CN102886461B - 汽车驱动桥整体复合胀形生产工艺 - Google Patents

Abstract

一种汽车驱动桥整体复合胀形生产工艺，包括如下步骤：1）下料；2）开工艺孔；3）胀形：胀形的步骤如下：a.将桥壳工件放入胀形外模内；b.将胀形内模从桥壳工件的一端内孔伸入到桥壳工件的胀形变形区处；c.胀形外模合模；d.利用位于胀形内模两端的推力装置分别向胀形内模施加相等且平行于桥壳工件轴向方向的推力；利用压力发生装置向上模块和下模块施加垂直于桥壳工件轴向方向的压力；所述推力在连杆机构的作用下分解为作用在上模块和下模块上并垂直于桥壳工件轴向方向的推力垂直分力和平行于桥壳工件轴向方向的推力平行分力，所述桥壳工件受到的胀形力为所述推力垂直分力和压力的合力，所述桥壳工件在胀形力的作用下胀形变形；e.卸载，退模。

Description

汽车驱动桥整体复合胀形生产工艺

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体的为一种汽车驱动桥整体复合胀形生产工艺。

背景技术

汽车制造业在我国国民经济中具有举足轻重的作用，近年来，我国的国民经济高速发展，与此同时汽车工业也蓬勃发展。从汽车整车到部件的性能，都已经成为了目前工业研究的主要课题，而桥壳作为汽车的重要零件之一，桥壳不仅对汽车起着支撑作用，而且还是差速器、主减速器以及驱动车轮传动装置的外壳。汽车桥壳质量对整车性能的影响非常大，桥壳不仅需要具备足够的强度、刚度和疲劳寿命，而且还应结构简单，成本较低，质量轻，易于拆装和维护。

汽车桥壳成型方法主要有以下几种，其优缺点如下：

铸造成型工艺

优点：易铸造成形形状复杂和壁厚不均的桥壳，刚度、强度较大；

缺点：控制成形流动困难，易产生裂纹、气孔，且重量大，后续加工复杂，焊接工序易产生裂纹、变形；

适用范围：主要适用于中、重型载重汽车的后桥壳生产。

冲压-焊接成型工艺

优点：工艺性好，废品率较低，可靠性高，容易制造，加工余量小，质量轻，精度高，价格较低，产品改型方便，易实现生产自动化；

缺点：工序繁多，仅适合简单的几何形状的桥壳生产，且生产得到的桥壳强度较低，耗资大；另外还具有对焊接要求高，质量难以保证，易产生裂纹、变形、漏孔的缺陷，并且焊接区容易域疲劳断裂；

