后桥铝合金控制臂成形装置及成形方法与流程

本发明涉及汽车制造领域，更具体地，涉及一种后桥铝合金控制臂成形装置及成形方法。

背景技术：

在汽车制造领域中，随着汽车轻量化技术的发展和其在底盘零件方面的应用，后桥铝合金控制臂类零件替代传统钢材零件的趋势日益显著。

目前，由于铝合金焊接成本较高，后桥铝合金控制臂制造工艺由钢板冲压焊接逐渐转变为铝合金挤压型材断料、弯曲、局部成形、切边冲孔及整形等。局部成形是为了提高产品局部强度并符合产品装配尺寸，利用冲压设备进行模压以达到加工硬化及预成型。

汽车后桥铝合金控制臂在加工制造过程中，由于局部成形部位结构形状较为复杂，局部变形量大，在冷成形过程中易出现以下种类的缺陷：开裂、变形不均匀、边部凹陷等。因此还需增加局部整形道工序。产品在加工制造过程中，工艺繁多。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种后桥铝合金控制臂成形装置，所述后桥铝合金控制臂成形装置能够在对成形端进行第一方向上的挤压的同时，还能对产生的凸起进行挤压，不仅限制了后桥铝合金控制臂产生凸起的一侧过度变形，还避免了现有技术中的在对成形端进行第一方向的挤压之后的额外的一道针对于凸起的局部整形工序，从而简化了制造工艺。

本发明的目的还在于提供一种成形方法，所述成形方法能够限制后桥铝合金控制臂产生凸起的一侧过度变形，并且具有工艺简洁的优点。

为实现所述目的的后桥铝合金控制臂成形装置，用于对所述后桥铝合金控制臂的成形端进行局部成形处理，所述成形端内部设置有芯棒，所述后桥铝合金控制臂成形装置包括底座、顶板、支撑机构、第一压模、第二压模和第三压模；

所述底座的两侧设置有所述支撑机构，所述支撑机构上方设置有所述顶板，所述顶板横跨在所述支撑机构上并被所述支撑机构支撑；

所述第一压模和所述第二压模沿第一方向设置在所述底座两侧，所述成形端固定设置于所述第一压模和所述第二压模之间，所述第一压模和所述第二压模能够在所述第一方向上相互靠近，以实现对所述成形端的挤压，并使所述成形端朝向所述顶板的一侧产生凸起；

所述第三压模包括第一边模、第二边模和中模，所述中模固定设置在所述顶板中部朝向所述底座的一侧；所述第一边模和所述第二边模分别设置在所述中模的两侧，并且分别与所述第一压模和所述第二压模相对设置；

所述第三压模向下运动能够使得所述第一边模和所述第二边模分别与所述第一压模和所述第二压模相接触，并能够推动所述第一压模和所述第二压模在所述第一方向上相互靠近，以挤压所述成形端并形成所述凸起；

所述中模能够与所述凸起接触并对所述凸起施加压力。

所述的后桥铝合金控制臂成形装置，其进一步的特点是，所述后桥铝合金控制臂成形装置还包括动力模块，所述动力模块分别与所述第一压模和所述第二压模连接，所述动力模块能够驱动所述第一压模和所述第二压模在所述第一方向上相互靠近。

所述的后桥铝合金控制臂成形装置，其进一步的特点是，所述支撑机构为支撑气缸，所述支撑气缸能够驱动所述第三压模朝向所述成形端运动。

所述的后桥铝合金控制臂成形装置，其进一步的特点是，所述动力模块包括第一气缸和第二气缸，所述第一气缸与所述第一压模连接，所述第二气缸与所述第二压模连接。

所述的后桥铝合金控制臂成形装置，其进一步的特点是，所述后桥铝合金控制臂成形装置还包括凸块，所述凸块固定设置在所述第一压模和所述第二压模之间，所述成形端设置于所述凸块上方，所述凸块用于对所述第一压模(201)和所述第二压模的相互靠近产生限位，防止所述第一压模和所述第二压模对所述成形端产生过度挤压。

所述的后桥铝合金控制臂成形装置，其进一步的特点是，所述第一方向为水平方向。

所述的后桥铝合金控制臂成形装置，其进一步的特点是，所述压力方向为竖直方向。

一种成形方法，用于后桥铝合金控制臂的成形，所述成形方法包括：

a.对退火态铝合金挤压型材进行断料处理，以获得特定尺寸的铝合金挤压型材；

b.对特定尺寸的铝合金挤压型材进行预变形处理，以获得后桥铝合金控制臂主体；所述预变形处理包括弯曲工序和切边工序；

c.在所述后桥铝合金控制臂主体的成形端内部设置芯棒，使用如上所述的后桥铝合金控制臂成形装置对所述后桥铝合金控制臂主体的成形端进行局部成形处理；所述局部成形处理包括：

