专利名称：汽车驱动桥整体式桥壳体制造方法及其模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是汽车桥壳的制造方法和桥壳制造模具。
目前，制造汽车驱动桥整体式桥壳体的常用方法有两种一是以可锻铸铁铸成中间空心架，两端安装用以安装轮毂轴承的钢制半轴套管构成整体驱动桥桥壳体，但这种桥壳体重量大，铸造工艺难度高、后续机械加工量较多。为减轻桥壳重量，提高其技术性能，采用分段组合工艺的第二种制造方法，是以钢板为材料冲压成的上、下两半桥壳体主件相对焊接制成。这种制造工艺所获得的桥壳体主件难以准确吻合，焊接前需修整，而且焊缝长，焊接工作量大，对焊接质量要求高，否则难以保证壳体质量，影响其技术性能，而且这种制造方法材料利用率低。
为缩短焊缝，简化工艺，中国专利CN88105071公开一种“汽车整体式桥壳扩缩成形工艺”，这种工艺过程是以桥壳轴向对称面为组合基准，选取适当长度无缝钢管一端缩管、另一端填入胶塑模块加压扩张变形后切除工艺料头、打扁、裁口、成形、正火处理后，再与另一半以相同工艺制成的半桥壳体相对焊接制成。这种制造方法虽较上述方法有所改进，但生产出的桥壳依然存在焊缝，不仅焊接能影响桥壳整体尺寸精度，而且焊接质量要求高，制造工艺仍较复杂，成本高。另外，以挤压胶塑模块实现胀管，必然引起扩胀变形部分的管壁变薄，也影响桥壳的技术性能，而且多次切削修整管坯，使材料利用率降低。
本发明的发明目的在于提供一种无焊缝的整体式桥壳体的制造方法和模具，用该方法和模具生产的桥壳体产品技术性能可靠，工序少，材料利用率高。
本发明的目的是由以下工序步骤实现的(1)管坯预变形将管坯中间欲成形部分压制成矩形管状。
(2)切制长孔在该管坯的矩形部分的一对相对平面上沿其轴向中心线相对切制长形通孔。
(3)扩孔预成形将楔形冲头插入长孔中，楔形冲头加压使长孔被挤扩至所需尺寸。
(4)校正成形将扩孔后的管坯置于桥壳校形模下模的内模滑芯和外模滑块之间，由上模对下模推动加压使下模合模并将管坯在下模中校正成形，脱模后为成品。
本方案中，若对桥壳体两端管径有特殊要求，可对管坯两端进行缩孔处理。
本方案的扩孔预成形步骤中，将楔形冲头压入长孔中使长孔扩至中间尺寸，拔出楔形冲头，贴经扩孔的两侧管内壁分别放入一垫铁，再次压入楔形冲头，经垫铁作用于两侧管壁，使上、下两长孔有相同扩张。
实现上述方法的模具包括(1)扩孔模具该模具由固定于压力机上的上模和下模组成。其下模为固定安装在压力机底座面的下模板上的两排相隔一定距离平行设置的多组将管坯径向固定、又可使该管坯轴向导向的导向轮，导向轮顶端之间设有连接板;上模为固定在压力机上滑块的上模板及楔形冲头组成。
(2)校形模具本模具包括固定于压力机的校形下模和与校形下模相配套的具有将下模压合作用的校形上模组成，校形下模包括固定安装在工作台面上的模座和模座上的左右两半对称设置可在同一条轴线上滑动的内模滑芯和外模滑块，其中外模滑块底部沿轴线设有凹槽，其中配合插入内模滑芯的底部支撑，使滑芯与滑块在同一轴线上滑移，内模滑芯的芯头凸起成形表面和外模滑块型腔内表面与成品桥壳的内表面和外表面相应，外模滑块两侧设有为防止其径向移位又保证其能沿同轴线轴向移动的以螺栓固定在模座上的导向板。校形上模为固定安装在压力机滑块上的上模板及固定在上模板的具有对下模滑芯起推动作用的中心楔铁和具有对下模滑块起推动作用的左右楔铁组成。本方案中，为了在桥壳成形后内、外滑芯、滑块能够顺利复位脱模，内模滑芯和外模滑块底部各设有一套复位机构，复位机构为在与内模滑芯底面和外模滑块底面相应的模座上沿轴向各设置一组凹槽，经凹槽内的一复位弹簧作用于探入凹槽内并分别嵌装在滑芯、滑块底面的复位挡销，由复位挡销沿各自凹槽滑移带动相应的滑芯、滑块轴向相对滑动，滑芯挡销在复位弹簧作用下将滑芯顶于中央平衡位置，滑块挡销在复位弹簧作用下将滑块顶于两侧平衡位置，即脱模复位状态。