适用范围：适用范围较广，一般用于轻型车、农用车。

扩张成形

优点：扩张成型工艺是是冲压-焊接成型工艺的派生，但其工作量减少，加工效率高，密封性好，得到的桥壳的刚度和强度高、重量轻；

缺点：纵向开缝处易产生横向裂纹，琵琶包处翻边宽度不均匀，侧面易起皱拉伤；

适用范围：主要适用于小轿车，轻、中型载重汽车。

机械胀形

优点：工作量减少，加工效率高，得到的后桥重量轻，可生产尺寸较高、形状复杂的桥壳，且坯料利用率和生产效率均较高，后桥的综合力学性能高；

缺点：胀形力难以控制，胀形机理和过程复杂，易产生裂纹；

适用范围：主要适用于乘用车和轻中型载货汽车。

液压胀形

优点：材料利用率高，工序少，生产效率高，得到的桥壳强度和刚度高、且重量轻，易实现生产机械化和自动化生产；

缺点：工艺仍不太成熟，对高压液压源要求高，易漏油和污染环境，投资初期耗费时间和资金；

适用范围：轿车、轻型和中型载重汽车。

综上，桥壳的实际生产要求尽量降低成本，保证其机械性能，同时还要尽量缩短研发周期，这就需要新工艺、新技术的研究来推动桥壳成形方法的快速发展。

针对现有汽车桥壳成形方法的优缺点，并结合我国实际应用现状，现有的汽车驱动桥后桥壳的加工成型工艺主要有主要问题和不足：

1、我国实际应用的桥壳成形方法大部分为铸造成型工艺和冲压-焊接成型工艺，其它成型方法由于技术、经济等原因，应用较少，或正处于研究试验阶段；

2、机械胀形的胀形力难以控制，胀形机理和过程复杂，易产生裂纹，但坯料利用率、生产效率、综合力学性能高；

3、液压胀形工艺仍不太成熟，对高压液压源要求高，易漏油和污染环境，初期耗费时间和资金，但得到的桥壳强度和刚度高、重量轻，易实现生产机械化和自动化。

有鉴于此，本发明旨在探索一种汽车驱动桥整体复合胀形生产工艺，该汽车驱动桥整体复合胀形生产工艺不仅能够实现汽车驱动桥的胀形生产，而且可以较好的控制汽车驱动桥连续胀形的全过程，得到的汽车驱动桥壳壁厚均匀、尺寸精度较高、重量较小、强度和刚度均较高，并具有较好的疲劳寿命，能够有效保证汽车驱动桥装配、使用要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种汽车驱动桥整体复合胀形生产工艺，该汽车驱动桥整体复合胀形生产工艺能够较好的控制汽车驱动桥连续胀形的全过程，能够满足胀形生产汽车驱动桥的要求。

要实现上述技术目的，本发明的汽车驱动桥整体复合胀形生产工艺，包括如下步骤： 

1）下料：选择合适直径和壁厚的管坯下料得到毛坯管；

2）开工艺孔：在毛坯管的管壁上对应的开设两个胀形工艺孔；

a.当毛坯管为方管时，所述两胀形工艺孔对称开设在毛坯管相对的两侧壁中心；

b.当毛坯管为圆管时，所述两胀形工艺孔对称开设在毛坯管管壁的两侧；

3）胀形：利用胀形装置将经开工艺孔后得到的桥壳工件进行胀形，胀形的步骤如下：

a.将桥壳工件放入胀形外模内；

b.将胀形内模从桥壳工件的一端内孔伸入到桥壳工件的胀形变形区处；

c.胀形外模合模，并将胀形外模的支撑机构压在桥壳琵琶包的胀形变形区与非变形区之间的过渡面上；

d.利用位于胀形内模两端的推力装置分别向胀形内模施加相等且平行于桥壳工件轴向方向的推力；利用压力发生装置向上模块和下模块施加垂直于桥壳工件轴向方向的压力；所述推力在连杆机构的作用下分解为作用在上模块和下模块上并垂直于桥壳工件轴向方向的推力垂直分力和平行于桥壳工件轴向方向的推力平行分力，所述桥壳工件受到的胀形力为所述推力垂直分力和压力的合力，所述桥壳工件在胀形力的作用下胀形变形；

e.卸载，退模。

进一步，所述桥壳工件在胀形变形完成后，保压15~40秒。

进一步，所述桥壳工件的壁厚为1.5-40mm。

进一步，所述桥壳工件采用热胀形变形方式，且在所述第3）步骤中，桥壳工件在放入胀形外模前，被加热至200-600℃。

进一步，所述桥壳工件为局部加热，加热的区域为桥壳工件的胀形变形区。

进一步，所述桥壳工件在常温下胀形变形。

进一步，所述胀形工艺孔的两端圆滑过渡。

本发明的有益效果为：

本发明的汽车驱动桥整体复合胀形生产工艺采用推力装置分别向胀形内模两端施加相向且大小相等并平行于桥壳工件轴向方向的推力，推力通过连杆机构作用在上模块和下模块上，并被分解为作用在上模块和下模块上的垂直于桥壳工件轴向方向的推力垂直分力和平行于桥壳工件的推力平行分力；推力垂直分力与压力发生装置作用在在上模块和下模块上的压力共同挤压上模块和下模块，使桥壳工件收到的应力强度大于其屈服强度，桥壳工件在上模块和下模块的挤压作用下发生胀形变形；本发明的汽车驱动桥整体复合胀形生产工艺主要有以下两种胀形变形方式：

1）内高压式胀形变形方式：压力发生装置向上模块与下模块施加垂直于桥壳工件轴向方向的压力为桥壳工件胀形所需的主要胀形力，推力装置对胀形内模产生的推力作为辅助胀形力，即由压力发生装置产生的压力大于推力装置产生的推力，在以压力为主的胀形力的作用下，桥壳工件发生胀形变形，实现胀形；在推力平行分力的作用下，能够防止上模块和下模块在胀形过程中发生位置偏移，保证胀形后得到的桥壳琵琶包的质量；

