用于车辆的梁的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开总的来说涉及液压成形，并且更具体地，涉及具有平头拐角半径以提高可成形性的挤压铝管的液压成形。
【背景技术】
[0002]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零件，诸如机动车辆的顶梁和前梁。
[0003]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。
[0004]挤压结构管通过在高温高压下通过挤压模具挤压铝坯形成。当流动的铝在心轴板中分离并且在盖帽区重新汇聚时，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。
[0005]值得注意的是，铝焊缝管、铝无缝管和铝结构挤压管相较于低碳钢管不易成形。因此，在本领域传统液压成形操作的状况下，由铝管形成大部分零件不太可行。在这种操作中，供给诸如水的液压成形流体以扩展并成型该管来符合模腔。管的基本扩展(线性扩展的圆周长度超过3% )是必须的以消除任何管的皱折(buckle)并产生复杂成形的零件。
【实用新型内容】
[0006]在解决这种问题的努力中，现提出一种压力顺序液压成形的方法，其尤其适用于铝材料。更具体地，本文涉及一种产生具有平头拐角半径的零件的液压成形方法，这种平头拐角半径用以提高液压成形拐角的可成形性比率或R/t(紧密性)同时防止爆裂。可成形性比率或R/t是弯曲半径(R)与工件/挤压铝管壁厚(t)的比率。该值限定了在材料失效前可允许的最尖锐成形半径。有利的是，由此产生的可成形性比率的增加允许人们有效且高效地使用包括挤压无缝管和结构管的铝管来通过液压成形生产诸如梁的车辆零件。
[0007]根据本文所述的目的和益处，提供了一种由挤压铝管液压成形车辆梁的方法。该方法包括步骤:(a)将挤压铝管安置到液压成形模具中；(b)部分地封闭液压成形模具；(C)向液压成形模具中的挤压铝管应用处于第一压力水平的液体；以及(d)在完全封闭液压成形模具之前将挤压铝管中的弯折部的内半径与液压成形模具接合从而减小弯折部的内半径上的外部纤维圆周弯折应变。接下来是围绕挤压铝管完全封闭液压成形模具并将液体压力水平增加至第二水平以由挤压铝管形成并液力贯穿成诸如车辆梁的零件。这包括形成包括第一过渡段、第二过渡段以及介于第一和第二过渡段之间的中间段的非恒定半径的横截面。该方法还包括为第一和第二过渡段配置比中间段的曲率半径更紧密的曲率半径以便因此形成平头拐角半径。
[0008]进一步，该方法包括在液压成形期间维持液压成形模具与第一和第二过渡段之间的间隙。另外，该方法包括线性减小限制的横截面长度以防止皱折。在一个实施例中，线性减小的横截面长度低于1%。在一个实施例中，挤压铝管由诸如AA6082-T4或AA6061-T4的AA6xxx系列招合金制成。
[0009]根据另外的方面，由挤压铝管液压成形车辆梁的方法还可被描述为包括在挤压铝管的弯折部中形成具有非恒定半径横截面的内半径，非恒定半径横截面包括第一过渡段、第二过渡段以及介于第一过渡段和第二过渡段之间的中间段，从而有效地形成平头拐角半径。该方法还包括为第一和第二过渡段配置比中间段的曲率半径更紧密的曲率半径。为此目的，该方法包括在液压成形期间将平头模具部件的中间段与挤压铝管接合同时维持平头模具部件的第一和第二过渡段与管之间的间隙的步骤。
[0010]根据又一方面，提供了一种用于车辆的梁。该梁包括具有弯折部的管体，其中该弯折部的内半径包括具有第一过渡段、第二过渡段以及介于第一和第二过渡段之间的中间段的非恒定半径的横截面。第一和第二过渡段具有的曲率半径比中间段的曲率半径更紧密从而有效地形成平头拐角半径。
