一种V形扭力梁的成型装置及热处理系统的制作方法

本实用新型属于汽车零部件技术领域，特别涉及一种V形扭力梁的成型装置及热处理系统。

背景技术：

汽车后桥扭力梁是汽车的关键部件之一，主要作用是平衡左右车轮的上下跳动，以减小车辆的摇晃，保持车辆的平稳，扭力梁本身可起到横向稳定杆的作用，提高车辆侧倾刚度。传统结构的扭力梁各组成部件多为钣金冲压成形，横梁扭转刚度相对较小，因此增加一根稳定杆提高其扭转刚度，但是重量较大。而新结构扭力梁采用管材结构，截面为封闭截面构形，其截面通常V形，其两端为膨胀或不膨胀的矩形或圆形等，新的V形扭力梁具有扭转刚性较高（可取消了稳定杆）和重量轻等优点。

V形扭力梁成型工艺一般工艺加工流程如下：制管：通过制管设备，将高强度钢板弯曲成所需要的尺寸的圆管，随后通过高频焊机进行焊接，从而获得一根闭合截面的圆管；预成型：通过人工或机器人将管件放置在冷成形模具中，通过冷冲压的方式获得具有大致形面的半成品件；内高压成形：将半成品件放置内高压成型模具中，通过管件内外部的冲液，加压成形，从而获得最终零件形貌。如韩聪等人发表的预制坯形状对扭力梁内高压成形的影响分析(材料科学与工艺，第19卷，第4期，2011年8月)通过采用高强度的钢板坯料制成圆管，然后再进行预成型处理和内高压成型，得到最终高强度扭力梁。

又如申请号为CN201511024605.5的专利公开了一种高强度耐疲劳扭力梁的热成形方法，该方法包括以下步骤：

A、制管：选取微观组织为铁素体和珠光体双相组织的钢板坯料（硼合金钢），根据扭力梁的尺寸大小，通过制管机进行卷曲成相应尺寸的圆管，再进行焊接，使获得截面呈闭合的圆管。

B、热成形：将上述截面呈闭合的圆管加热到900℃-950℃进行保温使微观组从初始的铁素体和珠光体双相组织转变为奥氏体组织，将高温状态下的圆管放入热成形模具中进行热成形处理，并进行保压使冷却淬火，得到高强度耐疲劳扭力梁（马氏体）。

申请人在采用上述方法生产V形扭力梁时发现如下问题：

1、现有技术中通常采用在成型装置上自然冷却进行淬火或送入淬火装置（如油淬）中淬火，要么无法达到良好的淬火效果，要么过程较复杂；

2、成型过程精度不高（不能完全贴合模腔）和冷却过程中易发生形变，影响产品的合格率。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型实施例的目的之一为提供一种V形扭力梁的成型装置，该装置可同时实现扭力梁的热成型与淬火，且能得到高精度的产品。本实用新型实施例的目的之二为提供一种热处理系统，该系统自动化地实现扭力梁的清洗、风干、加热、检测和成型等工序，具有效率高、产品精度高、工作强度低等优点。所述技术方案如下：

一方面，本实用新型实施例提供了一种V形扭力梁的成型装置，该装置包括左右向设置的上模1与下模2，所述上模1与下模2组成与扭力梁对应的模腔，所述下模2的左右两端均设有能沿左右向运动且与模腔左右两端配合的芯棒3；所述上模1和下模2内均设有冷却腔，所述冷却腔均通过管路与冷却循环系统连接；所述芯棒3上设有能向扭力梁通入高压氮气的出气口，所述出气口通过管路与高压氮气储罐、高压空压机和氮气储罐依次连接。

其中，本实用新型实施例中的下模2沿左右向设于液压冲床的模座上，所述上模1沿左右向设于液压冲床的冲头上且位于下模2的正上方，所述芯棒3沿左右向设置且其外端设有能驱其左右运动的液压油缸4。

优选地，本实用新型实施例中的上模1和下模2上且围绕模腔设有冷风喷头，所述冷风喷头通过管路与空压机连接。

具体地，本实用新型实施例中的芯棒3的内端设有与模腔配合的V形缺口，所述出气口沿左右向设于V形缺口上。

另一方面，本实用新型实施例提供了一种热处理系统，该系统包括由前至后依次设置的加热炉和前述的V形扭力梁的成型装置，所述加热炉与V形扭力梁的成型装置之间设有第一机械手。

进一步地，本实用新型实施例中的热处理系统还包括圆管储槽、第二机械手、清洗与风干装置、第三机械手、第四机械手、检测装置、第五机械手和卸料平台，所述圆管储槽、第二机械手、清洗与风干装置、第三机械手、加热炉、第四机械手、检测装置、第一机械手、V形扭力梁的成型装置、第五机械手和卸料平台由前至后依次设置。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型实施例提供了一种用于扭力梁的轴套组装装置及热处理系统，其中，该装置可同时实现扭力梁的热成型与淬火，成型与淬火过程中，芯棒可以相当于堵头使扭力梁在冲压成型和冷却淬火形成密闭腔体，通过通入10-12MPa的高压氮气形成内外作用，得到高精度的产品。在冷却淬火过程中，通过冷却腔和冷风喷头组合能实现工件快速、均匀的冷却，以保证淬火效果。其中，该系统自动化地实现扭力梁的清洗、风干、加热、检测和成型等工序，具有效率高、产品精度高、工作强度低等优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的V形扭力梁的成型装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的高压氮气部分的原理框图；

