一種多焊道的高強度不等壁厚汽車扭轉梁及其成形工藝制造技術

本發明專利技術公開了一種多焊道的高強度不等壁厚汽車扭轉梁，包括有橫置于車寬方向的橫梁，所述橫梁為截面呈V形的槽桿狀部件，在所述橫梁的兩端相互對稱的固定有兩個縱臂，所述橫梁由不等厚的高強度板材拼焊而成，在其V形橫截面的開口兩側為大應力區域，承載了來自外部較大的應力，在其V形橫截面底部的閉合位置為小應力區域，承載了來自外部較小的應力，所述大應力區域的壁厚大于所述小應力區域的壁厚至少1mm，所述大應力區域和小應力區域的最大變形量為37.19mm，最大的扭轉強度為502N/mm∧2(MPa)。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種扭轉梁，特別是涉及一種多焊道的高強度不等壁厚汽車扭轉梁及其成形工藝，它在增大了原有扭轉梁變形和屈服強度、并提高了產品結構與安全性能的同時，降低了產品的加工難度，減輕了整體質量，由此更符合汽車輕量化的需求，而且整個工藝流程更加快捷，提高了生產效率。
技術介紹
扭轉梁，又叫做扭力梁，設置在汽車懸掛上，它的兩端分別連接有一個車輪，它主要是用來平衡左右車輪的上下跳動，以減小車輛的搖晃，保持車輛的平穩?，F有技術中，通常是采用等壁厚的板材來制造扭轉梁，其具體的成形方法有沖壓成形或者內高壓成形等，比如在專利號為201410118246.9的中國專利技術專利中，申請人寶山鋼鐵股份有限公司就公開了一種管件扭力梁沖壓成形方法，包括以下步驟：1）確定管件扭力梁結構特征，將管件扭力梁自中間向兩端依次劃分為中間段、過渡段及端部三個區域，并對每個區域選取特征截面，根據特征截面獲取特征截面線，即V形、U形、矩形，并以此設計沖壓模具上下模；2）按照上述截面線特征對作為原料的圓管的各個區域采用2～5道次分步沖壓成形方式進行成形，在過渡段成形過程中，對過渡段區域插入芯棒，芯棒輪廓尺寸比過渡段特征截面小；3）對管件端部進行整形加工，采用整形模具插入沖壓模具上下模之間的管件內，整形模具前部形狀大小與扭力梁成品的過渡段、端部的形狀大小基本一致，以此對管件端部圓角和型面進行整形，從而達到預定的扭力梁型面。又比如在專利號為201410705725.0的中國專利技術專利中，申請人西安交通大學公開了一種扭力梁的低壓內高壓成形裝置，包括扭力梁內高壓成形模具、雙電機驅動的伺服壓力控制裝置和充液回路，充液回路通過高壓管路分別與扭力梁成形模具和雙電機驅動的伺服壓力控制裝置連通，扭力梁內高壓成形模具包括上模和下模，雙電機驅動的伺服壓力控制裝置包括壓力缸，壓力缸中的活塞桿與滑動板連接，兩根直桿穿過滑動板，兩個滾珠絲杠螺母連接在滑動板上，伺服電機與滾珠絲杠連接，本專利技術屬于“被動內高壓成形”，無需超高壓源提供超高壓力，管材內部的液體壓力由模具下移和管材內部液體的密封產生，降低對高壓動力源的要求，降低了工藝難度。扭轉梁在其V形截面上兩側端的扭轉部位有扭轉剛度的要求，其他部位不需要達到與V形上兩側端一樣的扭轉剛度，如果采用現有的幾種工藝來制造扭轉梁，在其成形后，各部位的壁厚均是相等的，意味著其他部位的扭轉剛度也和兩側端的扭轉剛度一致，如果想做到輕量化，則對原材料的加工品質要求很高，增加了加工工藝的難度和復雜性，增加了制造成本。如果采用相對低強度的原材料來制造，則需增加壁厚來提高剛度，這也就增加了扭轉梁的重量，不符合汽車工業輕量化的趨勢。