[发明专利]轻中型卡车无焊缝桥壳的整体成形方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车制造领域，尤其涉及轻中型卡车无焊缝桥壳的整体成形方法。

背景技术

汽车驱动桥桥壳是汽车上的主要承载构件之一，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。轻中型卡车桥壳属于形状复杂的管类件，两端小中间大，端部为圆截面，端部内侧为矩形截面；中间桥包部分为异型截面，截面上存在过度小圆角。目前，轻中型卡车桥壳主要采用冲压焊接方法制造，焊接工序多，焊缝长，疲劳寿命不够高，材料利用率低于80％。

有厂家利用管坯开口扩胀方法制造桥壳，即将无缝钢管两端缩径，在其中部沿轴向中心线切制长条形通孔，加热后将长条形通孔挤扩胀形至所需尺寸的圆孔，最后对桥包部分整形后加焊三角块及后油盖。开口扩胀方法制造的桥壳，材料利用率有所提高，但制造工序较多，桥包部分仍存在焊缝。

有文献提出用液压胀形方法制造桥壳，即将无缝钢圆管两端缩径后中部进行液压胀形直接得到带有附加前盖的桥壳半成品。用液压胀形方法制造桥壳，理论上可得到壁厚分布合理且无焊缝的产品，但实际生产中桥包部分横截面上的过渡小圆角区成形时壁厚减薄量大容易胀裂，而且需要超高内压。

有文献公开了一种汽车桥壳内高压、缩径成形方法。选用一定规格尺寸的无缝钢管，首先对中部进行内高压成形，然后对两端进行缩径，最后对中间桥包部分进行局部内高压整形，经机加工后得到桥壳产品。从理念上讲，用该方法制造汽车桥壳，工序少、生产效率高，制件强度刚度好。在公开的文献中，在第一道工序内高压成形时可以成形带有半球形后盖的桥壳，此时管坯中间部分轴线一侧需进行大变形而另一侧不需变形，实际成形时会导致大变形部分因轴向补料差而容易胀裂，同时不需变形的部分容易失稳起皱。在公开的文献中，在第一道工序内高压成形时，亦可成形不带半球形后盖的桥壳，此时管坯中间部分近于均匀胀形，但桥包部分内高压整形时，已经胀形的中间部分前后方向被压成平面，容易产生内凹不利于成形；桥包部分整形后，除在桥包前面加工用以安装主减速器的圆孔外，需在后面加工圆孔，然后再焊接半球形的后油盖，增加了制造工序，降低了材料利用率。

有文献提出用钢管胀压成形方法制造汽车桥壳，即将无缝钢圆管两端缩径后中部进行液压胀形得到预成形管坯，再经过压制成形得到带有后油盖及附加前盖的桥壳半成品，最后根据工艺要求切割附加的前盖，得到汽车桥壳。用钢管胀压成形方法制造汽车桥壳，理论上可解决直接液压胀形时面临的桥包部分过渡小圆角区成形难、需要超高内压的瓶颈问题。在公开的文献中，尚存在以下不足：

(1)管坯液压胀形时轴向力作用效果不好，壁厚减薄量大。管坯中部液压胀形前两侧部分已经缩径到要求的尺寸，端部与中部的尺寸差值大，液压胀形时轴向推力作用效果不好，导致胀形部分壁厚减薄量较大。对于轻中型卡车，缩径后管坯端部为圆形内侧为矩形，液压胀形时轴向力的施加效果更差。

(2)液压胀形管坯进行压制成形时操作困难。压制成形模具的前模块、后模块之间用螺栓固定连接在一起，不能运动，实际生产时将导致压制成形前放料困难，压制成形后桥壳半成品出模困难、容易刮伤外表面。

(3)制件性能不易控制。压制成形后得到的桥壳半成品，两端缩径部分若进行去应力退火，则其加工硬化被完全消除，制件的静弯曲刚度以及弯曲疲劳寿命会显著降低；若不进行去应力退火，残余应力过大，对性能亦有影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能制造出无焊缝、性能高、成形性好、成形压力低的整体式轻中型卡车桥壳的成形方法。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：轻中型卡车无焊缝桥壳的整体成形方法，根据轻中型卡车桥壳的主要参数，即桥包中间截面的高度d_m、桥包两侧直臂部分的矩形截面高度d_n、桥壳两端部圆管的外径d_e，确定其整体成形方法的工艺步骤如下：

(1)、选用外径d₀的无缝钢圆管，d₀同时满足d₀<0.6d_m，d₀>1.5d_e；