一种不等截面管梁的成型方法及模具与流程

1.本技术涉及扭力管梁的加工技术领域，特别涉及一种不等截面管梁的成型方法及模具。


背景技术：

2.目前扭力管梁由于结构简单，占用空间小，成本低等优点，在a级、a0级车中得到了广泛应用，对于扭力管梁结构，目前开发和应用中存在的最大问题是疲劳开裂，在车轮反向跳动、回转力矩反向加载等极限工况下，扭力管梁服役条件恶劣，疲劳开裂是扭力管梁结构的最大挑战，因此抗疲劳开裂性能是扭力管梁结构设计的关键，故而一般设计成不等截面扭力管梁。
3.在一些相关技术中，汽车车架不等截面弯管梁的加工中，一般采用内高压或者冲压 卷焊的方式来制造加工，对于内高压而言，对于复杂截面的产品需进行预成型，再进行内高压成型，模具套数至少为两个，且模具基本为专用模具；其存在以下问题：
4.需要两套专用模具，产品需要的冲压工序多，且各个工序之间的凸凹模无法共用，通用性差。
5.在另一些相关技术中，采用的设备包括模具组、弯管机构、液压系统和设置于模具组两端的密封机构；模具组用于待加工管材的夹持与胀形，液压系统为待加工管材提供胀形内压；模具组包括相对设置的第一模具和第二模具；弯管机构包括一可转动的弯曲臂，弯曲臂转动时驱动第一模具和第二模具同步转动；第二模具上设有弯管槽，随着第二模具的转动，弯管槽作用于管材将其弯折；实现了在一个设备上进行胀形和弯管双动作；但是存在以下问题：
6.该方法主要应用于闭口的异性截面管梁成型，其初始坯料为封闭的管梁，内高压要求初始坯料必须为封闭的管梁，才能保证施加内压力处处均匀，对于初始坯料为平面板材的该方法不适用。


技术实现要素：

7.本技术实施例提供一种不等截面管梁的成型方法及模具，以解决相关技术中各个工序之间的凸凹模无法共用，通用性差的问题。
8.第一方面，提供了一种不等截面管梁的成型模具，其包括：
9.凸模结构，其包括：
[0010]-芯棒，其两端设有安装圆块，并且其上设有型面；
[0011]-转动圈，其套设并转动连接在所述安装圆块上，并且其上设有连接杆；
[0012]
凹模结构，其包括：
[0013]-两个压块，其位于两个所述安装圆块之间，并分别与两个所述连接杆连接，压块内设有用于容纳液体的第一加压腔室；
[0014]-施压镶块，其与两个所述压块连接，并且其内部设有用于容纳液体的第二加压腔
室。
[0015]
一些实施例中，所述连接杆内设有与所述第一加压腔室连通的溶液通道；
[0016]
所述施压镶块上连接有与所述第二加压腔室连通的容液管；所述第一加压腔室与第二加压腔室不连通。
[0017]
一些实施例中，所述芯棒包括：
[0018]
两个工艺补充段，其分别与两个安装圆块连接；
[0019]
多个型面段，其择一地与两个工艺补充段可拆连接。
[0020]
一些实施例中，所述工艺补充段上设有定位销。
[0021]
一些实施例中，所述施压镶块包括两部分，第一部分和第二部分相连形成弧形；或，
[0022]
所述施压镶块包括两部分，第一部分和第二部分之间形成设计夹角。
[0023]
一些实施例中，所述安装圆块远离芯棒的一端设有限位固定块。
[0024]
一些实施例中，所述安装圆块的外周上设有第一齿面，所述转动圈内设有安装槽，安装槽内设有与第一齿面啮合的行星齿轮；所述连接杆穿设行星齿轮，并与行星齿轮转动连接；或，
[0025]
所述转动圈与安装圆块滑动接触。
[0026]
一些实施例中，还包括驱动件；
[0027]
所述转动圈外表面的设有第二齿面啮合，驱动件与第二齿面啮合；或，
[0028]
所述转动圈的端面上固定连接有中间杆，驱动件通过中间杆与所述转动圈的端面固定连接。
[0029]
第二方面，提供了一种不等截面管梁的成型方法，其包括以下步骤：
[0030]
根据产品结构设计出相应的芯棒，并制作出不等截面管梁的成型模具；
[0031]
