專利名稱：汽車驅動橋橋殼琵琶孔冷擠壓成型方法及壓模成型機床的制作方法
技術領域：
本發明涉及裝備制造業領域汽車驅動橋橋殼琵琶孔成型技術，具體涉及一種汽車驅動橋橋殼琵琶孔冷擠壓成型方法及壓模成型機床。
背景技術：
目前汽車橋殼生產主要有四種工藝，一是采用鑄造工藝，其生產成本較低，但強度差， 外形粗糙、廢品率高，且生產環境污染大，不能焊接輔助支架等缺陷。二是采用沖壓成型加焊接的工藝，由兩部分或三部分沖壓件焊接而成，即分別沖出兩半橋殼，將兩半橋殼焊接成一件整體橋殼(如半殼不含三角板部分，還需要焊接三角板)，這種沖壓焊接橋殼工藝工序多、成本較高、強度較低，隨著汽車工業的發展，沖壓焊接橋殼大量用于橋殼的生產中。目前輕型車、中型車甚至重型車都大型采用。但沖焊橋殼的缺點在使用過程中也逐漸暴露出來， 焊縫處因應力引起的橋殼變形不易校正，容易在焊縫處斷裂或開裂，在重型載貨汽車上經常出現彎曲變形、強度差、漏油等問題。且需要大型沖壓設備、加熱設備，產品焊縫多、隱患多、外形不美觀，三是采用圓管，由切孔、縮徑、縮方、開槽、劈開、擴徑、整形、壓平中間曲面、 中頻加熱、縮端口、焊補三角板等12道工序完成。該方法工序較多，成本高。另外由于采用漲孔工藝，零件中間橋包部分厚度變薄，使該區域強度和剛性降低，為了保證橋殼的強度和剛性，就要增加管坯厚度，增加了橋殼的重量和成本。四是采用方管，中間開槽，劈開、擴張工藝。該工藝相對簡單，但方管毛坯較圓管成本高，總體橋殼制造成本較高。近年來，隨著汽車模具技術的快速發展和中小型壓力機的快速發展,針對汽車橋殼類零件的快速冷沖壓(擠壓)成型技術也得到了快速發展。但因該技術前期投入大，對模具制造加工要求嚴格，還要經過精確的壓力設計計算、反復試驗及數據驗證才能定型生產， 因此，在國內尚處于試驗試制階段，大批量應用于汽車零部件制造廠家還很少，多數廠家還是采用傳統的鑄鋼工藝或分塊拼接焊接工藝，也有僅采用熱壓或冷壓成型橋殼中部琵琶孔的工藝。但汽車整體橋殼中間琵琶孔冷擠壓成型工藝方法目前在國內大都處于試驗階段。

發明內容
本發明對目前現有的幾種工藝存在的問題和不足，提出一種汽車驅動橋橋殼琵琶孔冷擠壓成型方法及壓模成型機床。本發明所采用的技術方案一種汽車驅動橋橋殼琵琶孔冷擠壓成型方法，包括以下步驟
1、料坯前期工序
(1)、下料選擇合適直徑和厚度尺寸的圓管截成需要長度的管坯，管徑和壁厚與橋殼矩形截面處尺寸相當；
(2)、兩端軸頭成型利用橋殼軋機將圓管中頻感應加熱，使軸管兩端分別成型，軋制出橋殼兩端圖紙要求的尺寸；
(3)、管坯中間局部推方成型將軸管放入推方機中進行擠壓推方，使橋殼中段達到需要的四方型截面尺寸；
2、進一步(主要)加工工序(1)、管坯中間開一條前后通過的長槽，槽的兩端要圓滑過渡，槽的寬度、長度、位置根據反復試驗及相應計算取得的數據給定；
(2)、軸管兩軸頭和中間琵琶孔同時擠壓脹形對兩軸頭分別向內施以140-160T壓力， 分別利用頭道楔形擠壓壓頭和二道楔形擠壓壓頭對中間長槽部施以300-330T的壓力，使軸管中部逐步脹形，與中間琵琶孔成型模具冷擠壓接觸、貼合、包壓一定時間后成型；其中兩個楔形擠壓壓頭的錐角α，滿足10° < α <20°，并且二道楔形擠壓壓頭的寬度m，頭道楔形擠壓壓頭的寬度n，滿足一定的比例即m :n=3:l 5:1之間；
3、后續工序
