一种用于车辆的整体式桥壳的成型方法与流程

本发明涉及车辆技术领域，尤其是一种用于车辆的整体式桥壳的成型方法。

背景技术：

随着我国汽车制造业的飞速发展，汽车将逐渐采用强度高、重量轻、制造方便的桥壳。

目前，国内外汽车桥壳基本上采用两种结构，一种是分段式，另一种是整体式。分段式桥壳的结构特点是：中间部分由桥壳、桥盖，两个铸件用螺栓联接，两端半轴套管分别压入桥壳、桥盖，然后焊合。然而，分段式桥壳有几个缺点：①整个桥壳由两个铸件和无缝钢管组成，加工工序复杂，需要设备多，加工量大，生产率低。②桥壳、桥盖、半轴套管分别加工，然后装备组合，易造成累积误差。整体精度不易保证。③整个桥壳的重量较大。

公开号为cn2032167u公开了一种汽车新型整体式桥壳，它是由扩缩后的无缝钢管对接焊合而成，扩缩是指在一段钢管的两端，一端经过冷缩模缩管，而另一端经管内腔放入硬质胶塑模块加压后，使钢管靠胶塑模块的变形而扩张变形。该桥壳的结果焊缝短，强度和刚度高，可保证桥壳的精度，同时延长了桥壳的使用寿命。然而，上述整体式桥壳的中间段由于冲压时延伸率不够，对焊时需要做三角形补强焊，两端桥管与中间段焊合有两道横向焊缝，易造成累计误差，整体精度不易保证。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种减少焊接量且工艺简单的用于车辆的整体式桥壳的成型工艺。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种用于车辆的整体式桥壳的成型工艺，包括如下步骤：

下料，根据所需整体式桥壳的长度，截取无缝钢管；

初次胀形，将所述无缝钢管置于半成品模具中，向所述无缝钢管中注入超高压液体介质，使所述无缝钢管向外扩张至所述无缝钢管的外壁与所述半成品模具的内壁贴合，然后进行退火处理，从而获得初次胀形后的无缝钢管；

打孔，在所述初次胀形后的无缝钢管中部相隔一段距离打一对对称孔；

切口，在所述一对对称孔之间沿所述无缝钢管的轴向进行切口，得到切口后的无缝钢管；

最终胀形，将所述切口后的无缝钢管置于成品模具中，向所述切口后的无缝钢管的空腔内插入支撑物，使所述无缝钢管的切口处扩张变形至所述无缝钢管的外壁与所述成品模具的内壁贴合，从而获得所述整体式桥壳。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

可选地，在下料步骤中，截取的无缝钢管的长度为1000mm-1500mm。

可选地，所述初次胀形步骤具体是采用超高压系统向所述的无缝钢管中注入超高压液体介质，所述初次胀形后的无缝钢管的中部横截面为方形。

可选地，所述最终胀形步骤是向所述切口后的无缝钢管的空腔中塞入橡胶囊，并向所述橡胶囊中注入高压液体介质，同时向所述无缝钢管的两端施加轴向载荷，以使得所述无缝钢管的切口处扩张变形至所述无缝钢管的外壁与所述成品模具的内壁贴合。

可选地，所述最终胀形步骤是向所述切口后的无缝钢管的内腔中插入聚氨酯棒以产生压力，同时在所述无缝钢管的两端施加轴向载荷，使所述无缝钢管的切口处扩张变形至所述无缝钢管的外壁与所述成品模具的内壁贴合。

可选地，对于胀形步骤后所获得的整体式桥壳，还包括对其两端切除加工余量的步骤。

可选地，所述初次胀形步骤和所述最终胀形步骤均为冷加工成形。

可选地，下料步骤中，所述无缝钢管的横截面为圆形或方形。

可选地，初次胀形步骤中，所述无缝钢管的两端是密封的。

可选地，对于切除加工余量步骤后所获得的整体式桥壳，还包括焊接的步骤，所述焊接步骤是在所述无缝钢管中部开口处两侧分别焊接上油底壳和封板。

本发明的有益效果：

1.本发明在进行初次胀形步骤时，无缝钢管在内部结构上及性能上不会发生损 坏，桥壳的整体刚性和强度会更好，减少了大量焊接工作量，内部应力小，工件的抗疲劳强度大大增强；

