CN102581051B - 汽车驱动桥桥壳琵琶孔冷挤压成型方法及压模成型机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车驱动桥桥壳琵琶孔冷挤压成型方法及压模成型机床，其方法是通过选用一定规格尺寸的无缝钢管做毛坯，然后采用热轧制两轴头成型——中间推方（使圆管变为方管）——截取、开槽——整体热处理——中间琵琶孔成型——桥壳整形——（加工琵琶孔坡口）焊接三角板——精加工的工艺流程。该工艺工序相对少，桥壳中间琵琶孔区域变薄成都小，桥壳强度高，一次性设备投入小，生产效率高，本发明生产的整体桥壳具有强度、刚性高、产品承载力大、外形美观、工序少。本发明机床结构简单、生产效率高、成本低、模具可以实现标准化，换型费用低，节能环保等特点。

Description

汽车驱动桥桥壳琵琶孔冷挤压成型方法及压模成型机床

技术领域：

本发明涉及装备制造业领域汽车驱动桥桥壳琵琶孔成型技术，具体涉及一种汽车驱动桥桥壳琵琶孔冷挤压成型方法及压模成型机床。

背景技术：

目前汽车桥壳生产主要有四种工艺，一是采用铸造工艺，其生产成本较低，但强度差，外形粗糙、废品率高，且生产环境污染大，不能焊接辅助支架等缺陷。二是采用冲压成型加焊接的工艺，由两部分或三部分冲压件焊接而成，即分别冲出两半桥壳，将两半桥壳焊接成一件整体桥壳（如半壳不含三角板部分，还需要焊接三角板），这种冲压焊接桥壳工艺工序多、成本较高、强度较低，随着汽车工业的发展，冲压焊接桥壳大量用于桥壳的生产中。目前轻型车、中型车甚至重型车都大型采用。但冲焊桥壳的缺点在使用过程中也逐渐暴露出来，焊缝处因应力引起的桥壳变形不易校正，容易在焊缝处断裂或开裂，在重型载货汽车上经常出现弯曲变形、强度差、漏油等问题。且需要大型冲压设备、加热设备，产品焊缝多、隐患多、外形不美观，三是采用圆管，由切孔、缩径、缩方、开槽、劈开、扩径、整形、压平中间曲面、中频加热、缩端口、焊补三角板等12道工序完成。该方法工序较多，成本高。另外由于采用涨孔工艺，零件中间桥包部分厚度变薄，使该区域强度和刚性降低，为了保证桥壳的强度和刚性，就要增加管坯厚度，增加了桥壳的重量和成本。四是采用方管，中间开槽，劈开、扩张工艺。该工艺相对简单，但方管毛坯较圆管成本高，总体桥壳制造成本较高。

近年来，随着汽车模具技术的快速发展和中小型压力机的快速发展，针对汽车桥壳类零件的快速冷冲压（挤压）成型技术也得到了快速发展。但因该技术前期投入大，对模具制造加工要求严格，还要经过精确的压力设计计算、反复试验及数据验证才能定型生产，因此，在国内尚处于试验试制阶段，大批量应用于汽车零部件制造厂家还很少，多数厂家还是采用传统的铸钢工艺或分块拼接焊接工艺，也有仅采用热压或冷压成型桥壳中部琵琶孔的工艺。但汽车整体桥壳中间琵琶孔冷挤压成型工艺方法目前在国内大都处于试验阶段。

发明内容：

本发明对目前现有的几种工艺存在的问题和不足，提出一种汽车驱动桥桥壳琵琶孔冷挤压成型方法及压模成型机床。

本发明所采用的技术方案：一种汽车驱动桥桥壳琵琶孔冷挤压成型方法，包括以下步骤：

1、料坯前期工序：

（1）、下料：选择合适直径和厚度尺寸的圆管截成需要长度的管坯，管径和壁厚与桥壳矩形截面处尺寸相当；

（2）、两端轴头成型：利用桥壳轧机将圆管中频感应加热，使轴管两端分别成型，轧制出桥壳两端图纸要求的尺寸；

（3）、管坯中间局部推方成型：将轴管放入推方机中进行挤压推方，使桥壳中段达到需要的四方型截面尺寸；

2、进一步（主要）加工工序：

（1）、管坯中间开一条前后通过的长槽，槽的两端要圆滑过渡，槽的宽度、长度、位置根据反复试验及相应计算取得的数据给定；

（2）、轴管两轴头和中间琵琶孔同时挤压胀形：对两轴头分别向内施以140-160T压力，分别利用头道楔形挤压压头和二道楔形挤压压头对中间长槽部施以300-330T的压力，使轴管中部逐步胀形，与中间琵琶孔成型模具冷挤压接触、贴合、包压一定时间后成型；其中两个楔形挤压压头的锥角α，满足10°≤α≤20°，并且二道楔形挤压压头的宽度m，头道楔形挤压压头的宽度n，满足一定的比例即m：n=3:1～5:1之间；

