一种汽车后桥壳片的冷冲压工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种汽车后桥壳片的冷冲压工艺，其特征在于，包括：钢板下料→落料→成形→整形、镦角→冲孔。本发明采用以上冷冲压工艺及其模具制成的后桥壳片，可有效控制产品的成形偏移和回弹，并通过镦角实现产品的焊道结构，无需数控切割和金属切削加工，工艺路线短，技术易于掌握，质量得到保证；生产效率提高；能耗降低，无切割烟尘等污染；成本显著降低。
【专利说明】一种汽车后桥壳片的冷冲压工艺
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车零部件生产领域，具体涉及一种汽车后桥壳片的冷冲压工艺。
【背景技术】
[0002] 目前中国生产汽车后桥壳片普遍采取的技术方案为：钢板下料一冷、热冲压成形 或铸造成形一钻孔一数控割边或金属切削加工一清渣一铣焊道角度一上下片焊接后车油 包端面一车两端取长一镗铣内孔等。
[0003] 现有技术方案存在的问题和缺点：采取冷、热冲压成形或铸造成形工艺，同时结合 数控切割和/或金属切削加工等工艺生产产品，整体工艺路线长，技术复杂繁琐，从而导致 生产效率低、成本高、质量差，影响产品的市场竞争力。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于公开了一种汽车后桥壳片的冷冲压工艺，解决了整体工艺路线 长，技术复杂繁琐，生产效率低、质量差、成本高的问题。
[0005] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] -种汽车后桥壳片的冷冲压工艺，其特征在于，包括：
[0007] a、钢板下料，用剪板机将大块板材剪成条料；
[0008] b、落料，利用冲床或油压机，在落料模具上将a步骤中的条料压成落料料坯；
[0009] c、成形，用油压机和成形模具，将落料料坯压成成形料坯；
[0010] d、整形、镦角，用油压机和整形镦角模具将成形料坯经过整形、镦角形成第一料 坯；
[0011] e、冲孔，用冲床和二套冲孔模具，分别对第一料坯冲孔，从而形成上壳片和下壳 片。
[0012] 进一步，所述落料料坯的长度L1为600?1750mm，宽度D1为165?255mm，厚度 T1 为 4. 5 ?10mm η
[0013] 进一步，所述长度L1为1360. 5mm ;所述宽度D1为170. 5mm，所述厚度Τ1为6mm。
[0014] 进一步，所述成形料坯呈对称结构，成形料坯包括设于中间位置处的弧形结构和 设于弧形结构两侧的平板结构；弧形结构的外表面包括平面部、位于平面部两侧的第一弧 部、位于弧形结构和平板结构连接位置处的第二弧部；平面部设于弧形结构的顶面；第一 弧部一侧和平面部连接，且另一侧和第二弧部连接；第二弧部一侧和第一弧部连接且另一 侧和平板结构连接；成形料坯的底部设有直线部分，该直线部分设有经过所述步骤d形成 的料坯镦角。
[0015] 进一步，所述弧形结构21的内表面形成圆弧部，圆弧部的端部和平板结构通过第 一倒角连接。
[0016] 进一步，所述成形料坯的长度L2为540?1685mm;所述第一弧部的半径R1为 150?160mm ;所述第二弧部的半径R2为235?245mm;所述圆弧部的半径R3为115? 125mm;所述第一倒角的角度P1为30°?45°。
[0017] 进一步，所述L2为1300mm;所述R1为154mm;所述R2为240mm;所述R3为118mm; 所述P1为30°。
[0018] 进一步，所述成形模具上设计了用于防止成形偏移的定位板、导向杆机构和托料 装直。
[0019] 进一步，所述整形镦角模具的模腔内设有模腔镦角结构。
[0020] 与现有技术相比，本发明的有益效果：
[0021] 1、本发明采用以上冷冲压工艺及其模具制成的后桥壳片，可有效控制产品的成形 偏移和回弹，并通过镦角实现产品的焊道结构，无需数控切割和金属切削加工，工艺路线 短，技术易于掌握，质量得到保证；生产效率提高；能耗降低，无切割烟尘等污染；成本显著 降低；
[0022] 2、利用冷冲压落料、成形和整形镦角等模具，提高了产品的精度和一致性，质量可 Α+^. 罪；
[0023] 3、上壳片和下壳片之间通过料坯镦角可构成较深的焊道，便于焊接且焊接更加牢 固，质量更好。
【专利附图】
【附图说明】
[0024] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。
[0025] 图1是本发明中"一种汽车后桥壳片的冷冲压工艺"的实施例的步骤示意图；
[0026] 图2是经过落料工序后落料料坯的正视示意图；
