利用非等角焊缝的孔口挤出的液压成形制造技术

本公开提供了“利用非等角焊缝的孔口挤出的液压成形”。一种形成零件的方法，包括通过模具挤出坯料；由所述坯料形成圆形闭合的几何管；以及液压成形所述圆形闭合的几何管。所述挤出模具包含孔，所述孔具有中心心轴、多个桥接件以及所述桥接件之间的相应的多个孔口。围绕所述心轴的所述桥接件的间隔是非等角的。因此，所述圆形闭合的几何管在从所述模具中出来之后具有非等角焊缝。

【技术实现步骤摘要】
利用非等角焊缝的孔口挤出的液压成形
本公开涉及用于汽车应用的铝挤出管。
技术介绍
本部分中的说明仅提供与本公开相关的背景信息，并且可以不构成现有技术。车辆制造商正在实施更轻、更坚固的材料(诸如铝合金)，以满足减排目标，满足燃油经济性目标，降低制造成本以及减轻车辆重量。必须满足日益严格的安全标准，同时减轻车辆重量。满足这些竞争利益和目标的一种方法是将高强度铝合金管坯液压成形成坚固、轻质的零件。用于此目的的铝管包括挤出无缝管和挤出结构管。挤出无缝管相对昂贵，而挤出结构管的成本较低，因为结构挤出过程的性能提高，其中可以同时挤出多个型材。挤出结构管通过在高温和高压下将铝坯挤出通过挤出模具而形成。当流动的铝在心轴板中分离并且在盖子部段中重新会聚时，发生跨过部段形状的不连续材料流动。在流动的铝重新会聚处形成焊接线或接合线以形成挤出形状。挤出结构(也称为孔口)管可以具有两条或更多条焊接线，所述两条或更多条焊接线是挤出过程的人工制品。挤出结构管可以随后经历一系列加工操作，诸如弯曲、预成形、液压成形、穿孔和机加工，以形成所期望的复杂形状的零件。挤出结构管中的焊接线具有相对低的延展性并且可以承受相对低的应力/应变。在一系列加工操作期间，挤出结构管可能在焊接线处断裂。本公开解决了液压成形操作以及其他管成形操作中的结构管破裂的这些问题。
技术实现思路
在一种形式中，提供了一种形成零件的方法，所述方法包括：通过模具挤出材料；由所述材料形成圆形闭合的几何管；将所述圆形闭合的几何管成形为中间形状；以及将所述中间形状液压成形为所述零件。所述模具包含孔，所述孔具有中心心轴、多个桥接件以及所述桥接件之间的相应的多个孔口。围绕所述中心心轴的所述桥接件之间的间隔是非等角的。因此，所述圆形闭合的几何管在从所述模具中出来之后具有非等角焊缝。在其他特征中，所述模具包括多个孔，每个孔具有中心心轴、多个桥接件以及所述桥接件之间的相应的多个孔口。围绕每个所述中心心轴的所述桥接件之间的间隔是非等角的。每个所述孔的所述桥接件和孔口的位置可以是相同的或者可以在相邻孔之间被镜像。所述方法还包括在成形步骤之前定向所述圆形闭合的几何管的任选步骤，以及在液压成形步骤之后验证所述非等角焊缝的所述预定位置的步骤。所述零件可以是车辆结构的A柱车顶纵梁。在另一种形式中，提供了一种形成零件的方法，所述方法包括通过模具挤出材料并且由所述材料形成圆形闭合的几何管。所述模具包含孔，所述孔具有中心心轴、多个桥接件以及所述桥接件之间的相应的多个孔口。围绕所述中心心轴的所述桥接件之间的间隔是非等角的。所述圆形闭合的几何管在从所述模具出来之后具有非等角焊缝。在又一种形式中，提供了一种用于形成圆形闭合的几何管的设备，所述设备包括模具。所述模具具有圆孔、设置在所述圆孔内的中心心轴和多个桥接件以及所述桥接件之间的相应的多个孔口。所述桥接件和孔口围绕所述中心心轴延伸。围绕所述心轴的所述桥接件之间的间隔是非等角的。在其他特征中，所述模具包括多个圆孔；设置在每个所述圆孔内的多个中心心轴；以及桥接件和所述桥接件之间的相应的孔口组，所述桥接件和孔口组中的每一组围绕每个所述中心心轴延伸。所述多个圆孔中的每个圆孔的所述桥接件和孔口之间的间隔可以是相同的或者可以在相邻的圆孔之间被镜像。所述设备还可以包括成形设备，所述成形设备适用于容纳所述圆形闭合的几何管以进行进一步加工。其他适用领域将根据本文提供的描述变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅用于说明的目的，而不旨在限制本公开的范围。附图说明根据详细描述和附图将更加全面地理解本公开，其中：图1是根据本公开的教导构造的包括模具的孔口挤出设备的分解透视图；图2是根据本公开的教导的图1的孔口挤出设备的侧剖视图；图3是由图1的模具挤出的管的正面剖视图，其中示出了在非等角位置处的四个焊缝；图4是示出在非等角位置处的三个焊缝的管的示意图；图5是描绘由图1的孔口挤出设备的模具挤出成一个管的材料/坯料的示意图；图6是描绘由图1的孔口挤出设备的改进模具挤出成两个管的材料/坯料的示意图，所述两个管在相同位置处具有焊缝；图7是描绘由图1的孔口挤出设备的改进模具挤出成两个管的材料/坯料的示意图，所述两个管在镜像位置处具有焊缝；图8是由图1的孔口挤出设备的改进模具挤出成两个管的材料/坯料的示意图，所述两个管具有焊缝，所述焊缝具有相同的非等角间隔但是彼此成角度地偏移；并且图9是旋转拉伸弯曲工具的示意图，所述旋转拉伸弯曲工具用于使由图1的孔口挤出设备的模具挤出的管弯曲。相应的附图标记贯穿附图的若干视图指示相应的零件。具体实施方式以下描述本质上仅仅是示例性的，且并不旨在对本公开、应用或用途进行限制。参考图1，根据本公开的教导构造的孔口挤出设备8包括模具10和将模具10容纳在其中的容器12。模具10被配置成由材料40形成圆形闭合的几何管(诸如管44)，其在一种形式中可以是坯料。模具10包括板18、中心心轴22和盖子30。容器12包括具有内表面16的容纳空间14。板18、中心心轴22和盖子30设置在容器12的容纳空间14中。板18和盖子30具有抵靠容器12的内表面16的外表面。中心心轴22连接到板18并且在下游方向上从板18轴向延伸。板18包括设置成抵靠内表面16的外环20，在外环20的径向方向上延伸的多个桥接件24，以及设置在多个桥接件24之间的多个孔口26。多个桥接件24将外环20连接到中心心轴22并且沿着径向方向以非等角的间隔隔开。孔口26设置在桥接件24的相邻桥接件之间。在图1的说明性示例中，示出了四个桥接件24和四个孔口26。应当理解，可以在板18中形成任何数量的桥接件24和孔口26。盖子30设置在容器12的容纳空间14中以及板18的下游。盖子30限定开口32并且围绕中心心轴22以在其间限定环形孔或圆孔33，挤出管44通过所述环形孔或圆孔33离开模具10。参考图2，孔口挤出设备8还包括设置在模具10、容器12和坯料40上游的冲压杆54。为了将坯料40挤出成管44，将坯料40插入容器12中并由冲压杆54挤压。坯料40在一种形式中是铝合金坯料，并且在高温和高压下通过模具10挤出。在第一阶段，坯料40通过板18的孔口26挤出，以形成多个管部段42(如图1所示)。在第二阶段，当坯料40和管部段42继续被冲压杆54挤压时，管部段42重新会聚，然后在中心心轴22和盖子30之间穿过环形孔33以由于模具10内的压力和热量而形成闭合的圆管44。图2中的虚线箭头F指示铝材料的流动方向，所述铝材料最初是坯料40的形式，在板18处被分成多个流，在中心心轴22和盖子30之间的环形孔33前面重新会聚，然后以闭合管44的形式离开模具10。管部段42的重新会聚形成焊缝48，其中管部段42彼此接合。焊缝48沿着管44的长度纵向延伸。焊缝48不是传统意义上的焊缝，而是在其处通过压力和热量接合的管部段42的接缝。返回参考图1，任选地，中心心轴22可以包括标记元件28，其可以是中心心轴22的外表面上的凸起或凹陷结构特征。当管部段42在中心心轴22和盖子30之间的环形孔33前面重新会聚时，标记元件28致使沿着管44的长度形成尖头52。标记元件28在铝管中与形成焊缝48几乎同时形成尖头52，并且相对于焊缝48位于固定位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成零件的方法，其包括：通过模具挤出材料，所述模具包含孔，所述孔具有中心心轴、多个桥接件以及所述桥接件之间的相应的多个孔口，其中围绕所述中心心轴的所述桥接件之间的间隔是非等角的；以及由所述材料形成圆形闭合的几何管，所述圆形闭合的几何管在从所述模具中出来之后具有非等角焊缝。