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是針對上述的技術現狀而提供一種多焊道的高強度不等壁厚汽車扭轉梁及其成形工藝，它在保證原有扭轉剛度的基礎上，降低了產品的加工難度，減輕了整體質量，由此更符合汽車輕量化的需求。為實現上述目的，本專利技術提供了如下的技術方案：一種多焊道的高強度不等壁厚汽車扭轉梁，包括有橫置于車寬方向的橫梁，所述橫梁為截面呈V形的槽桿狀部件，在所述橫梁的兩端相互對稱的固定有兩個縱臂，所述橫梁由不等厚的高強度板材拼焊而成，在其V形橫截面的開口兩側為大應力區域，承載了來自外部較大的應力，在其V形橫截面底部的閉合位置為小應力區域，承載了來自外部較小的應力，所述大應力區域的壁厚大于所述小應力區域的壁厚至少1mm，所述大應力區域和小應力區域的最大變形量為37.19mm，最大的扭轉強度為502N/mm∧2(MPa)。作為本專利技術的改進，所述橫梁呈弧形設置，由固定了縱臂的兩端朝向中間凹陷，并且兩端與中間的接合處呈弧形。作為本專利技術的進一步改進，所述的不等厚的高強度板材包括有兩層，兩層板材由同種材質或不同種材質制成，并且兩層板材拼焊在一起。作為本專利技術的優選，所述的兩層板材分別為不銹鋼板和鋁合金板。一種制造上述多焊道的高強度不等壁厚汽車扭轉梁的成形工藝，包括有如下步驟：1），根據管徑與受力需要，將兩種同種或者不同材質制成的板材分裁出不同寬度或厚度的卷板；2），用拼焊方式把不同厚度的卷板拼焊成達到管徑的周長寬度；3），用高頻焊制管機焊接成焊管；4），用預成形工藝把焊管成形到需要的形狀；5），用內高壓成形設備成形將預成形后的工件加工出所需的形狀；6），用管端成形設備對工件進行二端加工，完成產品。作為本專利技術的改進，上述步驟4）所述的預成形工藝包括了如下步驟：一、將焊接后的焊管工件裝夾到沖壓機上；二、啟動沖壓機，對工件的局部進行沖壓，使其初步到達與目標工件形狀接近的形態；三、將沖壓后的工件取出，裝夾到內高壓成形設備上。作為本專利技術的進一步改進，上述步驟5）所述的內高壓成形工藝，包括有如下步驟：步驟一、將工件裝夾到內高壓成形設備上；步驟二、啟動壓力機，使得內高壓成形設備的上模和下模合模，將工件限制在由上模和下模構成的模腔中，模腔的形狀與目標工件的形狀一致；步驟三、啟動位于內高壓成形設備兩側的液壓缸，液壓缸上固定了堵頭，由液壓缸驅動堵頭向模腔內進給，并由堵頭將工件的兩端堵住密封，在堵頭內部開設了流道；步驟四、啟動增壓泵，通過堵頭內的流道向工件中注水增壓，使得工件在液壓的作用下向外膨脹直至與模腔的內壁貼合，即完成了內高壓成形。與現有技術相比，本專利技術的優點在于：它在增大了原有扭轉梁變形和屈服強度、并提高了產品結構與安全性能的同時，降低了產品的加工難度，減輕了整體質量，由此更符合汽車輕量化的需求，而且整個工藝流程更加快捷，提高了生產效率。附圖說明圖1是本專利技術實施例中多焊道的高強度不等壁厚汽車扭轉梁的結構示意圖；圖2為圖1所示實施例中扭轉梁端口的示意圖；圖3為圖1所示實施例中內高壓成形工序的設備結構示意圖。具體實施方式參照圖1-圖3對本專利技術中多焊道的高強度不等壁厚汽車扭轉梁及其成形工藝的實施例做進一步說明。