2）推力式胀形变形方式：推力装置向胀形内模施加的推力为桥壳工件胀形变形所需的主要胀形力，而压力发生装置作用在上模块和下模块上的压力主要作为辅助连杆机构在胀形开始时张开的辅助胀形力，连杆机构张开可以增大推力垂直分力；在以推力垂直分力为主的胀形力的作用下桥壳工件发生胀形变形，实现胀形；在推力平行分力的作用下，能够防止上模块和下模块在胀形过程中发生位置偏移，保证胀形后得到的桥壳琵琶包的质量；

综上，本发明的汽车驱动桥整体复合胀形生产工艺通过推力和压力，可控制桥壳工件胀形变形的整个过程，能够满足胀形生产汽车驱动桥的要求。

附图说明

图1为适用于本发明汽车驱动桥整体复合胀形生产工艺的汽车驱动桥整体复合胀形装置第一实施例在工件胀形变形完成后的结构示意图，表现为机械推杆式胀形方式；

图2为本实施例汽车驱动桥整体复合胀形装置在工件胀形变形前的结构示意图；

图3为本实施例胀形内模结构示意图；

图4为本实施例多级液压缸实施例结构示意图；

图5为适用于本发明汽车驱动桥整体复合胀形生产工艺的汽车驱动桥整体复合胀形装置第二实施例在工件胀形变形完成后的结构示意图，表现为螺旋推力式胀形方式；

图6为本实施例汽车驱动桥整体复合胀形装置在工件胀形变形前的结构示意图；

图7为采用推力式胀形变形方式时桥壳工件胀形变形过程中的胀形力的变化规律图；

图8为采用推力式胀形变形方式时桥壳工件胀形变形过程中的辅助液压力的变化规律图；

图9为采用推力式胀形变形方式时桥壳工件胀形变形过程中的胀形推力垂直分力的变化规律图；

图10为适用于本发明汽车驱动桥整体复合胀形生产工艺的汽车驱动桥整体复合胀形装置第三实施例在工件胀形变形完成后的结构示意图，表现为内高压式胀形方式；

图11为本实施例汽车驱动桥整体复合胀形装置在工件胀形变形前的结构示意图；

图12为本实施例胀形内模结构示意图；

图13为适用于本发明汽车驱动桥整体复合胀形生产工艺的汽车驱动桥整体复合胀形装置第四实施例在工件胀形变形完成后的结构示意图，表现为内高压流量式胀形方式；

图14为本实施例汽车驱动桥整体复合胀形装置在工件胀形变形前的结构示意图；

图15为本实施例的多级液压缸实施例的结构示意图；

图16为采用内高压式胀形变形方式时桥壳工件胀形变形过程中的胀形力的变化规律图；

图17为采用内高压式胀形变形方式桥壳工件胀形变形过程中的辅助液压力的变化规律图；

图18为采用内高压式胀形变形方式时桥壳工件胀形变形过程中的胀形推力垂直分力的变化规律图。

附图标记说明：

1-胀形内模；1a-上模块；1b-下模块；2-胀形外模；3-推力液压缸；4-推力液压缸；5-桥壳工件；5a-桥壳琵琶包；5b-过渡面；6-多级液压缸；6a-活塞杆；6b-液压缸缸体；6c-无杆腔；6d-活塞杆腔；6e-分级油腔；6f-油口；6g-内挡环；6h-外挡环；6i-流通油口；6j-流通油口；7-铰链座；8-双铰连杆；9-支架；10-支撑杆；11-支撑头；12-中空管；13-上外模；13a-上模腔；13b-上模腔支撑内壁；14-下外模；14a-下模腔；14b-下模腔支撑内壁；17-螺杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

第一实施例

如图1所示，为适用于本发明汽车驱动桥整体复合胀形生产工艺的汽车驱动桥整体复合胀形装置第一实施例在工件胀形变形完成后的结构示意图，表现为机械推杆式胀形方式；图2为本实施例汽车驱动桥整体复合胀形装置在工件胀形变形前的结构示意图。

本实施例的汽车驱动桥整体复合胀形装置包括胀形内模1、胀形外模2和用于向胀形内模1施加胀形力的胀形力发生装置。胀形内模1包括分别与桥壳琵琶包5a上下两侧内壁配合的上模块1a和下模块1b，上模块1a和下模块1b的两端分别通过连杆机构铰接连接。

胀形力发生装置包括压力发生装置和推力发生装置，压力发生装置位于上模块1a与下模块1b之间并向上模块1a与下模块1b施加垂直于桥壳工件5轴向方向的压力，推力发生装置包括分别位于胀形内模1两端的两个推力装置，两推力装置分别向胀形内模施加相向的并平行于桥壳工件5轴向方向的推力。

