后桥壳成型方法与流程

1.本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种后桥壳成型方法。


背景技术：

2.汽车的后桥壳起着承载车身、保护主减速器等作用，是一种重要的汽车零部件。传统工艺一般采用冲压焊接或铸造的方式制造后桥壳，但焊接件容易产生焊接缺陷，铸造工艺则浪费材料且不环保。近年来，行业内提出了一种新的液压胀形工艺用来加工后桥壳。液压胀形是将高压油通入管坯，通过使管坯在型腔内膨胀从而得到所需的形状。
3.液压胀形工艺的材料利用率高、容易实现自动化生产，且得到的后桥壳强度高、重量轻。但是，由于用于加工后桥壳的无缝管具有较高的屈服强度，故液压胀形的方式无法实现一次成型，往往需要多次重复进行胀粗操作，才能得到所需要的形状。如此，将导致生产效率不高。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述问题，提供一种生产效率较高的后桥壳成型方法。
5.一种后桥壳成型方法，包括步骤：
6.提经前一道工序成型的管坯；
7.对所述管坯的中部区域进行加热；
8.将加热后的所述管坯放入胀粗模具的型腔内，并将所述胀粗模具压紧；
9.向所述管坯内注入高压气体并从所述管坯的两端沿轴向挤压所述管坯，以使所述管坯的中部区域沿所述型腔的内壁轮廓胀形成后桥壳。
10.在其中一个实施例中，在对所述管坯的中部区域进行加热之前，还包括步骤：对所述管坯进行预处理，以在所述管坯的中部区域形成方管区域，并在所述方管区域的两侧形成圆管区域。
11.在其中一个实施例中，对所述管坯进行预处理的步骤为：先对所述管坯的两端进行缩径处理，以得到所述圆管区域；再对两个所述圆管区域之间进行辊方操作，以得到所述方管区域。
12.在其中一个实施例中，对所述管坯的中部区域进行加热的步骤为：从所述管坯的外部及内部同时将所述管坯的中部区域加热至预设温度。
13.在其中一个实施例中，所述预设温度大于或等于900摄氏度。
14.在其中一个实施例中，向所述管坯内注入高压气体的步骤为：分多次向所述管坯内注入高压气体，且每次间隔预设时长，以使所述管坯内的压强逐渐增加，直至所述后桥壳成型。
15.在其中一个实施例中，注入所述管坯内的高压气体为压缩氮气。
16.在其中一个实施例中，注入所述管坯内的高压气体的压强为30兆帕至100兆帕。
17.在其中一个实施例中，施加于所述管坯两端的轴向压力为125吨至500吨之间。
18.在其中一个实施例中，在向所述管坯内注入高压气体并从所述管坯的两端沿轴向挤压所述管坯，以使所述管坯的中部区域沿所述型腔的内壁轮廓胀形成后桥壳的步骤之后，还包括步骤：抽取留存于所述后桥壳内的高压气体。
19.上述后桥壳成型方法，由于采用高压气体使管坯胀形，故在胀形之前可先对管坯的中部区域进行加热后，以降低管坯的屈服强度。在注入高压气体的同时，还从管坯的两端沿轴向挤压管坯，故在胀形过程中能够向管坯的中间区域进行补料，以防止中部区域胀形时因材料不足而造成厚薄不均。而且，施加于管坯两端的轴向压力能够使管坯具有沿径向膨胀的趋势，从而使得管坯胀形的阻力更小。因此，上述后桥壳成型方法能够对后桥壳实现一次性成型，故生产效率能够显著提升。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明较佳实施例中后桥壳成型方法的流程示意图；
22.图2为将管坯放入胀粗模具的型腔的场景示意图；
23.图3对管坯进行预处理的场景示意图；
24.图4为图1所示后桥壳成型方法所制得的后桥壳的结构示意图。
具体实施方式
25.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
27.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
28.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
30.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
31.本发明提供了一种后桥壳成型方法，用于加工图4所示的后桥壳200。其中，后桥壳200包括桥包210、后盖220及连接部230，后盖220位于桥包210两侧，连接部230分布于后桥壳200纵长方向的两端。
32.请参阅图1及图2，本发明一个实施例中的后桥壳成型方法包括步骤s110至步骤s140。其中：
33.步骤s110，提供前一道工序成型的管坯300。前一道工序可以是裁切、找圆等工序，初始状态的管坯300如图3中(a)所示，管坯300呈圆柱形且长度在预设范围内。管坯300一般为无缝管，其材质可以是不锈钢、铝合金等，在正常工况下具有较高的屈服强度。
34.步骤s120，对管坯300的中部区域进行加热。
35.管坯300的中部区域即为需要进行胀粗并形成桥包210及后盖220的区域，加热的目的是降低管坯300屈服强度，从而方便胀形。
36.具体在本实施例中，对管坯300的中部区域进行加热时，从管坯300的外部及内部同时将管坯300的中部区域加热至预设温度。对管坯300的外部可以采用电磁加热、红外加热、燃气燃烧等方式进行加热，对管坯300的外部可采用插入电热丝的方式进行加热。通过从管坯300的内外两侧同时进行加热，可使管坯300受热更均匀，从而使得中部区域的材料的温度一致性较好。
37.进一步的，具体在本实施例中，预设温度大于或等于900摄氏度。当管坯300达到900度时，其屈服强度降低明显，满足后续胀形的需求。
38.步骤s130，将加热后的管坯300放入胀粗模具400的型腔内，并将胀粗模具400压紧。