将板料或管坯的底部与施压镶块贴合，并且使板料或管坯的一侧与芯棒接触；
[0032]
向第一加压腔室和第二加压腔室内冲入液体加压，以使板料或管坯部分受压变形贴合芯棒；
[0033]
对第一加压腔室和第二加压腔室泄压，并利用转动圈转动施压镶块；
[0034]
向第一加压腔室和第二加压腔室内冲入液体加压，以对板料或管坯的其余部分加压；
[0035]
重复上述步骤，以完成整个板料或管坯的成型。
[0036]
一些实施例中，在第一加压腔室和第二加压腔室内冲入液体加压过程中，控制两个所述转动圈的转动方向相反。
[0037]
本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0038]
本技术实施例提供了一种不等截面管梁的成型方法及模具，由于凹模结构为通用结构，只有凸模结构为专用结构，在面对不同的产品时，只需要更换凸模结构中的芯棒即可，可进一步降低产品生产成本，提高模具通用化率，为管梁的生产提供一种新的工艺。
[0039]
另外由于施压镶块和压块的设置，通过控制第一加压腔室与第二加压腔室的压力来进行来实现产品成型，在工作时，板料或者管材是一部分先与芯棒接触，在完成这一部分的挤压后第一加压腔室与第二加压腔室泄压，通过转动圈、连接杆和安装圆块进行转动施压镶块，以进行其余部分的加压，最终完成后管梁的成型，以适用板料和管坯的材料。
附图说明
[0040]
为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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。
[0041]
图1为本技术实施例提供的芯棒的结构示意图；
[0042]
图2为本技术实施例提供的不等截面管梁的成型模具的结构示意图；
[0043]
图3为本技术实施例提供的压块和施压镶块连接的截面示意图；
[0044]
图4为本技术实施例提供的转动圈和安装圆块转动的具体连接形式；
[0045]
图5为本技术实施例提供的连接杆和行星齿轮连接的示意图。
[0046]
图中：1、芯棒；100、工艺补充段；101、型面段；2、安装圆块；3、转动圈；4、连接杆；5、压块；6、第一加压腔室；7、施压镶块；8、第二加压腔室；9、容液管；10、限位固定块；11、第一齿面；12、行星齿轮。
具体实施方式
[0047]
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0048]
本技术实施例提供了一种不等截面管梁的成型方法及模具，以解决相关技术中各个工序之间的凸凹模无法共用，通用性差的问题。
[0049]
请参阅图1-图3，一种不等截面管梁的成型模具，其包括：凸模结构和凹模结构；其中凸模结构，其包括：芯棒1、安装圆块2、连接杆4和转动圈3；芯棒1的两端设有安装圆块2，并且其上设有型面；转动圈3套设并转动连接在安装圆块2上，并且其上设有连接杆4。
[0050]
凹模结构包括：两个压块5，其位于两个安装圆块2之间，并分别与两个连接杆4连接，压块5内设有用于容纳液体的第一加压腔室6；施压镶块7，其与两个压块5连接，并且其内部设有用于容纳液体的第二加压腔室8。
[0051]
在使用时：将板料或管坯的底部与施压镶块7贴合，并且使板料或管坯的一侧与芯棒1接触；向第一加压腔室6和第二加压腔室8内冲入液体加压，以使板料或管坯部分受压变形贴合芯棒1；对第一加压腔室6和第二加压腔室8泄压，并利用转动圈3转动施压镶块7；向第一加压腔室6和第二加压腔室8内冲入液体加压，以对板料或管坯的其余部分加压；重复上述步骤，以完成整个板料或管坯的成型。
[0052]