[0011]梁的中间段包括在液压成形期间有与模具接合形成的工具痕并且由于在液压成形期间第一和第二过渡段未接合模具因此第一和第二过渡段无工具痕。弯折部的内段可包括线性减小的横截面长度但是量受到限制以防止皱折。在一个可能的实施例中，线性减小的长度低于1%。
[0012]根据本实用新型的一个方面，提供了一种由挤压铝管液压成形零件的方法，包括:将挤压铝管安置到液压成形模具中；局部封闭液压成形模具；将处于第一压力水平的液体应用至液压成形模具中的挤压铝管以防止挤压铝管塌陷；以及在完全封闭液压成形模具之前将挤压铝管中的弯折部的内半径与液压成形模具接合从而减小弯折部的内半径上的外部纤维应变量。
[0013]根据本实用新型，进一步包括围绕挤压铝管完全封闭液压成形模具并将液体压力水平提高至第二水平以从挤压铝管进一步形成并液力贯穿成零件。
[0014]根据本实用新型，进一步包括形成包括第一过渡段、第二过渡段以及介于第一过渡段和第二过渡段之间的中间段的非恒定半径的横截面。
[0015]根据本实用新型，进一步包括围绕挤压铝管完全封闭液压成形模具并将液体压力水平提高至第二水平以从挤压铝管进一步形成零件，其中第一压力水平位于50巴至150巴之间并且第二压力水平位于750巴至1250巴之间。
[0016]根据本实用新型，包括为零件的第一过渡段和第二过渡段配置比零件的中间段的曲率半径更紧密的曲率半径。
[0017]根据本实用新型，包括在液压成形期间维持液压成形模具与零件的第一过渡段和第二过渡段之间的间隙。
[0018]根据本实用新型，包括为弯折部的内半径配置线性减小的横截面长度。
[0019]根据本实用新型，线性减小的横截面长度小于1%。
[0020]根据本实用新型，挤压铝管由AA6XXX系列铝合金制成。
[0021]根据本实用新型的另一方面，提供了一种由挤压铝管液压成形零件的方法，包括:在由挤压铝管形成的零件的弯折部中形成具有非恒定半径横截面的内半径，非恒定半径横截面包括第一过渡段、第二过渡段以及介于第一过渡段和第二过渡段之间的中间段。
[0022]根据本实用新型，包括为零件的第一过渡段和第二过渡段配置比零件的中间段更紧密的曲率半径。
[0023]根据本实用新型，包括将挤压铝管与液压成形模具的平头壁区接合以便形成零件的中间段。
[0024]根据本实用新型，包括在液压成形期间维持液压成形模具与由挤压铝管形成的零件的第一过渡段和第二过渡段之间的间隙。
[0025]根据本实用新型，包括为零件中的弯折部的内半径配置线性减小的横截面长度。
[0026]根据本实用新型，线性减小的长度小于I %。
[0027]根据本实用新型的又一方面，提供了一种用于车辆的梁，包括:包括弯折部的管体，其中弯折部的内半径包括具有第一过渡段、第二过渡段以及介于第一过渡段和第二过渡段之间的中间段的非恒定半径的横截面。
[0028]根据本实用新型，第一过渡段和第二过渡段具有比中间段的曲率半径更紧密的曲率半径。
[0029]根据本实用新型，中间段包括在液压成形期间有与模具接合形成的工具痕并且由于在液压成形期间第一过渡段和第二过渡段未接合模具因此第一过渡段和第二过渡段无工具痕。
[0030]根据本实用新型，弯折部的内半径包括线性减小的横截面长度。
[0031]根据本实用新型，线性减小的长度小于1%。
[0032]本实用新型提供了在液压成形工艺中具有提高的可成形性的用于车辆的梁。
[0033]在后面的描述中，示出并描述了液压成形方法以及由挤压铝管借助该方法形成的车辆梁的若干优选实施例。正如应当意识到的，该方法和梁能够为其他不同的实施例并且其若干细节能够在多种多样的方面上进行修改而不偏离后面的权利要求中所列举和描述的方法和梁。因此，附图和描述应当认为在本质上是示意性的而非限制性的。
【附图说明】
[0034]结合于此并构成说明书的一部分的附图示出了液压成形车辆梁的方法的若干方面并且连同描述用以阐释该方法的某些原理。在图中:
[0035]图1a是通过当前方法形成的车辆梁的立体图。
[0036]图1b是图1a