用于車輛的梁的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開總的來(lái)說(shuō)涉及液壓成形，并且更具體地，涉及具有平頭拐角半徑以提高可成形性的擠壓鋁管的液壓成形。
【背景技術(shù)】
[0002]車輛制造商正在使用諸如鋁合金的更輕、更強(qiáng)的材料以滿足排放減少目標(biāo)、滿足燃料經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)、降低制造成本以及減輕車重。在減輕車重的同時(shí)必須滿足需求增長(zhǎng)的安全標(biāo)準(zhǔn)。滿足這些沖突利益和目標(biāo)的一種方法是使高強(qiáng)度鋁合金管狀坯料液壓成形為牢固的輕質(zhì)零件，諸如機(jī)動(dòng)車輛的頂梁和前梁。
[0003]鋁管類型包括焊縫管、擠壓無(wú)縫管和擠壓結(jié)構(gòu)管。焊縫管和擠壓無(wú)縫管是昂貴的。擠壓結(jié)構(gòu)管成本較低，因?yàn)橄噍^于擠壓無(wú)縫管和焊縫管，它們以具有較高線性和材料利用效率的連續(xù)銑削操作形成。
[0004]擠壓結(jié)構(gòu)管通過(guò)在高溫高壓下通過(guò)擠壓模具擠壓鋁坯形成。當(dāng)流動(dòng)的鋁在心軸板中分離并且在蓋帽區(qū)重新匯聚時(shí)，發(fā)生非連續(xù)的材料流穿過(guò)形狀區(qū)域。焊接線或接合線在流動(dòng)的鋁重新匯聚的地方產(chǎn)生以形成擠壓形狀。擠壓結(jié)構(gòu)管可具有兩個(gè)或更多焊接線，它們是分流擠壓工藝的制品。
[0005]值得注意的是，鋁焊縫管、鋁無(wú)縫管和鋁結(jié)構(gòu)擠壓管相較于低碳鋼管不易成形。因此，在本領(lǐng)域傳統(tǒng)液壓成形操作的狀況下，由鋁管形成大部分零件不太可行。在這種操作中，供給諸如水的液壓成形流體以擴(kuò)展并成型該管來(lái)符合模腔。管的基本擴(kuò)展(線性擴(kuò)展的圓周長(zhǎng)度超過(guò)3% )是必須的以消除任何管的皺折(buckle)并產(chǎn)生復(fù)雜成形的零件。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]在解決這種問(wèn)題的努力中，現(xiàn)提出一種壓力順序液壓成形的方法，其尤其適用于鋁材料。更具體地，本文涉及一種產(chǎn)生具有平頭拐角半徑的零件的液壓成形方法，這種平頭拐角半徑用以提高液壓成形拐角的可成形性比率或R/t(緊密性)同時(shí)防止爆裂。可成形性比率或R/t是彎曲半徑(R)與工件/擠壓鋁管壁厚(t)的比率。該值限定了在材料失效前可允許的最尖銳成形半徑。有利的是，由此產(chǎn)生的可成形性比率的增加允許人們有效且高效地使用包括擠壓無(wú)縫管和結(jié)構(gòu)管的鋁管來(lái)通過(guò)液壓成形生產(chǎn)諸如梁的車輛零件。
[0007]根據(jù)本文所述的目的和益處，提供了一種由擠壓鋁管液壓成形車輛梁的方法。該方法包括步驟:(a)將擠壓鋁管安置到液壓成形模具中；(b)部分地封閉液壓成形模具；(C)向液壓成形模具中的擠壓鋁管應(yīng)用處于第一壓力水平的液體；以及(d)在完全封閉液壓成形模具之前將擠壓鋁管中的彎折部的內(nèi)半徑與液壓成形模具接合從而減小彎折部的內(nèi)半徑上的外部纖維圓周彎折應(yīng)變。接下來(lái)是圍繞擠壓鋁管完全封閉液壓成形模具并將液體壓力水平增加至第二水平以由擠壓鋁管形成并液力貫穿成諸如車輛梁的零件。這包括形成包括第一過(guò)渡段、第二過(guò)渡段以及介于第一和第二過(guò)渡段之間的中間段的非恒定半徑的橫截面。該方法還包括為第一和第二過(guò)渡段配置比中間段的曲率半徑更緊密的曲率半徑以便因此形成平頭拐角半徑。
[0008]進(jìn)一步，該方法包括在液壓成形期間維持液壓成形模具與第一和第二過(guò)渡段之間的間隙。另外，該方法包括線性減小限制的橫截面長(zhǎng)度以防止皺折。在一個(gè)實(shí)施例中，線性減小的橫截面長(zhǎng)度低于1%。在一個(gè)實(shí)施例中，擠壓鋁管由諸如AA6082-T4或AA6061-T4的AA6xxx系列招合金制成。
[0009]根據(jù)另外的方面，由擠壓鋁管液壓成形車輛梁的方法還可被描述為包括在擠壓鋁管的彎折部中形成具有非恒定半徑橫截面的內(nèi)半徑，非恒定半徑橫截面包括第一過(guò)渡段、第二過(guò)渡段以及介于第一過(guò)渡段和第二過(guò)渡段之間的中間段，從而有效地形成平頭拐角半徑。該方法還包括為第一和第二過(guò)渡段配置比中間段的曲率半徑更緊密的曲率半徑。為此目的，該方法包括在液壓成形期間將平頭模具部件的中間段與擠壓鋁管接合同時(shí)維持平頭模具部件的第一和第二過(guò)渡段與管之間的間隙的步驟。
[0010]根據(jù)又一方面，提供了一種用于車輛的梁。該梁包括具有彎折部的管體，其中該彎折部的內(nèi)半徑包括具有第一過(guò)渡段、第二過(guò)渡段以及介于第一和第二過(guò)渡段之間的中間段的非恒定半徑的橫截面。第一和第二過(guò)渡段具有的曲率半徑比中間段的曲率半徑更緊密從而有效地形成平頭拐角半徑。
