不等厚管状扭力梁及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种不等厚管状扭力梁及其制造方法，所述不等厚管状扭力梁的制造方法包括：S1、按照板厚在扭力梁轴线的分布要求，轧制加工出不等厚板坯；S2、按照管坯中性面周长要求，将不等厚板坯切割出满足宽度要求的管坯原板，采用卷管机制作不等厚管坯；S3、不等厚管坯成型后，采用高频电阻焊的方式进行焊合；S4、对中间部位型面进行预成型，对材料进行预分配；S5、采用终成型模具对预成型后的零件进行终成型处理，形成不等厚扭力梁；S6、将成型后的不等厚扭力梁进行端部切割，按照与纵臂的搭接边线形状，进行端部切割，获得满足要求的扭力梁零件。本发明专利技术通过管坯预弯曲，能够减少管坯后续成型过程中的变形量，减少减薄及开裂风险。减少减薄及开裂风险。减少减薄及开裂风险。

【技术实现步骤摘要】
不等厚管状扭力梁及其制造方法


[0001]本专利技术涉及扭力梁结构设计领域，特别涉及一种不等厚管状扭力梁及其制造方法。

技术介绍

[0002]扭力梁结构是汽车后悬架的典型结构，扭力梁总成在汽车行驶过程中承担弯曲、扭转等路面激励载荷，扭力梁总成的刚度、强度、模态及疲劳性能对汽车行驶的操控性、舒适性及安全性都有重要影响。
[0003]图1为现有技术中扭力梁总成的结构示意图。如图1所示，扭力梁总成一般由扭力梁横梁100(简称扭力梁)、纵臂110、弹簧座120及衬套130等主要部分组成，这些零件通过焊接及压装方式连接在一起。传统的扭力梁焊接总成各组成部件多为钣金冲压成型，扭力梁横梁为开口截面，结构扭转刚度相对较小，因此需要通过增加料厚或者内部增加一根稳定杆来提高其扭转刚度，导致整体重量增加，制造成本高。
[0004]目前扭力梁焊接总成各零件均为单一壁厚，每个零件的壁厚各处相同，且壁厚要满足极限最大载荷下零件各区域的强度和刚度要求。由于汽车行驶过程中，沿扭力梁横梁轴线方向不同区域所受载荷存在较大差异，这种利用零件最大载荷下受力情况来确定零件壁厚的方法存在明显不足，如果扭力梁横梁不同区域的壁厚由最大载荷决定。这样对于所受载荷较小或者刚度贡献较小的区域，额外增加的壁厚对整体性能没有贡献，仅仅增加了零件重量，目前均匀壁厚的扭力梁横梁轻量化效果较差。
[0005]此外，目前采用传统钣金冲压工艺生产的扭力梁，在后续与左右纵臂的焊接过程中，由于钣金冲压的扭力梁端部呈开口形状，与纵臂的搭接焊缝不能形成封闭结构，焊缝长度较短，单位长度焊缝收到的应力比较大，而且焊缝起收弧处容易出现应力集中，导致疲劳破坏，开口梁结构并不适合于承受较大载荷的扭力梁。通常在横梁与纵臂连接区域额外焊接加强板，来提升整个零件的使用性能，整个生产过程复杂，零件重量重且成本高。
[0006]有鉴于此，本申请专利技术人设计了一种不等厚管状扭力梁及其制造方法，以期克服上述技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中均匀壁厚的扭力梁横梁轻量化效果较差，生产过程复杂，零件重量重且成本高等缺陷，提供一种不等厚管状扭力梁及其制造方法。
[0008]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
[0009]一种不等厚管状扭力梁的制造方法，其特点在于，所述不等厚管状扭力梁的制造方法包括以下步骤：
[0010]S1、按照板厚在扭力梁轴线的分布要求，轧制加工出不等厚板坯；
[0011]S2、按照管坯中性面周长要求，将所述不等厚板坯切割出满足宽度要求的管坯原
板，采用卷管机制作不等厚管坯；
[0012]S3、所述不等厚管坯成型后，采用高频电阻焊的方式进行焊合；
[0013]S4、对于管状扭力梁横梁，需要对中间部位型面进行预成型，对材料进行预分配；
[0014]S5、采用终成型模具对预成型后的零件进行终成型处理，形成不等厚扭力梁；
[0015]S6、将成型后的所述不等厚扭力梁进行端部切割，按照与纵臂的搭接边线形状，进行端部切割，获得满足要求的扭力梁零件。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，所述步骤S2中还包括：所述卷管机包括位于上下面的轧辊和两侧的立辊组，所述管坯原板夹设在上下面的所述轧辊和立辊组之间，使得所述管坯原板连续发生纵向和横向变形，由平直形状逐步卷曲为管状。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，所述步骤S3中还包括：所述高频电阻焊通过两个电极与管坯焊接边缘接触，对管坯焊接边缘施加高频电流，利用沿管坯截面流动的高频电流，将管坯焊接边缘加热到焊接温度，通过焊接挤压辊施加压力，将焊缝边缘在塑性状态下焊合在一起。
[0018]根据本专利技术的一个实施例，所述高频电流为100
‑
500Hz。
[0019]根据本专利技术的一个实施例，所述步骤S3和所述步骤S4之间还包括：如果扭力梁横梁的轴线为曲线，则将焊好的所述不等厚管坯进行预弯曲。