3、后续工序：

（1）、桥壳整形：对桥壳中间琵琶孔以及弹簧座（车桥总成上焊接挂件）对应的矩形截面区域进行整形，达到零件要求的尺寸；

（2）、在桥壳中间琵琶孔加工坡口，桥壳中间琵琶孔两端焊三角板。

上述步骤2（2）中，在两轴头分别施以150T压力，中间长槽部施以315T的压力。

一种汽车驱动桥桥壳琵琶孔压模成型机床，包括底座，立柱，压紧导向装置，液压缸及液压系统，底座的中部竖向固定有立柱，立柱上端固定有水平的支撑体，支撑体中心竖向安装有压紧油缸，该压紧油缸的下部活塞杆上固定有竖行滑块，该竖行滑块两侧套装在立柱上，滑块底部中心安装有楔形挤压压头，立柱中间的底座上设置有工件夹具，在工件夹具两外侧底座上分别水平安装有对称且顶杆向内的液压缸，同时在工件夹具的上侧依次安装有与成型琵琶孔工件外缘弧度匹配的四个挡块。

在所述竖行滑块底部设置有水平的滑道，滑道内嵌入有水平滑块，该水平滑道和水平滑块与工件夹具两侧水平安装的液压缸保持垂直，在竖行滑块的一侧安装有横向液压缸，该横向液压缸的顶杆与水平滑块连接在一起，该水平滑块的底面上依次固定有头道楔形挤压压头和二道楔形挤压压头，两个楔形挤压压头的锥角α，满足10°≤α≤20°，并且二道楔形挤压压头的宽度m，头道楔形挤压压头的宽度n，满足一定的比例即m：n=3:1～5:1之间。

所述各挡块在工件夹具上可以调节。

 在立柱一侧设置有条形码并在竖行滑块上安装有对应的读码器，在竖行滑块底部滑道一侧设置哟条形码并在水平滑块上安装有对应的读码器。

工件夹具的两侧还安装有竖向的卸料液压缸。

本发明的积极效果：本发明成型方法是通过选用一定规格尺寸的无缝钢管做毛坯，然后采用热轧制两轴头成型——中间推方（使圆管变为方管）——截取、开槽——整体热处理——中间琵琶孔成型——桥壳整形——（加工琵琶孔坡口）焊接三角板——精加工的工艺流程。该工艺工序相对少，桥壳中间琵琶孔区域变薄成都小，桥壳强度高，一次性设备投入小，生产效率高，本发明生产的整体桥壳具有强度、刚性高、产品承载力大、外形美观、工序少。本发明机床结构简单、生产效率高、成本低、模具可以实现标准化，换型费用低，节能环保等特点。

附图说明：

图1是本发明机床结构示意图；

图2是图1的左视结构示意图；

图3是图1中工件及夹具的俯视结构示意图；

图4-图11分别为本发明成型方法的逐次加工步骤示意图；

图4-1—图8-1分别为图4-图8的剖面图。

图中标号1为中部底座，2为两侧底座，3为两侧立柱，4为支撑体，5为压紧液压缸，6为油箱及油压控制系统，7为横向液压油缸，8为二道楔形挤压压头，9头道楔形挤压压头，10为工件夹具，11为机床操作工作台，12为机床地基基础，13为滑块，14为滑道，15为工件，16为挡块。

具体实施方式：

实施例一：参见图4-图11，一种汽车驱动桥桥壳琵琶孔冷挤压成型方法，包括以下步骤：

1、料坯前期工序：

（1）、下料：选择合适直径和厚度尺寸的圆管（无缝钢管）截成需要长度的管坯，管径和壁厚与桥壳矩形截面处尺寸相当，参见图4和图4-1（图4-1是图4的A-A剖面图）；

（2）、两端轴头成型：利用桥壳轧机将圆管中频感应加热，先对轴管一端轧制成型，轧制出桥壳两端图纸要求的尺寸，参见图5和图5-1（图5-1是图5的B-B剖面图）。在将轴管旋转180度后对轴管另一端轧制成型，轧制出桥壳两端图纸要求的尺寸，参见图6和图6-1（图6-1是图6的C-C剖面图）；

（3）、管坯中间局部推方成型：将轴管放入推方机中进行挤压推方，使桥壳中段达到需要的四方型截面尺寸，参见图7和图7-1（图7-1是图7的D-D剖面图）。

2、进一步加工工序：

（1）、管坯中间开一条前后通过的长槽，参见图8和图8-1（图8-1是图8的E-E剖面图）在管坯两侧对称位置分别开一条长槽，槽的两端要圆滑过渡，槽的宽度、长度、位置根据反复试验及相应计算取得的数据给定；根据某一型号琵琶孔结构来计算需要的长槽宽度、长度和位置，将长槽进行后续加工形成琵琶孔后，对比加工后琵琶孔和实际所需琵琶孔的偏差进一步调整长槽宽度，可能需要多次反复试验确定合适的长槽宽度、长度、位置。