图3是本实用新型实施例提供的芯棒的外观示意图；

图4是本实用新型实施例提供的热处理系统的原理框图。

图中：1上模、2下模、3芯棒、4液压油缸。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

实施例1

参见图1-3，本实用新型实施例提供了一种V形扭力梁的成型装置，该装置包括左右向设置的上模1与下模2，上模1与下模2上均沿左右向设有与扭力梁（本实施例中指的是扭力梁中的横梁，包括中间的V形截面部分、过渡部分和两端的矩形或圆形部分）对应的型腔，上模1与下模2上的型腔组成与扭力梁对应的模腔。具体地，下模2为类等腰梯形结构，下模2的左右两端均设有能沿左右向运动且与模腔左右两端配合的芯棒3；芯棒3沿左右向设置且与扭力梁同轴，其可插入模腔中，芯棒3获得扭力梁端头部位的形面（包括端部的矩形或圆形部分和部分或全部过渡部分）。前述结构与现有的成型装置基本相同，不同之处在于：本实施例中的上模1和下模2内均设有冷却腔用于实现冷却淬火，该冷却腔（冷却腔的形状与模具的型腔对应以保证冷却效果）均通过管路与冷却循环系统连接。具体地，冷却循环系统为水冷系统，包括循环槽、循环泵、压缩机等构成闭环循环，水冷温度为6-12℃。其中，本实施例中的芯棒3可以相当于堵头使扭力梁在冲压成型和冷却淬火形成密闭腔体，可以向正在成型的扭力梁中通入高压氮气实现内外相互作用以保证产品的精度，芯棒3上设有能向扭力梁通入高压氮气（10-12MPa）的出气口，该出气口通过管路与高压氮气储罐、高压空压机和氮气储罐依次连接。

其中，本实用新型实施例中的下模2沿左右向设于液压冲床的模座上，上模1沿左右向设于液压冲床的冲头上且位于下模2的正上方，模座与冲头之间设有导向结构（相互配合的导向柱与导向套），芯棒3沿左右向设置且其外端设有能驱其左右向水平运动的液压油缸4，出气口设于芯棒3的内端。

优选地,本实用新型实施例中的上模1和下模2上且围绕模腔设有冷风喷头不但可以保证冷却效果还可以及时清除型腔上的污染物，冷风喷头通过管路与空压机连接。具体地，上模1的下表面围绕其上的型腔与下模2的上表面围绕其上的型腔均均匀设有多个冷风喷头，冷风喷头朝向型腔设置。

具体地，参见图3，本实用新型实施例中的芯棒3的内端设有与模腔配合的V形缺口（对应扭力梁的过渡段），芯棒3的内端可以由液压油缸4驱动从模具外伸入过渡段，出气口沿左右向设于V形缺口上（具体为V形缺口的V形槽的底部外端）。

其中，本实施中的各管路上根据需要设置电控阀门、压力表等结构。

本实用新型实施例提供了一种V形扭力梁的成型装置，该装置可同时实现扭力梁的热成型与淬火，成型与淬火过程中，芯棒可以相当于堵头使扭力梁在冲压成型和冷却淬火形成密闭腔体，通过通入10-12MPa的高压氮气形成内外作用，得到高精度的产品。在冷却淬火过程中，通过冷却腔和冷风喷头组合能实现工件快速、均匀的冷却，以保证淬火效果。

实施例2

参见图4，本实用新型实施例提供了一种热处理系统，该系统包括由前至后依次设置的加热炉和实施例1提供的V形扭力梁的成型装置，加热炉与V形扭力梁的成型装置之间设有第一机械手用于实现工件的转运。进一步地，本实用新型实施例中的热处理系统还包括圆管储槽、第二机械手、清洗与风干装置、第三机械手、第四机械手、检测装置、第五机械手和卸料平台等，圆管储槽、第二机械手、清洗与风干装置、第三机械手、加热炉、第四机械手、检测装置、第一机械手、V形扭力梁的成型装置、第五机械手和卸料平台由前至后依次设置。其中，圆管储槽用于存放待加工的圆管，第二机械手用于将圆管从圆管储槽转运至清洗与风干装置，清洗与风干装置用于对圆管进行清洗（采用清洁剂，用于清除铁削、油污等）和风干，第三机械手用于将管件从清洗与风干装置转运至加热炉，加热炉用于将清洗后的管件在880-950℃条件下进行热处理（其上设有托盘循环结构），第四机械手用于将管件从加热炉转运至检测装置，检测装置用于对加热处理后的管件进行检测（包括尺寸、焊缝等，本实施例中主要为检测焊缝，通过带传感器的检具或摄像头进行检测）；第一机械手用于将检测合格的管件送入成型装置和将不合格的管件送入回收结构中；第五机械手用于将成型后的成品送至卸料平台；卸料平台用于实现成品卸料。

优选地，圆管储槽、第二机械手、清洗与风干装置、第三机械手、加热炉、第四机械手和检测装置同处于一个由铁栏网围成的操作间内，第一机械手、成型装置和第五机械手同处于另一个由铁栏网围成的操作间内，卸料平台位于另一个操作间相邻外侧（有窗口连通），空压机、循环槽、循环泵、液压泵站、控制台、压缩机、高压氮气储罐、高压空压机和氮气储罐等处于另一个操作间外。

其中，本实施例中的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”和“第五”仅起区分作用，无其他特殊意义。

本实用新型实施例提供了一种热处理系统，该系统自动化地实现扭力梁的清洗、风干、加热、检测和成型等工序，具有效率高、产品精度高、工作强度低等优点。

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