如图1和图2所示，本实施例的两个推力装置为分别位于胀形内模1两端并用于提供推力的推力液压缸3和推力液压缸4，推力液压缸3和推力液压缸4分别向胀形内模的两端施加液压推力。本实施例的压力发生装置为设置在上模块1a和下模块1b之间的至少一个用于多级液压缸6，多级液压缸6向上模块1a和下模块1b施加垂直于桥壳工件5轴线方向的液压力。

如图1所示，本实施例的推力液压缸3位于胀形内模1的左侧，推力液压缸4位于胀形内模1的右侧。如图3所示，连杆机构包括固定安装在推力液压缸活塞杆上的铰链座7，铰链座7与上模块1a和下模块1b之间分别通过双铰连杆8铰接连接，采用该结构的连杆机构，双铰连杆8与推力液压缸的活塞杆之间具有夹角，能够将推力液压缸3和推力液压缸4的推力分解为上模块1a和下模块1b所需的垂直于桥壳工件5轴向方向的胀形力，且伴随着桥壳工件5胀形变形量的增大，连杆机构的双铰连杆8与推力液压缸活塞杆之间的夹角增大，能够增大胀形力。

胀形外模2包括用于压住位于桥壳琵琶包5a的胀形变形区与非变形区之间的过渡面5b的支撑机构。如图1和图2所示，本实施例的胀形外模2还包括支架9，支撑机构包括安装在支架9上的支撑杆10和安装在支撑杆10上的支撑头11，本实施例的支撑头11设置为4个，并分别位于桥壳琵琶包5a的两端过渡面5b的上下两侧。支撑头11压在过渡面5b上，通过采用该结构的胀形外模2，通过支撑头11压住过渡面5b，能够控制桥壳琵琶包5a在胀形变形过程的变形区域，防止工件的其他区域变形。优选的，支撑头11与桥壳工件5的接触面为与过渡面5b配合的曲面，能够防止过渡面5b由于变形产生褶皱。

推力液压缸3和推力液压缸4的活塞杆相向设置，两活塞杆的轴线位于同一条直线上，且其中一个推力液压缸的活塞杆上设有快速拆卸连接结构，本实施例的快速拆卸连接结构设置在推力液压缸4的活塞杆上。通过设置快速拆卸连接结构，能够将推力液压缸4的活塞杆与胀形内模1、推力液压缸3分开，便于在胀形前将胀形内模1放置于桥壳工件5的内孔中。

如图4所示，多级液压缸6包括活塞杆6a和至少两级层叠套装在一起并呈伸缩结构的液压缸缸体6b，活塞杆6a套装在最内层的液压缸缸体6b上，位于最外层的液压缸缸体6b与活塞杆6a之间组成无杆腔6c，位于最内层的液压缸缸体6b与活塞杆6a之间组成活塞杆腔6d，相邻两级液压缸缸体6b之间组成分级油腔6e，无杆腔6c、活塞杆腔6d和分级油腔6e上均设有与液压源相连的油口6f。如图1所示，本实施例的多级液压缸6设置为1个，且本实施例的多级液压缸6包括三级层叠套装在一起并呈伸缩结构的液压缸缸体6b。

采用该结构的多级液压缸6，在活塞杆6a向外提供液压推力的过程中，无杆腔6c进油，活塞杆腔6d和分级油腔6e均回油，可实现多级液压缸6伸长并向外提供液压力；同理，在活塞杆6a回缩时，无杆腔6c回油，活塞杆腔6d和分级油腔6e均进油，可实现活塞杆6a回缩。

本实施例的汽车驱动桥整体复合胀形装置在使用前，先将设置在推力液压缸4活塞杆上的快速拆卸连接结构分开，将胀形内模1置于桥壳工件5内，然后再将该推力液压缸4活塞杆通过快速拆卸连接结构连接，做好桥壳工件5胀形变形的准备工作。

通过将上模块1a和下模块1b的两端分别通过连杆机构与推力液压缸3和推力液压缸4的活塞杆铰接，推力液压缸3和推力液压缸4能够同步相向地向胀形内模1提供推力，在连杆机构的作用下，将推力液压缸的推力分解为作用在上模块1a和下模块1b上并垂直于桥壳工件5轴向方向的推力垂直分力和平行于桥壳工件5轴向方向的推力平行分力，即在推力垂直分的作用下，上模块1a和下模块1b分别向桥壳工件5上下两侧分开，挤压桥壳工件5，实现胀形。通过设置胀形外模2，能够准确控制桥壳工件5胀形变形的位置，即控制桥壳工件5在过渡面处开始胀形变形，如此便可实现桥壳琵琶包5a的胀形。

