專利名稱：低合金高強(qiáng)度鋼汽車后保險(xiǎn)杠杠梁及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車零部件及其制造方法，具體涉及低合金高強(qiáng)度鋼汽車后保險(xiǎn)杠杠梁及其制造方法。

背景技術(shù)：
汽車后保險(xiǎn)杠包括裝飾面板、杠梁和連接部件。汽車后保險(xiǎn)杠的杠梁是安全零件之一，它在汽車發(fā)生碰撞時(shí)，對(duì)車身后部燃油系統(tǒng)的安全性提供有力的保障。由于強(qiáng)度高，其原始材料及成型工藝的選擇都非常關(guān)鍵。很多主機(jī)廠普遍采用熱成型材料及熱成型工藝來(lái)制造汽車后保險(xiǎn)杠的杠梁。熱成型材料-硼鋼在加熱前強(qiáng)度并不高(一般400-600MPa)，加熱升溫后其強(qiáng)度降低，塑性增強(qiáng)，可以壓制成型出復(fù)雜的零件形狀及穩(wěn)定的輪廓尺寸，在成型的同時(shí)，依靠模具的冷卻系統(tǒng)淬火得到馬氏體組織，從而使強(qiáng)度增高到1200-1500Mpa。由于采用熱成型材料及熱成型工藝，模具費(fèi)用高，工藝過程不容易控制，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)比較困難，使零件的成本增加，所以，采用冷成型材料和冷成型工藝制造汽車后保險(xiǎn)杠的杠梁的設(shè)計(jì)思路是一種趨勢(shì)。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低合金高強(qiáng)度鋼汽車后保險(xiǎn)杠杠梁，它采用低合金高強(qiáng)度鋼板制造，不僅能滿足汽車后保險(xiǎn)杠的強(qiáng)度要求，而且能使制造成本大大降低。
本發(fā)明所述的低合金高強(qiáng)度鋼汽車后保險(xiǎn)杠杠梁，梁體為橫斷面呈“U”形的鋼板成型整體構(gòu)件，在梁體的右部設(shè)有拖鉤套筒的安裝孔，在梁體的左、右兩端部分別設(shè)有加強(qiáng)筋，其特征在于梁體的材質(zhì)為低合金高強(qiáng)度鋼。
所述的低合金高強(qiáng)度鋼汽車后保險(xiǎn)杠杠梁，其制造梁體的低合金高強(qiáng)度鋼的成分中含有C≤0.2％，Mn≤2％，P≤0.03％，S≤0.03％，Alt≥0.02(含Al總量)，Nb≤0.09％，其抗拉強(qiáng)度大于590Mpa。
所述的低合金高強(qiáng)度鋼汽車后保險(xiǎn)杠杠梁，其制造梁體的低合金高強(qiáng)度鋼鋼板為冷軋鋼板，厚度為2毫米。
低合金高強(qiáng)度鋼是在低碳鋼中添加少量鈮和/或鈦合金元素，使其與碳、氮等元素形成碳化物和氮化物，并在鐵素體上析出從而提高了鋼的強(qiáng)度。通過CAE(Computer-Aided Engineering-計(jì)算機(jī)輔助工程)分析和實(shí)際的試驗(yàn)分析，采用低合金高強(qiáng)度鋼的冷軋鋼板來(lái)沖壓成型汽車后保險(xiǎn)杠杠梁，能夠滿足保護(hù)車輛后部燃油系統(tǒng)的要求，同時(shí)還能降低成本。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種低合金高強(qiáng)度鋼汽車后保險(xiǎn)杠杠梁的制造方法，其工藝過程容易控制，能保證精度，容易實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。
本發(fā)明所述的低合金高強(qiáng)度鋼汽車后保險(xiǎn)杠杠梁的制造方法，其步驟如下 第一步，拉延成型使用拉延模具，在1000T的壓機(jī)上采用拉延和成型工序合二為一的方法將低合金高強(qiáng)度鋼的板料沖壓成型，得到左、右兩端部有加強(qiáng)筋、橫斷面呈“U”形的梁體坯件； 第二步，切邊沖孔在500T的沖壓設(shè)備上進(jìn)行，利用梁體坯件的“U”形型面進(jìn)行定位，在梁體坯件沖壓出拖鉤套筒的安裝孔，同時(shí)剪切掉多余的板料。