（2）、轴管两轴头和中间琵琶孔同时挤压胀形：对两轴头分别向内施以150T压力，分别利用头道楔形挤压压头和二道楔形挤压压头对中间长槽部施以315T的压力，使轴管中部逐步胀形，与中间琵琶孔成型模具冷挤压接触、贴合、包压一定时间后成型；其中两个楔形挤压压头的锥角α，满足10°≤α≤20°，并且二道楔形挤压压头的宽度m，头道楔形挤压压头的宽度n，满足一定的比例即m：n=3:1～5:1之间；

3、后续工序：

（1）、桥壳整形：对桥壳中间琵琶孔以及弹簧座（车桥总成上焊接挂件）对应的矩形截面区域进行整形，达到零件要求的尺寸；

（2）、在桥壳中间琵琶孔加工坡口，桥壳中间琵琶孔两端焊三角板。

实施例二：参见图1、图2和图3，汽车驱动桥桥壳琵琶孔压模成型机床包括底座，立柱，压紧导向装置，液压缸及液压系统等。其中底座包括中部底座和1两侧底座2，中部底座1周围竖向固定有立柱，立柱上端固定有水平的支撑体4，支撑体4的中心竖向安装有压紧油缸5，该压紧油缸5的下部活塞杆上固定有竖行滑块13，该竖行滑块13两侧套装在立柱上。两侧底座2上分别水平安装有对称且顶杆向内的液压缸3。竖行滑块13底部设置有水平的滑道14，滑道14内嵌入有水平滑块，该水平滑道和水平滑块与工件夹具两侧水平安装的液压缸3保持垂直，在竖行滑块13的一侧安装有横向液压缸7，该横向液压缸7的顶杆与水平滑块连接在一起，该水平滑块的底面上依次固定有头道楔形挤压压头9和二道楔形挤压压头8。两个楔形挤压压头的锥角α，满足10°≤α≤20°，并且二道楔形挤压压头8的宽度m，头道楔形挤压压头9的宽度n，满足一定的比例即m：n=3:1～5:1之间。中间底座1上设置有工件夹具15，工件夹具15的上侧依次安装有与成型琵琶孔工件15外缘弧度匹配的四个挡块16。

为了准确控制各油缸的形成实现自动控制，在立柱一侧设置有条形码并在竖行滑块上安装有对应的读码器，在竖行滑块底部滑道一侧设置哟条形码并在水平滑块上安装有对应的读码器。

在工件夹具的两侧还安装有竖向的卸料液压缸。

实施例三：附图未画，内容与实施例二基本相同，相同之处不重述，不同的是：所述各挡块在工件夹具上可以调节。

Claims (4)

1.一种汽车驱动桥桥壳琵琶孔压模成型机床，包括底座，立柱，压紧导向装置，液压缸及液压系统，其特征在于，底座的中部竖向固定有立柱，立柱上端固定有水平的支撑体，支撑体中心竖向安装有压紧油缸，该压紧油缸的下部活塞杆上固定有竖行滑块，该竖行滑块两侧套装在立柱上，滑块底部中心安装有楔形挤压压头，立柱中间的底座上设置有工件夹具，在工件夹具两外侧底座上分别水平安装有对称且顶杆向内的液压缸，同时在工件夹具的上侧依次安装有与成型琵琶孔工件外缘弧度匹配的四个挡块，在所述竖行滑块底部设置有水平的滑道，滑道内嵌入有水平滑块，该水平滑道和水平滑块与工件夹具两侧水平安装的液压缸保持垂直，在竖行滑块的一侧安装有横向液压缸，该横向液压缸的顶杆与水平滑块连接在一起，该水平滑块的底面上依次固定有头道楔形挤压压头和二道楔形挤压压头，两个楔形挤压压头的锥角α，满足10°≤α≤20°，并且二道楔形挤压压头的宽度m，头道楔形挤压压头的宽度n，满足一定的比例即m：n=3:1～5:1之间。

2.根据权利要求1所述的汽车驱动桥桥壳琵琶孔压模成型机床，其特征在于，所述各挡块在工件夹具上可以调节。

3.根据权利要求1所述的汽车驱动桥桥壳琵琶孔压模成型机床，其特征在于，在立柱一侧设置有条形码并在竖行滑块上安装有对应的读码器，在竖行滑块底部滑道一侧设置有条形码并在水平滑块上安装有对应的读码器。

4.根据权利要求1所述的汽车驱动桥桥壳琵琶孔压模成型机床，其特征在于，工件夹具的两侧还安装有竖向的卸料液压缸。