2.本发明的材料利用率比较高，不会有多余材料的浪费；

3.本发明的工序少，加工效率比较高；

4.本发明利用超高压液体在成形过程中的冷却作用，使工件被冷却强化，获得了比一般冲压加工更高的工件强度。

附图说明

图1是本发明的用于车辆的整体式桥壳的成型工艺的工艺流程图；

图2是图1所示工艺流程图中步骤5中的无缝钢管中部的横截面随着时间推移的变化图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明在进行初次胀形步骤时，无缝钢管在内部结构上及性能上不会发生损坏，桥壳的整体刚性和强度会更好，减少了大量焊接工作量，内部应力小，工件的抗疲劳强度大大增强；

本发明的材料利用率比较高，不会有多余材料的浪费；

本发明的工序少，加工效率比较高；

本发明利用超高压液体在成形过程中的冷却作用，使工件被冷却强化，获得了比一般冲压加工更高的工件强度。

本发明提供了一种用于车辆的整体式桥壳的成型工艺，采用无缝钢管作为预制件。图1是本发明的用于车辆的整体式桥壳的成型工艺的工艺流程图。参见图1，包括如下步骤：

步骤1、下料：选用一定尺寸的无缝钢管，截取需要的长度，一般为1000mm-1500mm。其中，无缝钢管的横截面既可以是方形的，也可以是圆形的。

步骤2、初次胀形：将所述无缝钢管置于半成品模具中，向所述无缝钢管中注入超高压液体介质，使所述无缝钢管向外扩张至所述无缝钢管的外壁与所述半成品模具的内壁贴合，然后进行退火处理，从而获得初次胀形后的无缝钢管。

初次胀形的具体操作如下：将所述无缝钢管置于半成品模具的下模具中，上模具下行，合模后，采用超高压系统向所述的无缝钢管中注入超高压液体介质，使其产生高压，同时还在管坯的两端施加轴向推力，进行补料，在超高压液体介质和轴向推力的作用下，无缝钢管材料发生塑性变形，并最终与半成品模具的内壁贴合。

其中，超高压液体介质可以为乳化液、耐压油或水，其压力一般控制为200-400mpa范围内。超高压系统可以为增压缸或超高压泵。

所述初次胀形后的无缝钢管的中部横截面为方形。若在下料步骤中，截取的无缝钢管的横截面为圆形，那么在初次胀形后无缝钢管的中部的横截面变形为方形。若在下料步骤中，截取的无缝钢管的横截面为方形，那么在初次胀形后无缝钢管的中部的横截面变形为与所述半成品模具的内壁相贴合的方形。

此处采取退火处理是为了消除初次胀形后的残余应力。

步骤3、打孔：在所述中部扩管后的无缝钢管中部相隔一段距离打一对对称孔。该一对对称孔之间的孔间距根据桥壳中间的弧长决定。

步骤4、切口：在所述一对对称孔之间沿所述无缝钢管的轴向切开，形成一个沿着轴向分布的切口。

步骤5、最终胀形：将所述切口后的无缝钢管置于成品模具中，向所述切口后的无缝钢管的空腔内插入支撑物，使所述无缝钢管的切口处扩张变形至所述无缝钢管的外壁与所述成品模具的内壁贴合，从而获得所述整体式桥壳。

在一个优选实施例中，所述最终胀形步骤是向所述切口后的无缝钢管的空腔中塞入橡胶囊，并向所述橡胶囊中注入高压液体介质，同时向所述无缝钢管的两端施加轴向载荷，以使得所述无缝钢管的切口处扩张变形至所述无缝钢管的外壁与所述成品模具的内壁贴合。