第三步，翻邊整形在500T的沖壓設(shè)備上進(jìn)行，利用第二步?jīng)_出來(lái)的拖鉤套筒的安裝孔和“U”形型面進(jìn)行定位，將梁體坯件整形到成品尺寸。其作用是解決反彈問題，保證梁體的形狀和尺寸精度。
本發(fā)明采用低合金高強(qiáng)度鋼板制造汽車后保險(xiǎn)杠杠梁，完全能滿足汽車后保險(xiǎn)杠的強(qiáng)度要求，材料費(fèi)用大大降低；拉延模具的結(jié)構(gòu)上采用了鑲鋼結(jié)構(gòu)，有利于零件的成型，同時(shí)通過整形模具的整形，最大程度的解決了杠梁坯件存在的反彈問題。工序設(shè)計(jì)合理，將拉延和成型有機(jī)的結(jié)合，節(jié)約了沖壓工藝的費(fèi)用，節(jié)約模具費(fèi)用，通過整形模具整形后，保證了精度，產(chǎn)品不僅完全能滿足汽車后保險(xiǎn)杠的強(qiáng)度要求，而且能實(shí)現(xiàn)批量的生產(chǎn)，降低了成本。



圖1為低合金高強(qiáng)度鋼汽車后保險(xiǎn)杠杠梁的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為拉延成型后的梁體坯件的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖2的A-A斷面圖(即梁體坯件的“U”形斷面圖)。
圖4為拉延模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為圖4的左視圖(拉延模具處于打開狀態(tài))。
圖6為拉延模具工作狀態(tài)的示意圖。
圖7為拉延模具閉合狀態(tài)的示意圖。

具體實(shí)施例方式 參見圖1，為本發(fā)明所述的低合金高強(qiáng)度鋼汽車后保險(xiǎn)杠杠梁(已切邊)，為敞開式拉延鋼板成型整體構(gòu)件，總長(zhǎng)度為2m；梁體1為橫斷面呈“U”形，在梁體的右部設(shè)有拖鉤套筒的安裝孔2，在梁體的左、右兩端部分別設(shè)有加強(qiáng)筋3和4，梁體1的材質(zhì)為厚度2毫米的低合金高強(qiáng)度鋼冷軋鋼板，鋼的成分中含有C≤0.2％，Mn≤2％，P≤0.03％，S≤0.03％，Alt≥0.02，Nb≤0.09％，其抗拉強(qiáng)度大于590Mpa。
參見圖2和圖3，本發(fā)明所述的低合金高強(qiáng)度鋼汽車后保險(xiǎn)杠杠梁的制造方法，選用牌號(hào)為B410LA(對(duì)應(yīng)JSC590R)的低合金高強(qiáng)度鋼冷軋鋼板，其步驟如下 第一步，拉延成型使用拉延模具，在1000T的壓機(jī)上采用拉延和成型工序合二為一的方法將低合金高強(qiáng)度鋼的板料1-1沖壓成型，得到左、右兩端部有加強(qiáng)筋3和4、橫斷面呈“U”形的梁體坯件； 參見圖4至圖7，參見圖2和圖3，使用的拉延模具包括上模6、下模7和壓邊圈8；在拉延成型時(shí)，壓機(jī)的頂桿9將壓邊圈8頂?shù)叫谐烫?，將板?-1放在壓邊圈上，由壓邊圈上的定位器具將板料定位(參見圖5)；開啟壓機(jī)，使上模6向下運(yùn)動(dòng)，下行到接觸到壓邊圈，將板料壓緊(參加圖6)；此時(shí)壓邊圈也開始向下運(yùn)動(dòng)，直至模具到達(dá)閉合高度時(shí)(參見圖7)，然后，上模向上運(yùn)動(dòng)，直到模具完全打開，壓邊圈抬起，梁體坯件被頂出，模具完成一次沖壓過程，得到初步的梁體坯件。上缸壓力是500T，下缸的壓力是100T。
第二步，切邊沖孔使用切邊沖孔模具，根據(jù)模具的大小和所需的沖裁力，選用500T的沖壓設(shè)備，利用梁體坯件的“U”形型面進(jìn)行定位，在梁體坯件沖壓出拖鉤套筒的安裝孔2，同時(shí)沿成型分形線5剪切掉多余的板料1-1。由于模具需要的沖壓力不大，但模具的外形尺寸大，故選用寬臺(tái)面的沖壓設(shè)備，噸位在500T以上設(shè)備即可。