从而通过以上的结构，由于凹模结构为通用结构，只有凸模结构为专用结构，在面对不同的产品时，只需要更换凸模结构中的芯棒1即可，可进一步降低产品生产成本，提高模具通用化率，为管梁的生产提供一种新的工艺。其中芯棒1的型面与所需要的不等截面的管梁的外形相适配，不同的管梁所对应的型面不同。
[0053]
另外，由于施压镶块7和压块5的设置，通过控制第一加压腔室6与第二加压腔室8的压力来进行来实现产品成型，在工作时，板料或者管材是一部分先与芯棒1接触，在完成这一部分的挤压与芯棒1完全贴合后；第一加压腔室6与第二加压腔室8泄压，然后通过转动
圈3、连接杆4和安装圆块2进行转动施压镶块7，以进行其余部分的加压，最终板料或者管材将芯棒1完全包覆并贴合，完成管梁的成型，以适用板料和管坯的材料。以上过程中芯棒1是不进行转动的。
[0054]
在一些相关的技术中，压块5和施压镶块7的加压和泄压可通过同一根管道进行控制；也可以分开控制，本实施例中以分开控制作为优选的方案，可参考图3所示：
[0055]
连接杆4内设有与第一加压腔室6连通的溶液通道；由于连接杆4有多个可实现加压和泄压；施压镶块7上连接有与第二加压腔室8连通的容液管9，第一加压腔室6与第二加压腔室8不连通。容液管9有多个可以实现进液和出液，进行加压和泄压。
[0056]
通过在连接杆4内设置溶液通道，就不需要另外设置管道，简化了结构；第一加压腔室6与第二加压腔室8不连通可以进行更好的控制，以实现先利用压块5，给压块5的第一加压腔室6内加压，使施压镶块7下压，贴合至芯棒1表面，再给施压镶块7的第二加压腔室8加压，同时给压块5的第一加压腔室6施加同样的压力，保证施压镶块7始终紧紧贴合在芯棒1表面，防止液体外泄，板料或管坯在压力作用下，慢慢贴合到芯棒上，实现产品成型。
[0057]
在一些优选的实施例中，由于凸模结构为专用结构，在面对不同的产品时，为方便进行更换进行了以下的设置：
[0058]
芯棒1包括：两个工艺补充段100和多个型面段101；两个工艺补充段100分别与两个安装圆块2连接；多个型面段101择一地与两个工艺补充段100可拆连接。可拆连接的形式可为工艺补充段100和多个型面段101上均设有连接孔，连接孔内设有紧固螺杆；工艺补充段100上设有凹槽，型面段101上设有与凹槽匹配的凸块，销轴穿设工艺补充段100和凹槽内的凸块。
[0059]
从而通过以上的结构可以快速的更换型面段101，进一步的减少专用凸模的成本，提高通用性。
[0060]
进一步的，为防止板料或管坯在压合成型的过程中发生偏移，在工艺补充段100上设有定位销。
[0061]
在一些优选的实施例中，为方便在转动过程中施压镶块7的移动，以及便于施压镶块7快速和板料或管坯贴合接触，进行了以下的设置：
[0062]
第一种，施压镶块7包括两部分，第一部分和第二部分相连形成弧形，第一部分和第二部分的尺寸完全相同或者不同。
[0063]
第二种，施压镶块7包括两部分，第一部分和第二部分之间形成设计夹角，设计夹角根据实际的设置，其为直角或者锐角。施压镶块7采用的硬质橡胶支撑，可承受一定压力。
[0064]
在一些优选的实施例中，为实现芯棒1的不转动，进行固定芯棒1，进行了以下的设置：
[0065]
在安装圆块2远离芯棒1的一端设有限位固定块10。限位固定块10可以配合相应的工装进行固定，这里的工装不做限定，只要是能够进行固定限位固定块10即可。
[0066]
在一些优选的实施例中，为实现转动圈3的转动，参考图4和图5给出具体的结构：
[0067]
第一种，安装圆块2的外周上设有第一齿面11，转动圈3内设有安装槽，安装槽内设有与第一齿面11啮合的行星齿轮12；连接杆4穿设行星齿轮12，并与行星齿轮12转动连接。
[0068]
在转动时，行星齿轮12沿着第一齿面11进行转动，这样的结构利用齿与齿之间的啮合，实现每一次的转动可控，以便于分段进行压合。
[0069]
第二种，转动圈3与安装圆块2滑动接触，这一种形式当然也能够实现，但是不如第一种的结构的效果，作为备选的形式。
