[发明专利]车辆前指梁及车辆前指梁的成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆机舱前指梁及其成形方法，尤其涉及一种汽车管式前指梁及该汽车管式前指梁的内高压充液成形方法，属于汽车技术领域。

背景技术

目前传统的汽车机舱两端的前指梁在设计时采用钣金件焊接结构。如图1所示，此类汽车前指梁多用于车身纵梁设计，其前端承载水箱、大灯模块并与车架连接，后端与车身连接，这种汽车前指梁通常由上前指梁和下前指梁两个单件焊接而成，而传统的上前指梁和下前指梁都是采用两个U型钣金零件对接并用MIG焊结合而成，如图2所示其断面结构是由两个U型钣金零件对接而成的矩形结构。

这种结构的汽车前指梁存在以下缺点：

(1)由于上前指梁和下前指梁均采用两个U型钣金零件焊接而成，汽车前指梁的零件数量多，零件较重，不利于实现汽车轻量化；

(2)制作工序复杂，所需要的模具数量多，模具成本高；

(3)由于上前指梁和下前指梁均采用两个U型钣金零件焊接而成，汽车前指梁整体强度刚度低，使用寿命短；

(4)上前指梁和下前指梁的U型钣金件焊接变形大，汽车前指梁总成精度难以保证，表面质量差。

发明内容

为了解决上述现有技术中汽车前指梁由于采用U型钣金件焊接结构而导致的零件数量多、重量大、模具成本高、刚度强度低以及总成精度差、表面质量差等问题，本发明提供了一种车辆前指梁，其上前指梁和下前指梁均采用截面为整体封闭的矩形结构的中空管制成，使机舱两侧结构简化，具有强度高、抗扭曲能力强、使用寿命长等优点。

本发明所提供的技术方案为：

一种车辆前指梁，其包括上前指梁以及与所述上前指梁焊接连接的下前指梁，所述上前指梁和所述下前指梁均为整体的中空管结构。

进一步的，所述上前指梁和所述下前指梁的截面形状均为整体封闭的矩形。

本发明车辆前指梁的上前指梁和下前指梁均为整体的中空管结构，具有以下优点：

(1)使得机舱两侧结构简化，零件数量减少，节约模具成本，同时，有利于减轻零件重量，实现汽车轻量化；

(2)提高了零件的强度、刚度和疲劳强度，增加使用寿命；

(3)提高加工精度，减少装配误差，从而提高产品质量，产品结构设计更灵活；

(4)简化生产流程，提高生产效率。

本发明车辆前指梁的这种结构对于零件制造也提出了更高的要求，因此，针对本发明车辆前指梁的这种结构，本发明还提供一种上述车辆前指梁的成形方法，其是采用内高压充液成形方法，通过优化工艺而得到合格的车辆前指梁产品。

本发明所提供的技术方案为：

一种车辆前指梁的成形方法，首先采用内高压充液成形方法分别成形上前指梁和下前指梁，然后再将成形好的上前指梁和下前指梁焊接一起，而得到所述车辆前指梁。

进一步的，所述的内高压充液成形方法包括以下步骤：

选取中空管材作为坯料，根据所要成形的零件的结构，对管材坯料进行预成型处理；

将预成型后的管材坯料放入由上模具和下模具构成的充液成形模具的型腔中，所述充液成形模具的型腔结构与所要成形的零件的结构相同，将上模具和下模具合模，并通过管材坯料两端的液压压头将充液成形模具的型腔和管材坯料的中空结构密封；

向管材坯料的中空结构中注满液体介质，并对液体介质加压，同时，管材坯料两端的液压压头轴向相对运动对管材坯料进行补料，管材坯料在液体管材的压力和液压压头的轴向压力作用下开始塑性变形，并最终与所述充液成形模具的型腔内壁贴合，得到成形后的管材；

保压一定时间后，卸去成形后的管材的内外压力，并将所述充液成形模具分模；

取出成形后的管材，并对成形后的管材进行钻孔、割孔、齐头后，即得所要成形的零件，所述所要成形的零件为上前指梁或下前指梁。

进一步的，所述的对管材坯料进行预处理的步骤包括：

利用弯管机将管材坯料在其轴向的相应位置处折弯。

进一步的，所述的对管材坯料进行预处理的步骤还包括：

将折弯后的管材坯料拍扁成与所要成形的零件的截面形状近似的方管。

进一步的，所述的选取中空管材作为坯料的步骤中，所述中空管材为钢管，其直径为57mm，长度为1880mm，厚度为1.5mm。

进一步的，所述充液成形模具的合模压力为20000KN。

进一步的，所述通过液压压头向管材坯料密封的中空结构中注满液体介质，并对液体介质加压的步骤中，液体介质的压力为113MPa。