[0027] 图3是图2的俯视示意图；
[0028] 图4是经过成形工序后成形料坯的正视示意图；
[0029] 图5是经过整形、镦角工序后第一料坯的正视示意图；
[0030] 图6是图5的俯视示意图；
[0031] 图7是图5沿着Α-Α方向的剖面示意图；
[0032] 图8是图5沿着Β-Β方向的剖面示意图；
[0033] 图9是成形模具的正视结构示意图；
[0034] 图10是成形模具的俯视结构示意图；
[0035] 图11是整形镦角模具的正视结构示意图；
[0036] 图12是整形镦角模具的俯视结构示意图；
[0037] 图13是整形镦角模具沿着图11中C-C方向的剖视结构示意图；
[0038] 图中，1-落料料坯；2-成形料坯；21-弧形结构；211-平面部；212-第一弧部； 213-第二弧部；214-弧形槽；22-平板结构；23-圆弧部；24-第一倒角；25-直线部分； 26-第二倒角；27-第三倒角；3-第一料坯；31-料坯镦角；4-成形模具；41-定位板；42-导 向杆机构；43-托料装置；5-整形镦角模具；51-模腔镦角结构。
【具体实施方式】
[0039] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0040] 如图1实施例所示一种汽车后桥壳片的冷冲压工艺，包括：
[0041] a、钢板下料，用剪板机将大块板材剪成所需条料，必须保证纤维方向与产品长度 方向一致；
[0042] b、落料，用适宜的冲床或油压机在落料模上将a步骤中的条料压成图2和图3所 示的落料料坯1 ;
[0043] c、成形，用适宜的油压机和成形模具4,将落料料坯1冷冲压形成图4所示的成 形料坯2,操作时应调整好机模的工艺参数，并使落料料坯1的冲头进入面朝上（即毛刺朝 下)，以保证后序镦角材料的合理流动，同时必须保压，以稳定成形效果；
[0044] d、整形、镦角，用适宜的油压机和整形镦角模具5将成形料坯2经过整形、镦角形 成如图5至图9所示的第一料坯3,操作时应调整好机模的工艺参数，同时必须保压，以稳定 整形效果；
[0045] e、冲孔，用小吨位但装模高度适宜的冲床和二套冲孔模具，分别对第一料坯3冲 孔，从而形成上壳片和下壳片。
[0046] 本实施例一种汽车后桥壳片的冷冲压工艺的其它技术方法参见现有技术。
[0047] 本实施例采用以上步骤，无需数控切割和金属切削加工，工艺路线短，技术易于掌 握；生产效率提高；能耗降低，无切割烟尘等污染；成本显著降低。
[0048] 步骤b落料工序的技术难点在于落料尺寸的确定。该落料尺寸或称产品的展开尺 寸，不仅要满足产品的几何尺寸及形状位置的高精度的要求，而且还要充分考虑成形等后 续工序成形不对称、回弹等因素的影响。因此工艺的复杂性，所以现有技术方案不采用该精 准落料的工艺方案。本工艺方案，在通过冲压件CAE技术分析和数十次工艺试验及其参数 补偿，并在成形、整形等后序质量稳定的情形下，成功地确定了落料料坯1的尺寸：落料料 坯1的长度L1为600?1750_，优选1360. 5mm ;宽度D1为165?255_，优选170. 5mm ;厚 度T1为4. 5?10mm，优选6mm。
[0049] 步骤c成形工序的关键在于控制成形后产品的尺寸及形状位置精度。通常情况下 该产品成形时，会发生较大的纵向和横向的偏移，导致产品的不对称，且很难控制。现有技 术方案采取粗成形（即允许产品成形不对称)、割边和精加工工序保证成形后产品的尺寸及 形状位置精度。本实施例采用如图9和图10所示成形模具4,在冷冲压成形工序中为保证 产品不产生位移，在该成形模具4上设计了防止成形偏移的装置，成形模具4的X、Y、Z方 向上分别设计了定位板41 (X向）、导向杆机构42 (Y向)及托料装置43 (Z向）。从而达到 成形料坯2经过模具成形后，产品成形偏移量得到控制的目的。成形模具4的其它结构参 见现有技术。本实施例利用成形模具4,提高了冷冲压成形后产品的精度和一致性，质量可 A+^. Ο
[0050] 成形料述2呈对称结构，其长度L2为540?1685mm，优选1300 ;成形料述相对的 边相互平行。成形料坯2包括设于中间位置处的弧形结构21和设于弧形结构两侧的平板 结构22。弧形结构21的外表面包括平面部211、位于平面部211两侧的第一弧部212、位于 弧形结构21和平板结构22连接位置处的第二弧部213。平面部211设于弧形结构的顶面； 第一弧部212 -侧和平面部21连接，且另一侧和第二弧部213连接；第二弧部213 -侧和 第一弧部212连接且另一侧和平板结构22连接。第一弧部212的半径R1为150?160mm， 优选154mm。第二弧部213的半径R2为235?245mm，优选240mm。弧形结构21的内表面 形成圆弧部23,圆弧部23的半径R3为115?125mm，优选118mm。圆弧部的端部和平板结 构22通过第一倒角24连接，第一倒角24的角度P1为30°?45°，优选30°。