(I )、橋殼整形對橋殼中間琵琶孔以及彈簧座(車橋總成上焊接掛件)對應的矩形截面區域進行整形，達到零件要求的尺寸；
(2)、在橋殼中間琵琶孔加工坡口，橋殼中間琵琶孔兩端焊三角板。上述步驟2 (2)中，在兩軸頭分別施以150T壓力，中間長槽部施以315T的壓力。—種汽車驅動橋橋殼琵琶孔壓模成型機床，包括底座，立柱，壓緊導向裝置，液壓缸及液壓系統，底座的中部豎向固定有立柱，立柱上端固定有水平的支撐體，支撐體中心豎向安裝有壓緊油缸，該壓緊油缸的下部活塞桿上固定有豎行滑塊，該豎行滑塊兩側套裝在立柱上，滑塊底部中心安裝有楔形擠壓壓頭，立柱中間的底座上設置有工件夾具，在工件夾具兩外側底座上分別水平安裝有對稱且頂桿向內的液壓缸，同時在工件夾具的上側依次安裝有與成型琵琶孔工件外緣弧度匹配的四個擋塊。在所述豎行滑塊底部設置有水平的滑道，滑道內嵌入有水平滑塊，該水平滑道和水平滑塊與工件夾具兩側水平安裝的液壓缸保持垂直，在豎行滑塊的一側安裝有橫向液壓缸，該橫向液壓缸的頂桿與水平滑塊連接在一起，該水平滑塊的底面上依次固定有頭道楔形擠壓壓頭和二道楔形擠壓壓頭，兩個楔形擠壓壓頭的錐角α，滿足10° < α <20°，并且二道楔形擠壓壓頭的寬度m，頭道楔形擠壓壓頭的寬度η，滿足一定的比例即m :η=3:1 5:1之間。所述各擋塊在工件夾具上可以調節。在立柱一側設置有條形碼并在豎行滑塊上安裝有對應的讀碼器，在豎行滑塊底部滑道一側設置喲條形碼并在水平滑塊上安裝有對應的讀碼器。工件夾具的兩側還安裝有豎向的卸料液壓缸。本發明的積極效果本發明成型方法是通過選用一定規格尺寸的無縫鋼管做毛坯，然后采用熱軋制兩軸頭成型——中間推方(使圓管變為方管)——截取、開槽——整體熱處理——中間琵琶孔成型——橋殼整形——(加工琵琶孔坡口)焊接三角板——精加工的工藝流程。該工藝工序相對少，橋殼中間琵琶孔區域變薄成都小，橋殼強度高，一次性設備投入小，生產效率高，本發明生產的整體橋殼具有強度、剛性高、產品承載力大、外形美觀、 工序少。本發明機床結構簡單、生產效率高、成本低、模具可以實現標準化，換型費用低，節能環保等特點。


圖I是本發明機床結構示意圖2是圖I的左視結構示意圖3是圖I中工件及夾具的俯視結構意圖；圖4-圖11分別為本發明成型方法的逐次加工步驟示意圖4-1 一圖8-1分別為圖4-圖8的剖面圖。圖中標號I為中部底座，2為兩側底座,3為兩側立柱,4為支撐體,5為壓緊液壓缸，6為油箱及油壓控制系統，7為橫向液壓油缸，8為二道楔形擠壓壓頭，9頭道楔形擠壓壓頭，10為工件夾具，11為機床操作工作臺，12為機床地基基礎，13為滑塊，14為滑道，15為工件，16為擋塊。
具體實施例方式
實施例一參見圖4-圖11，一種汽車驅動橋橋殼琵琶孔冷擠壓成型方法，包括以下步
驟
I、料坯前期工序
(1)、下料選擇合適直徑和厚度尺寸的圓管(無縫鋼管)截成需要長度的管坯，管徑和壁厚與橋殼矩形截面處尺寸相當，參見圖4和圖4_1 (圖4_1是圖4的A-A劑面圖)；
(2)、兩端軸頭成型利用橋殼軋機將圓管中頻感應加熱，先對軸管一端軋制成型，軋制出橋殼兩端圖紙要求的尺寸，參見圖5和圖5-1 (圖5-1是圖5的B-B剖面圖)。在將軸管旋轉180度后對軸管另一端軋制成型，軋制出橋殼兩端圖紙要求的尺寸，參見圖6和圖6-1 (圖6-1是圖6的C-C剖面圖)；
(3)、管坯中間局部推方成型將軸管放入推方機中進行擠壓推方，使橋殼中段達到需要的四方型截面尺寸，參見圖7和圖7-1 (圖7-1是圖7的D-D剖面圖)。2、進一步加工工序