本发明的整体式桥壳体制造方法，只是对钢管料局部加工成形，实现了常温下无焊缝桥壳体的制造，方法简单，桥壳管壁无大量变薄现象，成形过程对制品材料不会造成不良影响，提高了该整体式桥壳的技术性能，桥壳重量轻;另外，本方法除了长孔处材料切削外，几乎没有材料损失，材料利用率提高;用本发明模具生产易于保证桥壳质量，成本低，寿命长。
结合以下附图详细描述本发明
图1为切制长孔后管坯的外形图及各段横向剖面2为扩孔预成形步骤模具工作状态的剖视图和下模俯视3为校正成形步骤模具开模与合模状态的剖视4为校正成形步骤的校形下模开模与合模状态俯视5为图4中校形下模的A-A剖视图本发明的制造工序如下选用一定直径、厚度的无缝钢管，按桥壳长度及工艺参数截管下料，在液压机上将管坯10中间欲成形段压制成如图1所示的矩形管状，然后在矩形管状的一对相对平面a、b上沿管坯10轴线相对切削两长形通孔1、2后，进行扩孔处理。
图2表示了扩孔模具及扩孔处理工序的工作状态。扩孔模具是由安装在液压机上的上模和下模组成，在下模板6上以其板平面的几何中心同横纵中线设有一矩形凹孔5，过其横轴在凹孔5两侧设有管坯垫板8，与纵中线为中心线等距设有两组外导向轮12和设置于管坯10扩孔过程过渡区的两组内导向轮4，其中内导向轮4不仅与外导轮12有相同防止管坯径向移位和轴向导向的作用，而且还有根据成品桥壳要求防止变形过渡区过大变形的作用，两内导向轮顶端螺栓固定有连接板7，共同组成扩孔模具的下模;其上模为液压机上滑块工作台面安装的上模板9和其上过下模板6中心垂线的楔形冲头3。
首先，将扩孔管坯10置于导向轮4、12之间径向固定，管坯10的长孔1、2与下模板6的矩形孔5相对正，启动液压机，其上滑块下移，带动楔形冲头3压入长孔1，将长孔1扩至中间尺寸后，上滑块回程带动楔形冲头3上移，连接板7阻挡管坯10，使楔形冲头3从长孔1中退出，贴经扩孔的两侧管内壁各放入一垫铁11，垫铁11内表面与楔形冲头3斜面角度相合，再次压入楔形冲头3，将上、下两长孔1、2产生相同扩孔，拔出楔形冲头3，取出垫铁11，打开连接板7，取出管坯10，完成此工序。
将完成上步工序的预成形管坯10再进行校形工序。图3、图4表示了校形模具的组成和工序状态。校形模具包括固定在液压机的校形下模和与校形下模相配套的具有将校形下模压合的校形上模。校形下模是由固定在液压机工作台面的模座28和模座28上同一轴线左右对称安装的两半内模滑芯13和外模滑块14构成，内模滑芯13芯头13′凸起成形表面和外模滑块14的型腔27内表面与成品桥壳的内、外表面相合、在外模滑块14底面轴线处设有凹槽30，内模滑芯13的支撑13″穿插进凹槽30，并可沿该凹槽30滑动;外模滑块14两侧设有以螺栓固定在模座28上的导向板29，滑块14能够在导向板29作用下轴向滑动。为使该校形模具能在桥壳成形后，滑芯与滑块能自动复位脱模，降低人工脱模劳动量，在滑芯13的支撑13″底面和滑块凹槽30两侧底面处模座28上相应设有凹槽15、16，其内各有一压缩弹簧17、18，弹簧17、18一端作用于嵌装在滑芯支撑13″底面和滑块凹槽30两侧底面并探入凹槽30的复位挡销19、20，共同构成模具复位机构。在压缩弹簧17、18作用下，挡销19、20使左右内模滑芯13处于中央位置，左右外模滑块14处于两端平衡位置，即脱模复位状态。
本实施例中，与校形下模配套的校形上模为安装在液压机上滑块底面的上模板21及固定于上模板21的作用于中央内模滑芯13的中心楔铁22和作用于左右外模滑块14的左右楔铁23、24组成。为了在下压过程中平衡滑块14对左右楔铁23、24的作用力，以模具轴线在左右滑块14外侧设有楔铁支板25、26。
