[发明专利]大型汽车桥壳的钢管胀压成形方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车制造领域，尤其涉及一种汽车管类件成形方法。

背景技术

汽车驱动桥桥壳是汽车上的主要承载构件之一，几何形状较为复杂，它是主减速器、差速器、半轴的装配基体，主要功用是支承汽车重量，承受由车轮传来的路面反力和反力矩，并经悬架传给车架或车身。其性能直接影响运输车辆的安全性和可靠性，应具有足够的强度和刚度，并且要求尽量减小质量以提高汽车行驶的平顺性。目前，现有的大型汽车驱动桥桥壳的制造方法主要采用铸造和冲压焊接，铸造制件强度刚度大，能够铸造出不同的壁厚，但是管件质量大，材料浪费和能源使用较多；而冲压焊接虽然加工效率高，制件质量轻，但是在制造过程中材料利用率低，焊接工序多，焊缝长，焊接质量要求高，焊缝处疲劳寿命低，焊缝处易漏油；此外，冲压焊接方法的成本较高，劳动强度大。

虽然已经出现了有关汽车驱动桥桥壳的成形技术，例如中国专利号为02104880.0公开的汽车桥壳内高压、缩径成形方法，毛坯选用一定规格尺寸的无缝钢管，并按下列顺序完成各工序：选择无缝钢管—内高压成形中间桥包部分—对桥壳两端进行缩径—对桥包进行内高压整形—机加工。该专利阐述了汽车桥壳内高压、缩径成形方法的初步设想。从理念上讲，用该成形方法制造大型汽车桥壳，具有工序少、生产效率高、制造成本低，制件强度刚度高等优点，但存在以下不足： 

（1）初始管坯内高压成形中间桥包部分，直径增大1倍左右，仅靠一次胀形，成形难度大，容易胀裂。

（2）初始管坯先胀形后缩径易失稳。对桥壳两端缩径时，直径已增大的中间部分易失稳，随着两端管坯外径的减小，其与中间部分直径相差越来越大，再次缩径时中间部分更易失稳。

（3）圆管缩方时外表面易出现内凹。管坯两端缩径时，先缩成圆管，最后一道缩径工序圆管缩方时，因桥壳缩径部分横截面过渡圆角较小，外表面易出现内凹。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不仅制件外型好，质量轻，节能无污染，而且材料利用率高，制造成本低，制件无焊缝、强度刚度好的大型汽车桥壳钢管胀压成形方法。

本发明提出的大型汽车桥壳的钢管胀压成形方法，所述大型汽车桥壳的钢管的主要参数包括：L即长度；d_m即桥包最大截面高度；d_n即桥包两侧矩形直管部分的截面高度；d_e即端部圆管部分外径；其工艺步骤如下：

步骤中的主要参数包括：α即缩径凹模半锥角；缩径系数m即缩径后管坯外径与缩径前外径的比值；k即胀形系数（胀形后桥包最大直径与胀形前最大直径之比）。

（1）初始管坯的制备；初始管坯为无缝钢管，其长度L₀=1.01～1.03L，外径d₀应同时满足d₀=（0.47~0.52）d_m及d₀=（1.60~1.80）d_n。

（2）管坯两端缩径；先将初始管坯进行2～3次缩径，缩径所使用的是现有的装置，例如缩径机，缩径后管坯中间部位形成桥包，桥包两侧外径为d_n1=（1.07~1.15）d_n，应满足α=15^°~20^°，m=0.86～0.91；再对管坯进行一次缩径，缩径后管坯两侧端部形成圆管，圆管部分的外径d_e1=d_e，再平整管坯两侧端部，并管坯两端加工密封口。

（3）液压胀形：