第三步，翻邊整形使用翻邊整形模具，根據(jù)模具的大小和所需的沖裁力，選用500T的沖壓設(shè)備，利用第二步?jīng)_出來(lái)的拖鉤套筒的安裝孔2和“U”形型面進(jìn)行定位，將梁體坯件整形到成品尺寸。模具需要的沖壓力不大，但模具的外形尺寸大，故選用寬臺(tái)面的沖壓設(shè)備，噸位在500T以上設(shè)備即可。
權(quán)利要求
1、低合金高強(qiáng)度鋼汽車后保險(xiǎn)杠杠梁，梁體(1)為橫斷面呈“U”形的鋼板成型整體構(gòu)件，在梁體的右部設(shè)有拖鉤套筒的安裝孔(2)，在梁體的左、右兩端部分別設(shè)有加強(qiáng)筋(3)和(4)，其特征在于梁體(1)的材質(zhì)為低合金高強(qiáng)度鋼。、
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的低合金高強(qiáng)度鋼汽車后保險(xiǎn)杠杠梁，其特征在于制造梁體(1)的低合金高強(qiáng)度鋼的成分中含有C≤0.2％，Mn≤2％，P≤0.03％，S≤0.03％，Alt≥0.02，Nb≤0.09％，其抗拉強(qiáng)度大于590Mpa。
3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低合金高強(qiáng)度鋼汽車后保險(xiǎn)杠杠梁，其特征在于制造梁體(1)的低合金高強(qiáng)度鋼鋼板為冷軋鋼板，厚度為2毫米。
4、如根據(jù)權(quán)利要求1所述的低合金高強(qiáng)度鋼汽車后保險(xiǎn)杠杠梁的制造方法，其步驟如下
第一步，拉延成型使用拉延模具，在1000T的壓機(jī)上采用拉延和成型工序合二為一的方法將低合金高強(qiáng)度鋼的板料(1-1)沖壓成型，得到左、右兩端部有加強(qiáng)筋(3)和(4)、橫斷面呈“U”形的梁體坯件；
第二步，切邊沖孔在500T的沖壓設(shè)備上進(jìn)行，利用梁體坯件的“U”形型面進(jìn)行定位，在梁體坯件沖壓出拖鉤套筒的安裝孔(2)，同時(shí)剪切掉多余的板料(1-1)；
第三步，翻邊整形在500T的沖壓設(shè)備上進(jìn)行，利用第二步?jīng)_出來(lái)的拖鉤套筒的安裝孔(2)和“U”形型面進(jìn)行定位，將梁體坯件整形到成品尺寸。
全文摘要
本發(fā)明涉及低合金高強(qiáng)度鋼汽車后保險(xiǎn)杠杠梁，梁體為橫斷面呈“U”形的鋼板成型整體構(gòu)件，在梁體上設(shè)有拖鉤套筒的安裝孔和加強(qiáng)筋，其特征在于梁體的材質(zhì)為低合金高強(qiáng)度鋼，成分中含有C≤0.2％，Mn≤2％，P≤0.03％，S≤0.03％，Alt≥0.02，Nb≤0.09％，其抗拉強(qiáng)度大于590MPa。其制造方法的步驟如下拉延成型得到左、右兩端部有加強(qiáng)筋、橫斷面呈“U”形的梁體坯件；切邊沖孔在梁體坯件沖壓出拖鉤套筒的安裝孔，剪切掉多余的板料；翻邊整形將梁體坯件整形到成品尺寸。本發(fā)明將拉延和成型有機(jī)的結(jié)合，通過整形模具整形后，保證了精度，產(chǎn)品不僅完全能滿足汽車后保險(xiǎn)杠的強(qiáng)度要求，而且能實(shí)現(xiàn)批量的生產(chǎn)，降低了成本。
文檔編號(hào)C22C38/12GK101301876SQ20081006959
公開日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2008年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月28日
發(fā)明者鄒文超, 兵 王, 華 羅, 萍 蔣, 程小彪, 勇 徐, 曹春平 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安福特馬自達(dá)汽車有限公司