[0011]梁的中間段包括在液壓成形期間有與模具接合形成的工具痕并且由于在液壓成形期間第一和第二過(guò)渡段未接合模具因此第一和第二過(guò)渡段無(wú)工具痕。彎折部的內(nèi)段可包括線性減小的橫截面長(zhǎng)度但是量受到限制以防止皺折。在一個(gè)可能的實(shí)施例中，線性減小的長(zhǎng)度低于1%。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種由擠壓鋁管液壓成形零件的方法，包括:將擠壓鋁管安置到液壓成形模具中；局部封閉液壓成形模具；將處于第一壓力水平的液體應(yīng)用至液壓成形模具中的擠壓鋁管以防止擠壓鋁管塌陷；以及在完全封閉液壓成形模具之前將擠壓鋁管中的彎折部的內(nèi)半徑與液壓成形模具接合從而減小彎折部的內(nèi)半徑上的外部纖維應(yīng)變量。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型，進(jìn)一步包括圍繞擠壓鋁管完全封閉液壓成形模具并將液體壓力水平提高至第二水平以從擠壓鋁管進(jìn)一步形成并液力貫穿成零件。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型，進(jìn)一步包括形成包括第一過(guò)渡段、第二過(guò)渡段以及介于第一過(guò)渡段和第二過(guò)渡段之間的中間段的非恒定半徑的橫截面。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型，進(jìn)一步包括圍繞擠壓鋁管完全封閉液壓成形模具并將液體壓力水平提高至第二水平以從擠壓鋁管進(jìn)一步形成零件，其中第一壓力水平位于50巴至150巴之間并且第二壓力水平位于750巴至1250巴之間。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型，包括為零件的第一過(guò)渡段和第二過(guò)渡段配置比零件的中間段的曲率半徑更緊密的曲率半徑。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型，包括在液壓成形期間維持液壓成形模具與零件的第一過(guò)渡段和第二過(guò)渡段之間的間隙。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型，包括為彎折部的內(nèi)半徑配置線性減小的橫截面長(zhǎng)度。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型，線性減小的橫截面長(zhǎng)度小于1%。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型，擠壓鋁管由AA6XXX系列鋁合金制成。
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供了一種由擠壓鋁管液壓成形零件的方法，包括:在由擠壓鋁管形成的零件的彎折部中形成具有非恒定半徑橫截面的內(nèi)半徑，非恒定半徑橫截面包括第一過(guò)渡段、第二過(guò)渡段以及介于第一過(guò)渡段和第二過(guò)渡段之間的中間段。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型，包括為零件的第一過(guò)渡段和第二過(guò)渡段配置比零件的中間段更緊密的曲率半徑。
[0023]根據(jù)本實(shí)用新型，包括將擠壓鋁管與液壓成形模具的平頭壁區(qū)接合以便形成零件的中間段。
[0024]根據(jù)本實(shí)用新型，包括在液壓成形期間維持液壓成形模具與由擠壓鋁管形成的零件的第一過(guò)渡段和第二過(guò)渡段之間的間隙。
[0025]根據(jù)本實(shí)用新型，包括為零件中的彎折部的內(nèi)半徑配置線性減小的橫截面長(zhǎng)度。
[0026]根據(jù)本實(shí)用新型，線性減小的長(zhǎng)度小于I %。
[0027]根據(jù)本實(shí)用新型的又一方面，提供了一種用于車輛的梁，包括:包括彎折部的管體，其中彎折部的內(nèi)半徑包括具有第一過(guò)渡段、第二過(guò)渡段以及介于第一過(guò)渡段和第二過(guò)渡段之間的中間段的非恒定半徑的橫截面。
[0028]根據(jù)本實(shí)用新型，第一過(guò)渡段和第二過(guò)渡段具有比中間段的曲率半徑更緊密的曲率半徑。
[0029]根據(jù)本實(shí)用新型，中間段包括在液壓成形期間有與模具接合形成的工具痕并且由于在液壓成形期間第一過(guò)渡段和第二過(guò)渡段未接合模具因此第一過(guò)渡段和第二過(guò)渡段無(wú)工具痕。
[0030]根據(jù)本實(shí)用新型，彎折部的內(nèi)半徑包括線性減小的橫截面長(zhǎng)度。
[0031]根據(jù)本實(shí)用新型，線性減小的長(zhǎng)度小于1%。
[0032]本實(shí)用新型提供了在液壓成形工藝中具有提高的可成形性的用于車輛的梁。
[0033]在后面的描述中，示出并描述了液壓成形方法以及由擠壓鋁管借助該方法形成的車輛梁的若干優(yōu)選實(shí)施例。正如應(yīng)當(dāng)意識(shí)到的，該方法和梁能夠?yàn)槠渌煌膶?shí)施例并且其若干細(xì)節(jié)能夠在多種多樣的方面上進(jìn)行修改而不偏離后面的權(quán)利要求中所列舉和描述的方法和梁。因此，附圖和描述應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在本質(zhì)上是示意性的而非限制性的。
【附圖說(shuō)明】
[0034]結(jié)合于此并構(gòu)成說(shuō)明書的一部分的附圖示出了液壓成形車輛梁的方法的若干方面并且連同描述用以闡釋該方法的某些原理。在圖中:
[0035]圖1a是通過(guò)當(dāng)前方法形成的車輛梁的立體圖。
[0036]圖1b是圖1a