由于用于生产汽车驱动桥桥壳的桥壳工件5的内孔直径一般都较小，导致连杆机构与推力液压缸的活塞杆轴线的夹角很小，由推力液压缸的推力分解为的胀形力的大小很小，而挤压桥壳工件5变形所需的力一般较大，如果仅仅采用连杆机构连接推力液压缸和胀形内模1，可能导致上模块1a和下模块1b无法顺利地向桥壳工件5的上下两侧张开，即无法实现胀形，此时需要在上模块1a和下模块1b之间设置辅助上模块1a和下模块1b张开的多级液压缸6。多级液压缸6能够提供上模块1a和下模块1b分开或合拢的液压力，同时还能提供上模块1a、下模块1b与桥壳工件5内壁之间的合模力。由于卡壳工件5的内孔直径很小，而桥壳琵琶包5向两侧胀形变形的变形比率较大，传统的液压缸不仅无法满足小空间的安装使用要求，而且无法提供满足变形量所需的液压力行程。本实施例的多级液压缸6，通过将液压缸缸体6b设置为相互层叠套装在一起的至少两层，不仅能够有效缩小安装所需的空间，而且液压缸缸体6b之间组成伸缩结构，通过液压缸缸体6b的伸长和缩短，能够有效提高多级液压缸6的液压力行程，能够满足使用要求。

作为本实施例上述技术方案的优选，未设置快速拆卸连接结构的推力液压缸的活塞杆上设有中通的中心孔，且该推力液压缸的缸体上和与该推力液压缸相连的铰链座7上均设有与中心孔同轴的通孔，中心孔和通孔内设有用于安装油口6f与液压源之间的液压油管的中空管12。如图1和图2所示，本实施例的中心孔设置在推力液压缸3的活塞杆上，相应的，推力液压缸3的缸体和与推力液压缸3相连的铰链座7上设有通孔，中空管12延伸穿过中心孔和通孔，油口6f与液压源之间的液压油管均布置在中空管12内。由于桥壳工件5的内径较小，在推力液压缸的活塞杆和连杆机构等结构占据大量的空间后，油口6f与液压源之间的液压油管的布置空间不足，通过设置延伸穿过推力液压缸3和铰链座7的中空管，能够实现将液压油管布置在中空管12内，并为多级液压缸6提供高压液压油。

作为本实施例上述技术方案的优选，相邻两级液压缸缸体6b之间以及活塞杆6a与最内层液压缸缸体6b之间，位于外层的液压缸缸体6b的顶部设有径向向内延伸的内挡环6g，位于内层的液压缸缸体6b/活塞杆6a的底部设有径向向外延伸的并与内挡环6g配合的外挡环6h，内挡环6g与内层液压缸缸体的外周壁之间设有密封结构，外挡环6h与外层液压缸缸体的内周壁之间设有密封结构。采用该结构的多级液压缸6，内挡环6g和外挡环6h之间形成限位机构，防止相邻的两级液压缸缸体6b以及最内层液压缸缸体6b与活塞杆6a之间脱离。优选的，油口6f设置在内挡环6g上，防止多级液压缸6在伸缩过程中，液压缸缸体6b与油口6f之间干涉。如图1所示，多级液压缸6的最外层液压缸缸体6b固定安装在下模块1b上，活塞杆6a固定安装在上模块1a上，设置在无杆腔6c上的油口6f位于最外层液压缸缸体6b的底部，下模块1b上设有与无杆腔6c油口6f相通的油路。

本实施例的多级液压缸6设置为一个，但是本领域的技术人员应当知道，多级液压缸6还可根据实际需要并排设置为多个，其原理和设置为一个的多级液压缸6相同。

本实施例的压力发生装置除了采用多级液压缸6的结构形式，还可采用其他方式实现对上模块1a和下模块1b施加垂直于桥壳工件5轴向方向的合模力，如可以采用弹性元件等方式实现在胀形初期将上模块1a和下模块1b分开，以增大双铰连杆8与桥壳工件5轴向方向的夹角。