c01.将所述后桥铝合金控制臂的成形端固定设置于第一压模和第二压模之间；

c02.使第三压模朝向所述成形端运动，以带动所述第一边模和所述第二边模分别与所述第一压模和所述第二压模相接触，并推动所述第一压模和所述第二压模在所述第一方向上相互靠近，以挤压所述成形端并在所述成形端朝向顶板的一侧产生凸起；

c03.继续使所述第三压模朝向所述成形端运动，以带动所述第三压模与所述凸起接触并对所述凸起施加压力；

d.对经过局部成形处理的所述后桥铝合金控制臂主体进行孔加工，以获得所述后桥铝合金控制臂。

所述的成形方法，其进一步的特点是，所述第一方向为水平方向。

所述的成形方法，其进一步的特点是，所述压力方向为竖直方向。

本发明的积极进步效果在于：本发明提供的后桥铝合金控制臂成形装置，不仅能在第一方向上对后桥铝合金控制臂的成形端进行挤压成形，还能够对挤压成形过程中产生的凸起施加压力，从而有效地防止后桥铝合金控制臂产生凸起的一侧过度变形。此外，第三压模的下压能够对第一压模和第二压模进行挤压，使得对成型端挤压产生凸起的过程与对凸起进行挤压的过程可以同时进行，避免了现有技术中的在对成形端进行第一方向的挤压之后的额外的一道针对于凸起的整形工序，从而简化了制造工艺。本发明提供的成形方法，能够有效地防止后桥铝合金控制臂产生凸起的一侧过度变形，防止成形端开裂，并且具有制造工艺简洁的优点。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为特定尺寸的铝合金挤压型材的示意图；

图2为弯曲工序中弯曲模具的示意图；

图3为后桥铝合金控制臂主体的示意图；

图4为后桥铝合金控制臂成形装置的示意图；

图5为后桥铝合金控制臂的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

需要注意的是，图1至图5均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。

如图4所示，后桥铝合金控制臂成形装置具有底座6、顶板7、支撑机构302、第一压模201、第二压模202和第三压模301；底座6上方的两侧相对设置有支撑机构302，支撑机构302上方设置有顶板7，顶板7横跨在支撑机构302上并被支撑机构302支撑；

第一压模201和第二压模202沿第一方向设置在底座6两侧，成形端101固定设置于第一压模201和第二压模202之间，第一压模201和第二压模202能够在第一方向上相互靠近，以实现对成形端101的挤压，并使成形端101朝向顶板7的一侧产生凸起102；第三压模301包括第一边模301a、第二边模301b和中模301c，中模301c固定设置在顶板7中部朝向底座6的一侧；第一边模301a和第二边模301b分别设置在中模301c的两侧，并且分别与第一压模201和第二压模202相对设置；中模301c能够与凸起102接触并对凸起102施加压力，以防止成形端101产生凸起102的一侧过度变形。

第三压模301向下运动能够使得第一边模301a和第二边模301b分别与第一压模201和第二压模202相接触，并能够推动第一压模201和第二压模202在第一方向上相互靠近，以挤压成形端101并形成凸起102；继续参考图4，第一边模301a与第一压模201的接触面为斜面，因此，第一边模301a对第一压模201产生压力时，该压力具有在第一方向，也就是水平方向上的分力，这一分力能够推动第一压模201向右运动。同理，第二边模301b与第二压模202的接触面也为斜面，第二边模301b对第二压模202的压力在第一方向上的分力能够推动第一压模201向左运动，从而使得第一压模201和第二压模202在第一方向上能够相互靠近。也就是说，第一边模301a和第二边模301b分别与第一压模201和第二压模202相对设置，即需要保证第一边模301a和第二边模301b分别与第一压模201和第二压模202接触时产生的压力具有第一方向上的分力，并且两个分力的方向相反。这一需要在结构上体现为第一边模301a与第一压模201的接触面为斜面，并且斜面的法线方向与水平方向具有钝角夹角α，第二边模301b与第二压模202的接触面也为斜面，并且斜面的法线方向与水平方向具有锐角夹角β。

上述方案的优点在于，第三压模301的下压能够对第一压模201和第二压模202进行挤压，使得对成型端挤压产生凸起的过程与对凸起进行挤压的过程可以同时进行，将挤压与整形合二为一，并能满足零件尺寸及性能要求，避免了现有技术中的在对成形端进行第一方向的挤压之后的额外的一道针对于凸起的整形工序，从而简化了制造工艺。