如圖1-圖3所示，本實施例為一種多焊道的高強度不等壁厚汽車扭轉梁，包括有橫置于車寬方向的橫梁1，所述橫梁為截面呈V形的槽桿狀部件，在所述橫梁的兩端相互對稱的固定有兩個縱臂2，所述橫梁由不等厚的高強度板材拼焊而成，在其V形橫截面的開口兩側為大應力區域3，承載了來自外部較大的應力，在其V形橫截面底部的閉合位置為小應力區域4，承載了來自外部較小的應力，所述大應力區域的壁厚大于所述小應力區域的壁厚至少1mm，具體的，在大應力區域局部增厚0.5mm，小應力區域的板材減薄0.5mm，此時應力區域的最大變形為37.19mm，最大扭轉強度為502N/mm∧2(MPa)。其中，所述的不等厚的高強度板材包括有兩層，兩層板材可以采用同樣的材料制成，也可以根據實際的剛性、表面光滑度、防氧化等多方面的需要采用不同的材料來制成，比如采用不銹鋼板和鋁合金板，可以在保證剛度的同時提高其抗氧化性能，整根扭轉梁管梁是兩塊或多塊板材拼焊焊管。與現有技術相比，常規的扭轉梁是經過區間加厚的產品，在整體加厚1MM后，常規扭轉梁的質量達到了12.35Kg，此時，常規扭轉梁應力區域的最大變形為39.02mm，最大扭轉強度為710 N/mm∧2(MPa)，不同壁厚的整根扭轉梁的質量為8.3614Kg，盡管最大扭轉強度低于常規的同等壁厚扭轉梁，但是整體重量要明顯輕于常規的扭轉梁。為了制造這種不等本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多焊道的高強度不等壁厚汽車扭轉梁，包括有橫置于車寬方向的橫梁，所述橫梁為截面呈V形的槽桿狀部件，在所述橫梁的兩端相互對稱的固定有兩個縱臂，其特征在于：所述橫梁由不等厚的高強度板材拼焊而成，在其V形橫截面的開口兩側為大應力區域，承載了來自外部較大的應力，在其V形橫截面底部的閉合位置為小應力區域，承載了來自外部較小的應力，所述大應力區域的壁厚大于所述小應力區域的壁厚至少1mm，所述大應力區域和小應力區域的最大變形量為37.19mm，最大的扭轉強度為502N/mm∧2(MPa)。

【技術特征摘要】
1.一種多焊道的高強度不等壁厚汽車扭轉梁，包括有橫置于車寬方向的橫梁，所述橫梁為截面呈V形的槽桿狀部件，在所述橫梁的兩端相互對稱的固定有兩個縱臂，其特征在于：所述橫梁由不等厚的高強度板材拼焊而成，在其V形橫截面的開口兩側為大應力區域，承載了來自外部較大的應力，在其V形橫截面底部的閉合位置為小應力區域，承載了來自外部較小的應力，所述大應力區域的壁厚大于所述小應力區域的壁厚至少1mm，所述大應力區域和小應力區域的最大變形量為37.19mm，最大的扭轉強度為502N/mm∧2(MPa)。2.根據權利要求1所述的多焊道的高強度不等壁厚汽車扭轉梁，其特征在于：所述橫梁呈弧形設置，由固定了縱臂的兩端朝向中間凹陷，并且兩端與中間的接合處呈弧形。3.根據權利要求2所述的多焊道的高強度不等壁厚汽車扭轉梁，其特征在于：所述的不等厚的高強度板材包括有兩層，兩層板材由同種材質或不同種材質制成，并且兩層板材拼焊在一起。4.根據權利要求3所述的多焊道的高強度不等壁厚汽車扭轉梁，其特征在于：所述的兩層板材分別為不銹鋼板和鋁合金板。5.一種制造如權利要求1所述的多焊道的高強度不等壁厚汽車扭轉梁的成形工藝，包括有如下步驟：1），根據管徑與受力需要，將兩種同種或者不同材質...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陸志偉，
申請(專利權)人：浙江摩多巴克斯科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33