)从所输出的挤压型材上被切下来。在切分过程后,被切掉的螺旋形状9被转送至精整装置7并在该精整装置中例如被精整成环形的结构构件10。通过精整装置7,以高尺寸精度和正确形状完成了结构构件10的制造,确切说制造成已可安装的构件。

在精整过程之后,端部通过不可分离的连接(如通过焊接)在连接装置8中相互连接。因此,已可安装的构件离开该设备。

附图标记列表

1-储锭场

2-锭加热炉

3-挤压机

4-压料棒

5-导向模具

6-切分装置

7-精整装置

8-连接装置

9-螺旋形状

10-结构构件

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