其中，高压液体介质也可以为乳化液、耐压油或水，其压力控制在100-300mpa范围内。

在另一个优选实施例中，所述最终胀形步骤是向所述切口后的无缝钢管的内腔中插入聚氨酯棒以产生压力，同时在所述无缝钢管的两端施加轴向载荷，使所述无缝钢管的切口处扩张变形至所述无缝钢管的外壁与所述成品模具的内壁贴合。

图2是图1所示工艺流程图中步骤5中的无缝钢管中部的横截面随着时间推 移的变化图。参见图2，其中，a是时间为2.5s时无缝钢管中部的横截面的示意图，b是时间为14.5s时无缝钢管中部的横截面的示意图，c是时间为25s时无缝钢管中部的横截面的示意图，d是时间为35s时无缝钢管中部的横截面的示意图。从图中可以看出，随着时间的推移，无缝钢管中部的横截面不断胀大直至与模具型腔内壁贴合。

步骤6、切除加工余量：对无缝钢管的两端切除加工余量，以使其长度符合所需长度。

步骤7、焊接：所述焊接步骤是在所述无缝钢管中部开口处两侧分别焊接上油底壳和封板，以形成完整的整体式桥壳。

至此，就可以获得所需的整体式桥壳。

需要说明的是，步骤2中的初次胀形步骤以及步骤5中的最终胀形步骤均为冷加工成形。

实施例1：

步骤1、下料：选用一定尺寸的无缝钢管，截取其中的1000mm。其中，无缝钢管的横截面为方形。

步骤2、初次胀形：将所述无缝钢管置于半成品模具的下模具中，上模具下行，合模后，采用超高压系统向所述的无缝钢管中注入超高压液体介质，使其产生高压，同时还在管坯的两端施加轴向推力，进行补料，在超高压液体介质和轴向推力的作用下，无缝钢管材料发生塑性变形，并最终与半成品模具的内壁贴合。

步骤3、打孔：在所述中部扩管后的无缝钢管中部相隔一定距离打一对对称孔。

步骤4、切口：在所述一对对称孔之间沿所述无缝钢管的轴向切开，形成一个沿着轴向分布的切口。

步骤5、最终胀形：向所述切口后的无缝钢管的空腔中塞入橡胶囊，并向所述橡胶囊中注入高压液体介质，同时向所述无缝钢管的两端施加轴向载荷，以使得所述无缝钢管的切口处扩张变形至所述无缝钢管的外壁与所述成品模具的内壁贴合。

步骤6、切除加工余量：对无缝钢管的两端切除加工余量，以使其长度符合 所需长度。至此，就可以获得所需的整体式桥壳。

步骤7、焊接：所述焊接步骤是在所述无缝钢管中部开口处两侧分别焊接上油底壳和封板。

至此，就可以获得所需的整体式桥壳。

实施例2：

步骤1、下料：选用一定尺寸的无缝钢管，截取其中的1500mm。其中，无缝钢管的横截面为圆形。

步骤2、初次胀形：将所述无缝钢管置于半成品模具的下模具中，上模具下行，合模后，采用超高压系统向所述的无缝钢管中注入超高压液体介质，使其产生高压，同时还在管坯的两端施加轴向推力，进行补料，在超高压液体介质和轴向推力的作用下，无缝钢管材料发生塑性变形，并最终与半成品模具的内壁贴合。

步骤3、打孔：在所述中部扩管后的无缝钢管中部相隔一定距离打一对对称孔。

步骤4、切口：在所述一对对称孔之间沿所述无缝钢管的轴向切开，形成一个沿着轴向分布的切口。

步骤5、最终胀形：向所述切口后的无缝钢管的内腔中插入聚氨酯棒以产生压力，同时在所述无缝钢管的两端施加轴向载荷，使所述无缝钢管的切口处扩张变形至所述无缝钢管的外壁与所述成品模具的内壁贴合。

步骤6、切除加工余量：对无缝钢管的两端切除加工余量，以使其长度符合所需长度。

步骤7、焊接：所述焊接步骤是在所述无缝钢管中部开口处两侧分别焊接上油底壳和封板。

至此，就可以获得所需的整体式桥壳。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。