校正成形工序的动作过程为将管坯10置于内模滑芯13的芯头13′与外模滑块14的型腔27之间，开动液压机，上滑块下移，带动中心楔铁22和左右楔铁23、24向下移动，与各自的内模滑芯13和外模滑块14的顶角斜面相接触，左右滑芯13被推离中央，左/右楔铁23、24作用于左/右滑块14和固定在模座28上的左/右楔铁支板25、26，推动滑块14相对移向中心，使管坯10校形管壁被压合在左/右滑芯13与滑块14之间，并与模具的内、外成形表面吻合，此过程滑芯13与滑块14的复位弹簧17、18被压缩，加压成形后，上滑块回程带动中心22及左右楔铁23、24退出，内模模芯13和外模滑块14在压缩弹簧17、18作用下回弹复位，管坯脱模成形。
权利要求
1.一种汽车驱动桥整体式桥壳体制造方法，包括以下步骤(1)管坯预成形将管坯中间欲变形部分压制成矩形管状。(2)切制长孔在该管坯矩形段的一对相对平面上沿其轴向中心线相对切制两长形通孔。(3)扩孔预成形将楔形冲头压入长孔中，对楔形冲头加压使两长孔被迫扩至所需尺寸。(4)校正成形将扩孔后管坯置于校形模具中，对校形模加压使管坯挤压成形，脱模为成品。
2.根据权利要求1所述的整体式桥壳体制造方法，其特征是若对管坯两端管径有特殊要求，可将管坯两端进行缩口处理。
3.根据权利要求1所述的整体桥壳制造方法，其特征是在扩孔预变形步骤中，长孔(1)经楔形冲头(3)扩至中间尺寸后回程拔出，贴管坯(10)两侧管内壁各放入一垫铁(11)，垫铁(11)与楔形冲头(3)接触的内表面是相应角度的斜面，再次压入楔形冲头(3)，楔形冲头(3)下压过程中经垫铁(11)作用两侧管壁，使上、下两孔(1、2)有相同扩胀。
4.一种依权利要求1制造方法的扩孔模具，由固定于压力机上的上模和下模组成，其特征是下模为固定安装在压力机底座的下模板(6)和下模板(6)上的两排相隔一定距离平行设置的多组将管坯(10)径向固定、又可对该管坯(10)轴向导向的导向轮(12、4)，两导向轮之间顶端设有起阻挡作用的连接板(7);上模为固定在压力机上模板(9)上的楔形冲头(3)组成。
5.根据权利要求4所述的扩孔模具，其特征是压力机底座工作台面上的下模板(6)留有凹孔(5)和支撑(10)的垫板(8)。
6.一种依权利要求1制造方法的校形模具，包括固定于压力机工作台面上的校形下模和与校形下模相配套具有将其压合的校形上模组成，其特征是校形下模包括固定安装在工作台面上的模座(28)和模座(28)上的左右两半对称设置、在同一轴线滑动的内模滑芯(13)和外模滑块(14)，其中外模滑块(14)底部沿轴线设有凹槽(30)，沿该凹槽(30)配合插入内模滑芯的底部支撑(13″)，使滑芯(13)与滑块(14)在同一轴线上滑移，内模滑芯的芯头(13′)凸起成形表面和外模滑块(14)型腔(27)内表面与成品桥壳的内、外表面相应;外模滑块(14)两侧设有可可保证滑块沿轴向滑动的固定于模座(28)上的导向板(29);校形上模为安装在压力机上模板(21)及固定于其底面的中心楔铁(22)和左右楔铁(23、24)组成。
7.根据权利要求5所述的校形模具，其特征在于校形下模的模座(28)与左右两半对称的内模滑芯(13)和外模滑块(14)之间设有模具复位机构，是在内模滑芯(13)的支撑(13″)底面和外模滑块凹槽(30)两侧底面处的模座上沿轴向各设有凹槽(15、16)，经凹槽(15、16)内的一复位弹簧(17、18)作用于探入凹槽(15、16)内并分别嵌装在滑芯支撑(13″)底面、滑块(14)底面的复位挡销(19、20)组成。
全文摘要
本发明涉及的是一种汽车整体式驱动桥壳体的制造方法及其模具。其方法是将一段管坯中部压制成矩形管状，再以斜楔插入扩孔，最后在成型模具中压合校形，脱模成型。用该工艺制成的桥壳无焊缝，管壁基本无变薄现象，提高了桥壳的技术性能，降低了成本，提高寿命。
文档编号B21D53/88GK1081942SQ9311208
公开日1994年2月16日 申请日期1993年7月18日 优先权日1993年7月18日
发明者王秉臣 申请人:丹东汽车工具厂