(1)、管還中間開一條前后通過的長槽，參見圖8和圖8-1 (圖8-1是圖8的E-E剖面圖)在管坯兩側對稱位置分別開一條長槽，槽的兩端要圓滑過渡，槽的寬度、長度、位置根據反復試驗及相應計算取得的數據給定；根據某一型號琵琶孔結構來計算需要的長槽寬度、 長度和位置，將長槽進行后續加工形成琵琶孔后，對比加工后琵琶孔和實際所需琵琶孔的偏差進一步調整長槽寬度，可能需要多次反復試驗確定合適的長槽寬度、長度、位置。(2)、軸管兩軸頭和中間琵琶孔同時擠壓脹形對兩軸頭分別向內施以150T壓力， 分別利用頭道楔形擠壓壓頭和二道楔形擠壓壓頭對中間長槽部施以315T的壓力，使軸管中部逐步脹形，與中間琵琶孔成型模具冷擠壓接觸、貼合、包壓一定時間后成型；其中兩個楔形擠壓壓頭的錐角α，滿足10° < α <20°，并且二道楔形擠壓壓頭的寬度m，頭道楔形擠壓壓頭的寬度η，滿足一定的比例即m :η=3:1 5:1之間；
3、后續工序
(1)、橋殼整形對橋殼中間琵琶孔以及彈簧座(車橋總成上焊接掛件)對應的矩形截面區域進行整形，達到零件要求的尺寸；
(2)、在橋殼中間琵琶孔加工坡口，橋殼中間琵琶孔兩端焊三角板。實施例二 參見圖I、圖2和圖3，汽車驅動橋橋殼琵琶孔壓模成型機床包括底座， 立柱，壓緊導向裝置，液壓缸及液壓系統等。其中底座包括中部底座和I兩側底座2，中部底座I周圍豎向固定有立柱，立柱上端固定有水平的支撐體4，支撐體4的中心豎向安裝有壓緊油缸5，該壓緊油缸5的下部活塞桿上固定有豎行滑塊13，該豎行滑塊13兩側套裝在立柱上。兩側底座2上分別水平安裝有對稱且頂桿向內的液壓缸3。豎行滑塊13底部設置有水平的滑道14，滑道14內嵌入有水平滑塊，該水平滑道和水平滑塊與工件夾具兩側水平安裝的液壓缸3保持垂直,在豎行滑塊13的一側安裝有橫向液壓缸7,該橫向液壓缸7的頂桿與水平滑塊連接在一起，該水平滑塊的底面上依次固定有頭道楔形擠壓壓頭9和二道楔形擠壓壓頭8。兩個楔形擠壓壓頭的錐角α，滿足10° < α <20°，并且二道楔形擠壓壓頭8的寬度m,頭道楔形擠壓壓頭9的寬度η,滿足一定的比例即m n=3:1 5:1之間。中間底座I上設置有工件夾具15，工件夾具15的上側依次安裝有與成型琵琶孔工件15外緣弧度匹配的四個擋塊16。為了準確控制各油缸的形成實現自動控制，在立柱一側設置有條形碼并在豎行滑塊上安裝有對應的讀碼器，在豎行滑塊底部滑道一側設置喲條形碼并在水平滑塊上安裝有對應的讀碼器。在工件夾具的兩側還安裝有豎向的卸料液壓缸。實施例三附圖未畫，內容與實施例二基本相同，相同之處不重述，不同的是所述各擋塊在工件夾具上可以調節。
權利要求
1.一種汽車驅動橋橋殼琵琶孔冷擠壓成型方法，其特征是在于，包括以下步驟一、料坯前期工序(1)、下料選擇合適直徑和厚度尺寸的圓管截成需要長度的管坯，管徑和壁厚與橋殼矩形截面處尺寸相當；(2)、兩端軸頭成型利用橋殼軋機將圓管中頻感應加熱，使軸管兩端分別成型，軋制出橋殼兩端圖紙要求的尺寸；(3)、管坯中間局部推方成型將軸管放入推方機中進行擠壓推方，使橋殼中段達到需要的四方型截面尺寸；二、進一步加工工序(1)、管坯中間開一條前后通過的長槽，槽的兩端要圓滑過渡，槽的寬度、長度、位置根據反復試驗及相應計算取得的數據給定；(2)、軸管兩軸頭和中間琵琶孔同時擠壓脹形對兩軸頭分別向內施以140-160T壓力， 