第二实施例

图5为适用于本发明汽车驱动桥整体复合胀形生产工艺的汽车驱动桥整体复合胀形装置第二实施例在工件胀形变形完成后的结构示意图，表现为螺旋推力式胀形方式；图6为本实施例汽车驱动桥整体复合胀形装置在工件胀形变形前的结构示意图。

本实施例的两个推力装置为分别位于胀形内模1两端并用于提供推力的推力液压缸3和推力液压缸4，推力液压缸3和推力液压缸4分别向胀形内模的两端施加液压推力。本实施例的压力发生装置为设置在上模块1a和下模块1b之间的至少一个用于多级液压缸6，多级液压缸6向上模块1a和下模块1b施加垂直于桥壳工件5轴线方向的液压力，本实施例的多级液压缸6的结构与第一实施例的多级液压缸6的结构相同，不再一一累述。

本实施例的连杆机构包括固定安装在推力液压缸活塞杆上的铰链座7，铰链座7与上模块1a和下模块1b之间分别通过双铰连杆8铰接连接，采用该结构的连杆机构，双铰连杆8与推力液压缸的活塞杆之间具有夹角，能够将推力液压缸3和推力液压缸4的推力分解为上模块1a和下模块1b所需的垂直于桥壳工件5轴向方向的胀形力，且伴随着桥壳工件5胀形变形量的增大，连杆机构的双铰连杆8与推力液压缸活塞杆之间的夹角增大，能够增大胀形力。

本实施例的两铰链座7之间设有自旋螺杆机构，自旋螺杆机构包括螺杆17，螺杆17一端安装在其中一个铰链座7上，另一端安装在设置于另一个铰链座7上的螺旋底座上，螺杆17与螺旋底座在力的作用下相互旋转并自动调节位于两铰链座7之间的螺杆17长度。

在桥壳工件5胀形变形过程中，可能存在由于液压力不稳定而造成上模块1a和下模块1b振动，导致桥壳工件5胀形变形可控性能不好，通过设置自旋螺杆机构，在桥壳工件5胀形变形过程中，通过螺杆17与螺旋底座之间的旋转配合，螺杆17的长度变化速度与推力液压缸3和推力液压缸4的活塞杆推进速度相匹配，当出现液压力不稳定时，由于螺杆17的作用，上模块1a和下模块1b能够保持稳定，使得桥壳工件5的胀形变形过程更加平稳可控。

本实施例的其他结构与第一实施例相同，不再一一累述。

下面介绍采用第一实施例或第二实施例的汽车驱动桥整体复合胀形装置实施本发明汽车驱动桥整体复合胀形生产工艺的具体实施方式。

本发明的汽车驱动桥整体复合胀形工艺，包括如下步骤：

1）下料：选择合适直径和壁厚的管坯下料得到毛坯管；

2）开工艺孔：在毛坯管的管壁上对应的开设两个胀形工艺孔，优选的，胀形工艺孔的两端圆滑过渡，胀形工艺孔的形状根据桥壳工件5胀形后得到的桥壳琵琶包的的中通孔形状进行设置，使得桥壳工件5胀形完成后能够直接得到中通孔的形状结构，减少机加工，并使其机械性能更好；

a.当毛坯管为方管时，两胀形工艺孔对称开设在毛坯管相对的两侧壁中心；b.当毛坯管为圆管时，两胀形工艺孔对称开设在毛坯管管壁的两侧；保证桥壳工件上下两侧对称；

3）胀形：利用胀形装置将经开工艺孔后得到的桥壳工件进行胀形，胀形的步骤如下：

a. 将开口后的桥壳工件5放入胀形外模2内；

b. 将胀形内模1从桥壳工件5的一端内孔伸入到桥壳工件5的胀形变形区处，在实际操作过程中，首先将一个推力液压缸4的活塞杆通过快速拆卸连接结构断开，并将多级液压缸6完全收缩，将胀形内模1和从另一个推力液压缸3一端的内孔伸入到桥壳工件内，再利用快速拆卸连接结构将推力液压缸4的活塞杆快速连接；

c. 胀形外模2合模，并将胀形外模2的支撑机构压在桥壳琵琶包5a的胀形变形区与非变形区之间的过渡面5b上，通过在胀形外膜2上设置支撑机构，能够控制桥壳工件5的胀形变形，即桥壳工件5的胀形变形区位于两端的过渡面5b之间；