[0020]根据本专利技术的一个实施例，采用弯管机按照设计的弯曲线对所述不等厚管坯进行弯曲，或者采用模具的方式进行压弯。
[0021]根据本专利技术的一个实施例，所述步骤S4中还包括：将直管或弯管零件放入预成型模具中，两端用密封头对管坯进行密封后，将预成型模具的上模向下进行移动，直至上模和下模完全贴合；
[0022]在合模过程中，对管坯内部施加液体压力，调整内部液压和上模移动距离的匹配关系，使管坯材料能够沿着预成型模具的内腔滑动，直至完全贴合到预成型模具的内表面，完成管坯的预成型。
[0023]根据本专利技术的一个实施例，所述步骤S5中还包括：将预成型后的零件放入所述终成型模具中，密封头封住管坯端部后，在终成型模具的上模和下模的合模过程中，对管坯内部施加液体压力，调整内部液压和上模移动距离的匹配关系，使管坯材料能够95％以上贴合到所述终成型模具的内腔上；
[0024]所述终成型模具的上模和下模合模完成后，对零件内部施加液压整形力，所述液压整形压力按照扭力梁材料强度、厚度与形状的差异控制在150
‑
250Mpa之间，并保持一段时间，使管坯材料完全贴合到所述终成型模具的内表面，完成管坯的终成型。
[0025]根据本专利技术的一个实施例，所述步骤S6中还包括：采用激光切割或机械切割的方式进行端部切割。
[0026]本专利技术还提供了一种不等厚管状扭力梁，其特点在于，所述不等厚管状扭力梁采用如上所述的不等厚管状扭力梁的制造方法制成，所述不等厚管状扭力梁为闭合结构，根据每个部位的载荷或应力情况，在轴线方向上具有非均匀的壁厚，且不同厚度区间为平滑过渡。
[0027]根据本专利技术的一个实施例，所述不等厚管状扭力梁包括两个端部区域和中间区域，所述端部区域分别设置在所述中间区域的两端，所述端部区域的厚度与所述中间区域
的厚度不同，且相邻两个区域之间通过线形过渡区连接。
[0028]根据本专利技术的一个实施例，所述端部区域的厚度为2mm至3.5mm，所述中间区域的厚度为2mm至4mm。
[0029]根据本专利技术的一个实施例，所述中间区域的截面形状为V形或U形。
[0030]根据本专利技术的一个实施例，所述端部区域的截面形状为圆形、正方形、矩形、椭圆形或梯形。
[0031]本专利技术的积极进步效果在于：
[0032]本专利技术不等厚管状扭力梁及其制造方法，采用了不等厚管状扭力梁，增加了设计的灵活性，可以大幅度降低整体重量。所述制造方法通过管坯预弯曲，能够减少管坯后续成型过程中的变形量，减少减薄及开裂风险。
附图说明
[0033]本专利技术上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
[0034]图1为现有技术中扭力梁总成的结构示意图。
[0035]图2为本专利技术不等厚管状扭力梁的制造方法中不等厚板坯的结构示意图。
[0036]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不等厚管状扭力梁的制造方法，其特征在于，所述不等厚管状扭力梁的制造方法包括以下步骤：S1、按照板厚在扭力梁轴线的分布要求，轧制加工出不等厚板坯；S2、按照管坯中性面周长要求，将所述不等厚板坯切割出满足宽度要求的管坯原板，采用卷管机制作不等厚管坯；S3、所述不等厚管坯成型后，采用高频电阻焊的方式进行焊合；S4、对于管状扭力梁横梁，需要对中间部位型面进行预成型，对材料进行预分配；S5、采用终成型模具对预成型后的零件进行终成型处理，形成不等厚扭力梁；S6、将成型后的所述不等厚扭力梁进行端部切割，按照与纵臂的搭接边线形状，进行端部切割，获得满足要求的扭力梁零件。2.如权利要求1所述的不等厚管状扭力梁的制造方法，其特征在于，所述步骤S2中还包括：所述卷管机包括位于上下面的轧辊和两侧的立辊组，所述管坯原板夹设在上下面的所述轧辊和立辊组之间，使得所述管坯原板连续发生纵向和横向变形，由平直形状逐步卷曲为管状。3.如权利要求1所述的不等厚管状扭力梁的制造方法，其特征在于，所述步骤S3中还包括：所述高频电阻焊通过两个电极与管坯焊接边缘接触，对管坯焊接边缘施加高频电流，利用沿管坯截面流动的高频电流，将管坯焊接边缘加热到焊接温度，通过焊接挤压辊施加压力，将焊缝边缘在塑性状态下焊合在一起。4.如权利要求3所述的不等厚管状扭力梁的制造方法，其特征在于，所述高频电流为100
‑
500Hz。5.如权利要求1所述的不等厚管状扭力梁的制造方法，其特征在于，所述步骤S3和所述步骤S4之间还包括：如果扭力梁横梁的轴线为曲线，则将焊好的所述不等厚管坯进行预弯曲。6.如权利要求5所述的不等厚管状扭力梁的制造方法，其特征在于，采用弯管机按照设计的弯曲线对所述不等厚管坯进行弯曲，或者采用模具的方式进行压弯。7.如权利要求1所述的不等厚管状扭力梁的制造方法，其特征在于，所述步骤S4中还包括：将直管或弯管零件放入预成型模具中，两端用密封头对管坯进行密封后，将预成型模具的上模向下进行移动，直至上模和下模完全...

【专利技术属性】
技术研发人员：阴雪莲，李华，李豫星，
申请(专利权)人：上海汇众汽车制造有限公司，
类型：发明
国别省市：