分別利用頭道楔形擠壓壓頭和二道楔形擠壓壓頭對中間長槽部施以300-330T的壓力，使軸管中部逐步脹形，與中間琵琶孔成型模具冷擠壓接觸、貼合、包壓一定時間后成型；其中兩個楔形擠壓壓頭的錐角α，滿足10° < α <20°，并且二道楔形擠壓壓頭的寬度m，頭道楔形擠壓壓頭的寬度η，滿足一定的比例即m:n=3:1 5:1之間；三、后續工序(1)、橋殼整形對橋殼中間琵琶孔以及彈簧座對應的矩形截面區域進行整形，達到零件要求的尺寸；(2)、在橋殼中間琵琶孔加工坡口，橋殼中間琵琶孔兩端焊三角板。
2.根據權利要求I所述的汽車驅動橋橋殼琵琶孔冷擠壓成型方法，其特征是在于，上述步驟2 (2)中，在兩軸頭分別施以150T壓力，中間長槽部施以315T的壓力。
3.一種汽車驅動橋橋殼琵琶孔壓模成型機床，包括底座，立柱，壓緊導向裝置，液壓缸及液壓系統，其特征在于，底座的中部豎向固定有立柱，立柱上端固定有水平的支撐體，支撐體中心豎向安裝有壓緊油缸，該壓緊油缸的下部活塞桿上固定有豎行滑塊，該豎行滑塊兩側套裝在立柱上，滑塊底部中心安裝有楔形擠壓壓頭，立柱中間的底座上設置有工件夾具，在工件夾具兩外側底座上分別水平安裝有對稱且頂桿向內的液壓缸，同時在工件夾具的上側依次安裝有與成型琵琶孔工件外緣弧度匹配的四個擋塊。
4.根據權利要求3所述的汽車驅動橋橋殼琵琶孔壓模成型機床，其特征在于，在所述豎行滑塊底部設置有水平的滑道，滑道內嵌入有水平滑塊，該水平滑道和水平滑塊與工件夾具兩側水平安裝的液壓缸保持垂直，在豎行滑塊的一側安裝有橫向液壓缸，該橫向液壓缸的頂桿與水平滑塊連接在一起，該水平滑塊的底面上依次固定有頭道楔形擠壓壓頭和二道楔形擠壓壓頭，兩個楔形擠壓壓頭的錐角α，滿足10° < α <20°，并且二道楔形擠壓壓頭的寬度m，頭道楔形擠壓壓頭的寬度η，滿足一定的比例即m :η=3:1 5:1之間。
5.根據權利要求3所述的汽車驅動橋橋殼琵琶孔壓模成型機床，其特征在于，所述各擋塊在工件夾具上可以調節。
6.根據權利要求3所述的汽車驅動橋橋殼琵琶孔壓模成型機床，其特征在于，在立柱一側設置有條形碼并在豎行滑塊上安裝有對應的讀碼器，在豎行滑塊底部滑道一側設置喲條形碼并在水平滑塊上安裝有對應的讀碼器。
7.根據權利要求3所述的汽車驅動橋橋殼琵琶孔壓模成型機床，其特征在于，工件夾具的兩側還安裝有豎向的卸料液壓缸。
全文摘要
本發明公開了一種汽車驅動橋橋殼琵琶孔冷擠壓成型方法及壓模成型機床，其方法是通過選用一定規格尺寸的無縫鋼管做毛坯，然后采用熱軋制兩軸頭成型——中間推方(使圓管變為方管)——截取、開槽——整體熱處理——中間琵琶孔成型——橋殼整形——(加工琵琶孔坡口)焊接三角板——精加工的工藝流程。該工藝工序相對少，橋殼中間琵琶孔區域變薄成都小，橋殼強度高，一次性設備投入小，生產效率高，本發明生產的整體橋殼具有強度、剛性高、產品承載力大、外形美觀、工序少。本發明機床結構簡單、生產效率高、成本低、模具可以實現標準化，換型費用低，節能環保等特點。
文檔編號B21C26/00GK102581051SQ201110363418
公開日2012年7月18日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者兀治軍, 張海龍, 徐長群, 王明琦, 葛衛華 申請人:三門峽合鑫機床有限公司