[0051] 步骤d整形、镦角工序的特点是采用如图11至图13所示整形镦角模具5,模腔内 设有模腔镦角结构51，将整形和镦角工序合二为一。整形的目的是提高产品的几何尺寸和 形状位置精度；而料坯镦角31可满足产品对焊接焊道的工艺要求。上壳片和下壳片之间通 过料坯镦角31可构成较深的焊道，便于焊接且焊接更加牢固，质量更好。本实施例除需要 对模具结构作功能设计外，还要解决回弹等冷冲压常见问题。
[0052] 整形镦角模具5,是集整形和镦角双功能合一的模具。整形镦角模具5的其它结构 参见现有技术。本实施例利用整形镦角模具5,提高了冷冲压整形、镦角工序后产品的精度 和一致性，质量可靠。
[0053] 第一料坯3呈对称结构，其长度L3等于L2,端部的宽度L4为65?75mm (优选 70mm)，第一料坯3相对的边相互平行。平面部211的上表面和平板结构22的底面高度Η 满足150mm。由平板结构22沿着Α-Α方向的剖面可知，弧形结构21设有朝内部开口的弧形 槽214,弧形结构21的宽度D2为85?95mm，优选90mm。第一料坯3的上表面边缘可设有 第二倒角26,第二倒角26的角度R4为10°?15°，优选12°。第一料坯3的内壁上边缘 还可设有第三倒角27,第三倒角27的角度R5为5°?1Γ，优选6°。平板结构22沿着 B-B方向的剖面呈半圆环结构。成形料坯2的底部设有直线部分25,该直线部分25设有经 过步骤d形成的料坯镦角31，料坯镦角31的角度R6为12°?30°，优选18°。
[0054] 本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明 的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发 明也意图包含这些改动和变型。
【权利要求】
1. 一种汽车后桥壳片的冷冲压工艺，其特征在于，包括： a、 钢板下料，用剪板机将大块板材剪成条料； b、 落料，利用冲床或油压机，在落料模具上将a步骤中的条料压成落料料坯； c、 成形，用油压机和成形模具，将落料料坯压成成形料坯； d、 整形、镦角，用油压机和整形镦角模具将成形料坯经过整形、镦角形成第一料坯； e、 冲孔，用冲床和二套冲孔模具，分别对第一料坯冲孔，从而形成上壳片和下壳片。
2. 如权利要求1所述冷冲压工艺，其特征在于：所述落料料坯的长度L1为600? 1750mm，宽度 D1 为 165 ?255mm，厚度 T1 为 4. 5 ?10mm。
3. 如权利要求2所述冷冲压工艺，其特征在于：所述长度L1为1360. 5mm ;所述宽度D1 为170. 5mm，所述厚度T1为6mm。
4. 如权利要求1所述冷冲压工艺，其特征在于：所述成形料坯呈对称结构，成形料坯包 括设于中间位置处的弧形结构和设于弧形结构两侧的平板结构；弧形结构的外表面包括平 面部、位于平面部两侧的第一弧部、位于弧形结构和平板结构连接位置处的第二弧部；平面 部设于弧形结构的顶面；第一弧部一侧和平面部连接，且另一侧和第二弧部连接；第二弧 部一侧和第一弧部连接且另一侧和平板结构连接；成形料坯的底部设有直线部分，该直线 部分设有经过所述步骤d形成的料坯镦角。
5. 如权利要求4所述冷冲压工艺，其特征在于：所述弧形结构21的内表面形成圆弧 部，圆弧部的端部和平板结构通过第一倒角连接。
6. 如权利要求5所述冷冲压工艺，其特征在于：所述成形料坯的长度L2为540? 1685mm ;所述第一弧部的半径R1为150?160mm ;所述第二弧部的半径R2为235?245mm; 所述圆弧部的半径R3为115?125mm;所述第一倒角的角度P1为30°?45° ;所述料坯 镦角的角度R6为12°?30°。
7. 如权利要求6所述冷冲压工艺，其特征在于：所述L2为1300mm;所述R1为154mm ; 所述R2为240mm;所述R3为118mm;所述P1为30° ;所述R6为18°。
8. 如权利要求1所述冷冲压工艺，其特征在于：所述成形模具上设计了用于防止成形 偏移的定位板、导向杆机构和托料装置。
9. 如权利要求1所述冷冲压工艺，其特征在于：所述整形镦角模具的模腔内设有模腔 镦角结构。
【文档编号】B21D53/88GK104117602SQ201310141285
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月23日 优先权日:2013年4月23日
【发明者】程铸 申请人:合肥久享机械有限责任公司