d. 利用位于胀形内模1两端的推力装置分别向胀形内模1施加相等且平行于桥壳工件5轴向方向的推力；利用压力发生装置向上模块1a和下模块1b施加垂直于桥壳工件轴向方向的压力；推力在连杆机构的作用下分解为作用在上模块1a和下模块1b上并垂直于桥壳工件5轴向方向的推力垂直分力和平行于桥壳工件轴向方向的推力平行分力，所述桥壳工件受到的胀形力为所述推力垂直分力和压力的合力，所述桥壳工件在胀形力的作用下胀形变形；

e.卸载，退模。

特别的，采用第一实施例和第二实施例的汽车驱动桥整体复合胀形装置对桥壳工件进行胀形时，推力垂直分力和压力的变化规律如下：

如图7-9所示，0-t1为桥壳工件弹性变形阶段，t1-t2时间段为桥壳工件5胀形变形的屈服阶段，t2-t3时间段为在桥壳工件5胀形变形的胀形阶段，t3-t4时间段为桥壳工件5胀形变形的胀形阶段，t4-t5为桥壳工件胀形变形完成后的卸载阶段；

在桥壳工件5胀形变形的屈服阶段，推力垂直分力单调递增，压力随着桥壳工件5的屈服应变规律变化；

在桥壳工件5胀形变形的胀形阶段，压力单调递减，推力垂直分力单调递增；

在桥壳工件5胀形变形的合模阶段，所述推力垂直分力递增，所述胀形力达到设定值后保压；

另外，当采用第二实施例的汽车驱动桥整体复合胀形装置对桥壳工件进行胀形时，用于维持桥壳工件5稳定胀形变形的自旋螺杆机构在推力装置推进的过程中，被驱动旋转，使位于两铰链座7之间的螺杆17长度的变化速率与两铰链座7之间的相对运动速率相等。由于液压力存在不稳定性，液压力的波动导致上模块1a和下模块1b振动，导致桥壳工件5胀形变形可控性能不好，本发明的汽车驱动桥整体复合机械螺旋式胀形工艺采用自旋螺杆机构，在桥壳工件胀形变形过程中，通过螺杆17与螺旋底座18之间的旋转配合，螺杆17的长度变化速度与推力液压缸的活塞杆推进速度相匹配，当出现液压力不稳定时，由于螺杆17的作用，上模块1a和下模块1b能够保持稳定，使得桥壳工件的胀形变形过程更加平稳可控。

优选的，桥壳工件5在胀形变形完成后，保压15-40秒，通过保压，能够防止桥壳工件5在退模后在内应力作用下发生变形，保证产品质量。

本发明的汽车驱动桥整体复合机械螺旋式胀形工艺通过采用机械螺旋式胀形装置，利用推力液压缸3和推力液压缸4向胀形内模施加平行于桥壳工件5轴向方向的推力，推力作用在连杆机构上，并通过连杆8作用在上模块1a和下模块1b上，使上模块1a和下模块1b受到垂直于桥壳工件5轴向方向的推力垂直分力和平行于桥壳工件轴向方向的推力平行分力，推力平行分力可防止上模块1a和下模块1b在胀形变形过程中发生位置偏移。

由于桥壳工件5内孔的口径很小，导致连杆8在桥壳工件5发生变形的初始状态下与桥壳工件5轴向方向的夹角很小，这导致推力垂直分力较小，而桥壳工件5在初始状态下所需的胀形力较大，可能会导致无法使桥壳工件产生胀形变形，通过设置多级液压缸，对胀形内模直接施加垂直于桥壳工件5轴向方向的压力，在推力垂直分力和压力的共同作用下，桥壳工件5受到的应力强度大于等于桥壳工件的屈服强度，使桥壳工件5产生胀形变形；随着桥壳工件5变形比率的增大，连杆8与桥壳工件5轴向方向的夹角逐渐增大，由推力分解得到的推力垂直分力增大，此时压力可逐渐减小；有几何关系可知，推力T与推力垂直分力T₁的关系为：

T₁=Ttanθ/2

式中，θ为连杆8与桥壳工件5轴向方向的夹角。

综上，本发明的汽车驱动桥整体复合机械螺旋式胀形工艺通过控制推力液压缸和辅助液压缸6的液压力，可较好的控制桥壳工件5胀形变形的整个过程，能够满足胀形生产汽车驱动桥的要求。