[0070]
在一些优选的实施例中，为实现转动圈3的转动当然缺少不了动力源，下面给出了动力源的两种形式：
[0071]
第一种，还包括驱动件，转动圈3外表面的设有第二齿面啮合，驱动件通过传动齿轮与第二齿面啮合。
[0072]
第二种，转动圈3的端面上固定连接有中间杆，驱动件通过中间杆与转动圈3的端面固定连接。
[0073]
以上的两种形式均可以进行驱动转动圈3进行转动，以实现转位，以上应该理解的是，提供变形的动力来源于压块5和施压镶块7内的通入液体所产生的压力，转动圈3是在每一次挤压变形后提供转动的动力。
[0074]
本技术还提出了一种不等截面管梁的成型方法，包括以下步骤：
[0075]
根据产品结构设计出相应的芯棒1，并制作出不等截面管梁的成型模具；将板料或管坯的底部与施压镶块7贴合，并且使板料或管坯的一侧与芯棒1接触；向第一加压腔室6和第二加压腔室8内冲入液体加压，以使板料或管坯部分受压变形贴合芯棒1；对第一加压腔室6和第二加压腔室8泄压，并利用转动圈3转动施压镶块7；向第一加压腔室6和第二加压腔室8内冲入液体加压，以对板料或管坯的其余部分加压；重复上述步骤，以完成整个板料或管坯的成型。
[0076]
下面进行详细的说明：
[0077]
首先根据产品结构设计出相应的工艺补充，根据工艺补充加工出相应的芯棒1，将芯棒1与安装圆块2连接。
[0078]
初始时刻，将板料或管坯依靠工艺补充段100上的定位销定位，位于下方压块5和施压镶块7位于下方的部分都是处于板料底部，起一定支撑作用，且之间间隙为零；此时，给压块5的第一加压腔室6内加压，使施压镶块7向芯棒1靠拢，贴合至芯棒表面。
[0079]
再给施压镶块7的第二加压腔室8加压，同时给压块5的第二加压腔室8施加同样的压力，保证施压镶块7始终紧紧贴合在芯棒1表面，防止液体外泄，板材管坯在压力作用下，慢慢贴合到芯棒1凸模上，实现产品成型.
[0080]
当该成型过程结束后，第一加压腔室6和第二加压腔室8同时泄压，泄压结束后，驱动件驱动转动圈3，以使方压块5和施压镶块7旋转一定角度，再进行下一个成型过程，当转动圈3各旋转180
°
后，即可完成整个产品的成型，整个成型过程结束后，再将第一加压腔室6和第二加压腔室8排出，将成型后管梁取出，通过后序焊接即可得到所需产品。
[0081]
在一些优选的实施例中，为保证压紧时，保证板料在卷圆过程中料片不会偏移，进行以下操作：
[0082]
通过控制左右两个转动圈3的旋转方向是相反运动的，以使得施压镶块7的第一部分和第二部分在成型过程中运动方向相反，同时压紧，保证板料在卷圆过程中料片不会偏移，最终板料贴合到芯棒1上，形成最终产品。
[0083]
综上的说明，利用以上的装置，可进一步降低产品生产成本，提高模具通用化率，为管梁的生产提供一种新的工艺。
[0084]
在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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技术和简化描述，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技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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技术中的具体含义。
[0085]
需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0086]
以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。