39.如图2所示，胀粗模具400一般包括上模(图未标)及下模(图未标)，一般放置于闭合压床上的工作台上。上模与下模对应的位置开设有凹槽，从而能够配合构成型腔，型腔的内壁轮廓与后桥壳200的外部轮廓大致相同。待管坯300放入胀粗模具400的型腔后，闭合压床便可将胀粗模具400的上模及下模压紧。具体的，闭合压床压紧的压力通常在1600吨左右，能够有效地防止后续胀形过程中型腔的结构发生波动。
40.而且，由于管坯300在放入胀粗模具400之前便已经完成加热，故不需要在型腔内进行加热。如此，能够避免因在型腔内加热而造成胀粗模具400热胀变形，并最终影响加工精度。
41.步骤s140，向管坯300内注入高压气体并从管坯300的两端沿轴向挤压管坯300，以
使管坯300的中部区域沿型腔的内壁轮廓胀形成后桥壳200。
42.注入管坯300的高压气体可以是空气、氮气或其他惰性气体。注入的高压气体使得管坯300内部的压强升高，从而使得管坯300能够向外膨胀，并最终得到后桥壳200。具体在本实施例中，注入管坯300内的高压气体的压强为30兆帕至100兆帕。
43.而且，相较于液压油，高压气体在高温环境不易燃烧，故在管坯300预先加热的前提下并不会引发安全问题。具体在本实施例中，注入管坯300内的高压气体为压缩氮气。氮气的化学性质稳定，不易在高温环境中与管坯300的材料发生反应，从而能够有效地避免管坯300被氧化，保证最终得到的后桥壳200的品质。
44.进一步的，在对管坯300进行胀形的过程中，向管坯300注入高压气体的同时，还从管坯300的两端沿轴向挤压管坯300。具体在本实施例中，施加于管坯300的两端的轴向压力为125吨至500吨之间。
45.管坯300的两端可设置液压油缸，由也要油缸对管坯300的两端施加轴向压力。管坯300两端的开口采用密封模具500进行密封，且其中至少一端的密封模具500上开设有进气通道(图未标)，以方便向管坯300内注入高压气体。
46.沿轴向挤压管坯300的目的是在胀形过程中向管坯300的中间区域进行补料，以防止中部区域胀形时因材料不足而造成厚薄不均。另一方面，施加于管坯300两端的轴向压力使管坯300具有沿径向膨胀的趋势。也就是说，在轴向压力的作用下，管坯300向外胀形的阻力更小。而在胀形之前，通过对管坯300的中部区域进行加热降低了管坯300的屈服强度。因此，采用上述后桥壳成型方法能够对后桥壳200实现一次性成型，故生产效率能够显著提升。而且，一次性成型的方式还能够保证所制得的后桥壳200厚度的一致性。
47.在本实施例中，向管坯300内注入高压气体的步骤为：分多次向管坯300内注入高压气体，且每次间隔预设时长，以使管坯300内的压强逐渐增加，直至后桥壳200成型。
48.也就是说，在管坯300胀形的过程中，管坯300内的压强并不是一次性加压至预设值，而是分为多个阶段进行加压。后一个阶段的压强相较于前一个阶段的压强更高，且每个阶段均保压一定时间(即上述预设时长)。如此递增，则使得管坯300的胀粗过程是循序渐进的，从而能够有效地保证后桥壳200厚度的一致性。
49.譬如，管坯300胀形过程中其内压强的预设值为100兆帕，且分三次加压至100兆帕。第一次注入高压气体时，管坯300内的压强达到50兆帕即可；保持10秒后，再次向管坯300注入高压气体，并使管坯300内的压强达到75兆帕；保持10秒后有一次注入高压气体，并使管坯300内的压强达到100兆帕，并保压至后桥壳200完成成型。
50.显然，针对不同尺寸及不同材质的管坯300，加压次数、每个阶段对应的压强以及每个阶段的保压时间均可对应调整。
51.此外，在本实施例中，在步骤s140之后，还包括步骤：抽取留存于后桥壳内的高压气体。如此，则可实现多高压气体的循环利用，有助于节省成本。
52.请一并参阅图3，在本实施例中，在上述步骤s120之前，还包括步骤：对管坯300进行预处理，以在管坯300的中部区域形成方管区域301，并在方管区域301的两侧形成圆管区域302。加热便是对方管区域301进行加热
53.具体的，方管区域301在胀形过程中发生膨胀，从而形成桥包210及后盖220，而圆管区域302在胀形过程中则不发生膨胀，从而构成连接部230。桥包220呈扁平状，预先将管
坯300中部区域加工成方形，能够避免胀形过程中材料发生堆积，从而有助于提升良率。
54.进一步的，在本实施例中，对管坯300进行预处理的步骤为：先对管坯300的两端进行，以得到所述圆管区域302；再对两个圆管区域302之间进行辊方操作，以得到方管区域301。
55.先将管坯300的两端进行缩径处理，得到图3中(b)所示的两端细中间粗的结构；再对圆管区域302之间进行辊方操作，即可得到图3中(c)所示的管坯300。这一过程中，材料能够在各方向自由的延展，从而避免材料在某处堆积而造成管坯300的厚度不均，进而避免胀形时材料在桥包230与连接部230连接处发生堆积。
56.上述后桥壳成型方法，由于采用高压气体使管坯300胀形，故在胀形之前可先对管坯300的中部区域进行加热后，以降低管坯300的屈服强度。在注入高压气体的同时，还从管坯300的两端沿轴向挤压管坯300，故在胀形过程中能够向管坯300的中间区域进行补料，以防止中部区域胀形时因材料不足而造成厚薄不均。而且，施加于管坯300两端的轴向压力能够使管坯300具有沿径向膨胀的趋势，从而使得管坯300胀形的阻力更小。因此，上述后桥壳成型方法能够对后桥壳200实现一次性成型，故生产效率能够显著提升。
57.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
58.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。