进一步，桥壳工件5的壁厚一般为1.5-40mm，桥壳工件5在可以采用两种方式进行胀形变形，分别为热胀形方式和冷胀形方式。

热胀形方式为：桥壳工件5在放入胀形外模2前，加热至200-600℃，通过加热，能够提高桥壳工件5的塑性变形能力，使得桥壳工件5胀形变形所需的胀形力更小，节约投资成本。优选的，桥壳工件5为局部加热，加热的区域为桥壳工件5的胀形变形区，本实施例采用中频感应加热方式对桥壳工件5进行加热，采用局部加热方式，可节约能源。

冷胀形方式为：桥壳工件5在常温下胀形变形。

采用热胀形方式和冷胀形方式均可实现桥壳工件5的胀形变形，但是由于在冷胀形方式下，桥壳工件5为常温，其塑性变形能力较差，在同等条件下所需的胀形变形的力比热胀形方式大。

下面通过具体实施例对本发明的汽车驱动桥整体复合胀形生产工艺采用第一实施例和第二实施例的汽车驱动桥整体复合胀形装置的实施方式作详细说明。

第1实施例

本实施例的桥壳工件5的壁厚为1.5mm，其具体的胀形变形的工艺参数如下：

1、热胀形方式：

1）桥壳工件5在胀形变形时被加热至600℃

在桥壳工件5变形的屈服阶段，桥壳工件所需的胀形力的最大值为2000~2200KN并随桥壳工件壳屈服应变规律波动，其中推力液压缸3和推力液压缸4的推力为0KN，多级液压缸6作用在上模块1a和下模块1b上的压力的最大值为2000~2200KN并随着桥壳工件屈服应变规律波动；

在桥壳工件5变形的胀形阶段，桥壳工件5所需的胀形力逐渐递增为在900~1600KN，其中推力液压缸3和推力液压缸4的推力为1000KN，多级液压缸作用在上模块1a和下模块1b上的压力逐渐递减至1500~60KN，而推力垂直分力T1=Ttanθ/2，由于双铰连杆8与桥壳工件5轴向方向的夹角θ随着桥壳工件5的胀形变形逐渐增大，则推力垂直分力T1在桥壳工件5胀形阶段单调递增；

当采用第二实施例的汽车驱动桥整体复合胀形装置时，在桥壳工件5变形的胀形阶段，推力液压缸3和推力液压缸4的推进会带动自旋螺杆机构，通过螺杆17与螺旋底座18之间的旋转配合，螺杆17的长度变化速度与推力液压缸的活塞杆推进速度相匹配，当推力液压缸或多级液压缸出现液压力不稳定时，由于螺杆17的作用，上模块1a和下模块1b能够保持稳定，使得桥壳工件的胀形变形过程更加平稳可控；

在桥壳工件5变形的合模阶段，桥壳工件5所需的胀形力逐渐递增至2800~3000KN后，保压15s，其中推力液压缸3和推力液压缸4的推力为2000KN，推力垂直分力T1=Ttanθ/2并逐渐增大，多级液压缸作用在上模块1a和下模块1b上的压力变化至1100~1300KN后保压。

2）桥壳工件5在胀形变形时被加热至400℃；

在桥壳工件5变形的屈服阶段，桥壳工件所需的胀形力的最大值为2300~2500KN并随桥壳工件壳屈服应变规律波动，其中推力液压缸3和推力液压缸4的推力为0KN，多级液压缸作用在上模块1a和下模块1b上的压力的最大值为2300~2500KN并随着桥壳工件屈服应变规律波动；

在桥壳工件变形的胀形阶段，桥壳工件5所需的胀形力逐渐递增至1000~1800KN，其中推力液压缸3和推力液压缸4的推力为1000KN，多级液压缸作用在上模块1a和下模块1b上的压力递减至160~1700KN，而推力垂直分力T1=Ttanθ/2，由于双铰连杆8与桥壳工件5轴向方向的夹角θ随着桥壳工件5的胀形变形逐渐增大，则推力垂直分力T1在桥壳工件5胀形阶段单调递增；

当采用第二实施例的汽车驱动桥整体复合胀形装置时，在桥壳工件5变形的胀形阶段，推力液压缸3和推力液压缸4的推进会带动自旋螺杆机构，通过螺杆17与螺旋底座18之间的旋转配合，螺杆17的长度变化速度与推力液压缸的活塞杆推进速度相匹配，当推力液压缸或多级液压缸出现液压力不稳定时，由于螺杆17的作用，上模块1a和下模块1b能够保持稳定，使得桥壳工件的