为了实现第三压模301的下压过程，支撑机构302可采用支撑气缸，支撑气缸能够驱动第三压模301朝向成形端101运动。

可选地，第三压模301以5mm/s的速度下压10.5mm，第一边模301a和第二边模301b的挤压速度为5mm/s，总位移为20mm。

第一压模201和第二压模202也可以独立于第三压模301而自行实现对成形端101的挤压过程。继续参考图4，底座6上方还安装有动力模块，动力模块包括第一气缸303和第二气缸304，第一气缸303位于左侧与第一压模201连接，第二气缸304位于右侧与第二压模202连接。在不启动第三压模301的情况下，第一压模201和第二压模202能够分别在第一气缸303和第二气缸304的驱动下互相靠近。第一压模201和第二压模202运动的方向优选为水平方向，当然也可以是其他方向。后桥铝合金控制臂1的成形端101固定设置于第一压模201和第二压模202之间，并被第一压模201和第二压模202挤压成型。成形端101在受到挤压的情况下，其一侧会产生凸起102。由于成形端101内部设置有芯棒401，成形端101底部型面不会发生凹陷变形，产生凸起102的一侧通常为图4中的上侧，即朝向顶板7的一侧。此外，也可以只启动第一气缸303和第二气缸304中的任意一个气缸，以实现第一压模201和第二压模202在第一方向上的相互靠近过程。为防止成形端101产生凸起102的一侧过度变形，中模301c还可以预先固定设置在顶板7中部朝向底座6的一侧，中模301c与成形端101之间的距离可通过调节支撑气缸302的活塞杆伸出的长度来调节，调节至设定位置后再将活塞杆固定。在凸起102逐渐成形的过程中，中模301c能够与凸起102接触并对凸起102施加压力。在图4中，中模301c设置在成形端101的上侧，并且其产生的压力的方向(竖直方向)垂直于第一压模201和第二压模202运动的方向。

继续参考图4，后桥铝合金控制臂成形装置还包括凸块305，凸块305固定设置在第一压模201和第二压模202之间，成形端101设置于凸块305上方，凸块305用于对第一压模201和第二压模202的相互靠近产生限位，防止第一压模201和第二压模202对成形端101产生过度挤压。

图1-5示出了本发明提供的成形方法，用于后桥铝合金控制臂1的成形，成形方法包括：

a.对退火态铝合金挤压型材进行断料处理，以获得特定尺寸的铝合金挤压型材11；断料处理的方式包括切割。通常需要根据后桥铝合金控制臂1的长度切割出合适的特定尺寸的铝合金挤压型材11。

b.对特定尺寸的铝合金挤压型材进行预变形处理，以获得后桥铝合金控制臂主体10；预变形处理包括弯曲工序和切边工序；弯曲工序可以在如图2所示的弯曲模具中进行。弯曲模具包括上模501和下模502，下模502中部开设有向上的凹槽。特定尺寸的铝合金挤压型材11设置在上模501和凹槽之间，在上模501和凹槽的挤压下被弯曲。在弯曲工序中，在特定尺寸的铝合金挤压型材11的转向节连接端103内插入弯曲芯棒503，以防出现由于弯曲变形量较大导致的弯曲后转向节连接端103底部型面凹陷的现象。弯曲芯棒503上端为平直状，使其易于在实际操作过程中插入转向节连接端103。在切边工序中，将零件的边缘位置进行切边处理。切边处理后形成如图3所示的后桥铝合金控制臂主体10。

c.在后桥铝合金控制臂主体10的成形端101内部设置芯棒401，使用如上的后桥铝合金控制臂成形装置对后桥铝合金控制臂主体10的成形端101进行局部成形处理；局部成形处理包括：

c01.将后桥铝合金控制臂1的成形端101固定设置于第一压模201和第二压模202之间；成形端101可以是副车架连接端。

c02.使第三压模301朝向成形端101运动，以带动第一边模301a和第二边模301b分别与第一压模201和第二压模202相接触，并推动第一压模201和第二压模202在第一方向上相互靠近，以挤压成形端101并在成形端101朝向顶板7的一侧产生凸起102；

c03.继续使第三压模301朝向成形端101运动，以带动中模301c对凸起102施加压力。

d.对经过局部成形处理的后桥铝合金控制臂主体进行孔加工，以获得后桥铝合金控制臂1。孔加工可以通过冲压的方式实现。

步骤c02中，也可以采用第一压模201和第二压模202独立于第三压模301而自行实现对成形端101的挤压过程的操作方法，即首先启动第一气缸303和第二气缸304，对成形端101形成挤压后，再使第三压模301下压。还可以将第一气缸303和第二气缸304中任意一个的活塞杆固定，启动另外一个气缸，实现对成形端101的挤压，之后再使第三压模301下压。

本发明的积极进步效果在于：本发明提供的后桥铝合金控制臂成形装置，不仅能在第一方向上对后桥铝合金控制臂的成形端进行挤压成形，还能够对挤压成形过程中产生的凸起施加压力，从而有效地防止后桥铝合金控制臂产生凸起的一侧过度变形。此外，第三压模的下压能够对第一压模和第二压模进行挤压，使得对成型端挤压产生凸起的过程与对凸起进行挤压的过程可以同时进行，避免了现有技术中的在对成形端进行第一方向的挤压之后的额外的一道针对于凸起的整形工序，从而简化了制造工艺。本发明提供的成形方法，能够有效地防止后桥铝合金控制臂产生凸起的一侧过度变形，防止成形端开裂，并且具有制造工艺简洁的优点。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。