【技术特征摘要】
2018.01.31 US 15/884,4691.一种形成零件的方法，其包括：通过模具挤出材料，所述模具包含孔，所述孔具有中心心轴、多个桥接件以及所述桥接件之间的相应的多个孔口，其中围绕所述中心心轴的所述桥接件之间的间隔是非等角的；以及由所述材料形成圆形闭合的几何管，所述圆形闭合的几何管在从所述模具中出来之后具有非等角焊缝。2.如权利要求1所述的方法，其还包括以下步骤：将所述圆形闭合的几何管成形为中间形状；以及将所述中间形状液压成形为所述零件。3.如权利要求2所述的方法，其还包括在液压成形之前预成形所述中间形状。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述模具包括多个孔，每个孔具有中心心轴、多个桥接件以及所述桥接件之间的相应的多个孔口，其中围绕每个所述中心心轴的所述桥接件的间隔是非等角的。5.如权利要求4所述的方法，其中每个所述孔的所述桥接件和孔口之间的间隔是相同的。6.如权利要求4所述的方法，其中每个所述孔的所述桥接件和孔口之间的间隔在相邻的孔之间被镜像。7.如权利要求1所述的方法，其还包括定向所述圆形闭合的几何管的步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈·伊林里奇，斯蒂芬·克诺斯基，马克·萨尔莫诺维茨，小S·乔治·勒基，
申请(专利权)人：福特汽车公司，
类型：发明
国别省市：美国,US