中所示的梁的俯視平面圖。
[0037]圖2a至圖2e是示出在圖1a和圖1b中所示的車輛梁的彎折區(qū)域中形成橫截面的方法的橫截面圖。
[0038]圖3是在當前液壓成形方法期間配置到梁的線性減少的橫截面長度以便降低工件材料中的應變并防止爆裂的詳細示意性視圖。
[0039]圖4是平頭過渡區(qū)的非恒定半徑的詳細示意性視圖。
[0040]現將詳細參考該方法的當前優(yōu)選實施例，附圖中示出了優(yōu)選實施例的實例。
【具體實施方式】
[0041]現參照圖1a和圖lb，其示出了通過經歷本文的液壓成形的方法制成的車輛梁10。梁10包括彎折部B。彎折部B的內半徑或平頭半徑R由包括第一過渡段12、第二過渡段14以及介于第一和第二過渡段之間的中間段16的非恒定半徑的橫截面形成。還參見在彎折部B處示出梁10的輪廓的圖3。
[0042]形成梁10的工藝可通過在包括心軸板和蓋帽區(qū)的分流模(porthole die)中擠壓結構鋁合金管而開始。更具體地，加熱鋁坯并在高溫和高壓下將其擠壓穿過分流模。擠壓鋁在心軸板中分離并且在蓋帽區(qū)中重新匯聚。擠壓鋁管可被稱作結構擠壓管。該管在連續(xù)銑削操作中形成并且在擠壓之后切割成期望長度。
[0043]接下來，可采用任意彎曲工藝(旋轉拉延、推碾等)以期望的方式彎折該擠壓鋁管。這樣之后可為中間形成操作(即，執(zhí)行)。進一步地，該擠壓管或工件可在彎折之后、執(zhí)行之后或者是兩者之后經歷感應退火以便使該擠壓管或工件恢復一些可成形性。
[0044]在這些預備操作和工藝之后，彎曲且預成形的擠壓鋁管或工件被裝載到液壓成形模具中，該模具在圖2a至圖2e中示意性示出為兩件式模具D1、D2。
[0045]在將工件或管W裝載到模具D1、D2中之后，封閉該模具(參見圖2a和圖2b)。在到達圖2c中所示的局部封閉位置時，在第一壓力水平下的液體L被引入到工件W的內部中。第一壓力水平在大約O至200巴的范圍內。在另一實施例中，第一壓力水平在50至150巴的范圍內。在又一可能的實施例中，第一壓力水平大約為100巴。該液壓成形液體L可為水或其他合適的材料。
[0046]正如通過觀察圖2c應當進一步理解的，模具Dl的上部包括平頭壁區(qū)S，其具體成形為:在液壓成形工藝中當模具D1、D2僅部分封閉且第一壓力水平被施加以在收尾階段期間防止該管塌陷時的時間點處與工件W形成接觸。該接觸點形成梁10的平頭拐角半徑R的中間段16。這減小了圓周外部纖維應變(fiber strain)和沿著材料變厚的彎折部的內側將工件W成形為零件或梁10所需的延展性。
[0047]在液壓成形工藝中接下來的步驟是完全封閉液壓成形模具Dl、D2。圖2d示出了圍繞工件封閉的模具Dl、D2。在模具Dl、D2圍繞工件W完全封閉之后，充滿工件W的液體L的壓力被增加至第二壓力水平以形成并且液力貫穿(hydro-pierce)該工件W。第二壓力水平在500至1500巴的范圍內。在另一可能的實施例中，第二壓力水平在750至1250巴的范圍內。在又一可能的實施例中，第二壓力水平大約為1000巴。
[0048]當壓力增加時，工件W被朝向模具D1、D2向外擠壓。值得注意的是，在液體L的壓力增加至第二水平之前，平頭拐角半徑R的中間段16已經與模具Dl的平頭壁區(qū)S接合。這樣防止在收尾期間不受限制的/不受支持的橫截面彎折。相反，在典型的常規(guī)方案中，工件并不接觸模具壁直到模具被完全封閉并且校準壓力被施加。在這種情況下，于塑料鉸鏈的末端處形成的拐角的實際曲率半徑通常小于相應的模具的半徑。因此，由此產生的r/t比率也比設計中的要小并且外部纖維應變較高。在本方法中，平頭壁區(qū)S在收尾階段期間的早期接合工件W并且基本上防止額外的非受限彎折，如此減小外部纖維應變并提高r/t比率。同時，該區(qū)域中的應變在校準階段期間基本不變。
[0049]此外，工件W與壁段S的接合導致在模具D1、D2與工件W之間維持微小間隙G，從而形成梁10的第一過渡段12和第二過渡段14。因此，應當理解，工件W和最終在模具中形成的梁10將沿著中間段16具有來自模具Dl的工具痕但是沿著第一和第二過渡段12、14將完全無工具痕。如圖4中所示，由此產生的梁10的第一和第二過渡段12、14會結合彎折部B角度，其中中間40%以過渡到位于每端的剩余30%的角度上的傳統(tǒng)拐角形狀的方式延伸。
[0050]在液壓成形之后，通過激光修整或其他合適的修整操作來將工件W修整成最終期望的長度。在激光修整操作之后，現以頂梁10為形式的工件可進行熱處理以通過本領域已知的方式將鋁合金人工熟化(age)至期望強度。該梁10隨后可順序地經歷化學預處理以使其準備用于接收粘合劑、涂料和/或后續(xù)車輛裝配操作中所使用的其他涂層和化學藥品。在替代實施例中，梁10在熱處理之前而非熱處理之后經歷化學預處理?？墒褂萌我环N方法。
[0051]后面的實例進一步示出液壓成形擠壓鋁管的方法。
[0052]實例
[0053]由AA6082-T4材料制成的擠壓結構管或無縫管具有5.08cm的外徑和2.8mm或
3.5mm的壁厚。該管被安置在液壓成形模具中并且該模具部分地封閉。隨后以100巴壓力的液壓成形液體填充該管以防止管塌陷。繼續(xù)封閉上模具引起管接合模具的平頭壁區(qū)，其減小外部纖維上的應變和中間段的區(qū)域中的鋁合金所需的延展性。隨后完全封閉模具并將液壓成形液體的壓力增加至1000巴以便完成液壓成形工藝。
[0054]總之，由在本文中公開并在圖2a至圖2e中示意性示出的壓力順序液壓成形方法產生了多種益處。正如上面所指出的，通過在模具Dl、D2局部封閉并且該液體處于第一較低壓力水平時將工件W與模具Dl的平頭段S接合，有可能提高管中形成的最小曲率半徑，這樣限制外部纖維上的應變并且防止沿著中間段16的爆裂。這樣還用以減小或消除工件失效和由液壓成形工藝所導致的材料浪費。在通過完全封閉模具D1、D2并將液體L的壓力提高至第二水平而完成液壓成形工藝之后，該工件中的彎折部B的內部或平頭拐角半徑R配置有小于1%的線性減小的橫截面長度。值得注意的是，參見圖3，這樣沿著平頭拐角半徑R將工件W的幾何尺寸在寬度上減小了大約2mm。
[0055]如上所呈現的用于示出和描述的目的。其并非是全面的或者旨在將實施例限制成所公開的準確形式。根據上述教導，多種修改和變型是可能的。例如，盡管未示出，液壓成形沖孔機可被配合作為液壓成形模具D1、D2的一部分來在液壓成形工藝期間在工件W或最終零件/梁10中沖壓孔18。當該孔形成時，坯料(未示出)與工件W部分地分離。當根據所附權利要求公平、合法且合理地對其寬度進行理解時，所有這種修改和變型都應在所附權利要求的范圍內。
【主權項】
1.一種用于車輛的梁，其特征在于，包括: 包括彎折部的管體，其中所述彎折部的內半徑包括具有第一過渡段、第二過渡段以及介于所述第一過渡段和所述第二過渡段之間的中間段的非恒定半徑的橫截面。2.根據權利要求1所述的梁，其特征在于，所述第一過渡段和所述第二過渡段具有比所述中間段的曲率半徑更緊密的曲率半徑。3.根據權利要求1所述的梁，其特征在于，所述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所述第一過渡段和所述第二過渡段未接合所述模具因此所述第一過渡段和所述第二過渡段無工具痕。4.根據權利要求1所述的梁，其特征在于，所述彎折部的所述內半徑包括線性減小的橫截面長度。5.根據權利要求4所述的梁，其特征在于，所述線性減小的橫截面長度小于I%。
【專利摘要】本實用新型提供了一種用于車輛的梁，包括：包括彎折部的管體，其中彎折部的內半徑包括具有第一過渡段、第二過渡段以及介于第一過渡段和第二過渡段之間的中間段的非恒定半徑的橫截面。本實用新型的目的在于提供一種在液壓成形工藝中具有提高的可成形性的用于車輛的梁。
【IPC分類】B21D26/033, B62D21/00
【公開號】CN204726509
【申請?zhí)枴緾N201520395441
【發(fā)明人】安德烈·M.·伊利尼奇, 斯蒂芬·科諾斯基, 克里斯多夫·約翰·梅, S.·喬治·小洛奇
【申請人】福特環(huán)球技術公司
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年6月9日
【公告號】DE202015102642U1, US20150352626