一种汽车大梁的制造工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种汽车大梁的制造工艺，属于汽车零部件技术领域。一种汽车大梁的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、卷管焊接：将板材卷圆并将板材两边焊接在一起形成所需要直径的管材；S2、弯管/预弯：根据有限元分析确定管材进行弯管或者预弯后，对管材进行弯管或者预弯作业；S3、预压成型：将管材成型到有限元分析的尺寸范围内；S4、液压成型：将管材放入内高压模具中进行液压成型，成型后排出管材内部流动介质；S5、激光切割：将管材置于激光切割工装上，进行激光切孔和边线。进行激光切孔和边线。进行激光切孔和边线。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车大梁的制造工艺


[0001]本专利技术属于汽车零部件
，特别是一种汽车大梁的制造工艺。

技术介绍

[0002]现有技术中，传统的大梁工艺为：落料
‑
拉伸成型/成型
‑
冲孔/修边
‑
整形
‑
焊接，汽车大梁产品为使用高强度钢制作成所需形状的冲压件，一般需要4
‑
8道工序把冲压件做出来，然后将冲压件扣合处进行焊接，缺点是产品设计受焊缝结合位置限制，产品造型受冲压角度限制(无负角度)产品制造工序链长，高强刚反弹大产品合格率低。往往会在实际制造过程中其他搭接产品要根据大梁超差部分进行更改。由于大梁的精度和一致性问题经常会导致车辆的舒适度下降，安全性也受到影响。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种汽车大梁的制造工艺，具有稳定性更高、安全性的、工序步骤少、生产制造效率高的特点。
[0004]本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：
[0005]一种汽车大梁的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
[0006]S1、卷管焊接：将板材卷圆并将板材两边焊接在一起形成所需要直径的管材；
[0007]S2、弯管/预弯：根据有限元分析确定管材进行弯管或者预弯后，对管材进行弯管或者预弯作业；
[0008]S3、预压成型：将管材成型到有限元分析的尺寸范围内；
[0009]S4、液压成型：将管材放入内高压模具中进行液压成型，成型后排出管材内部流动介质；
[0010]S5、激光切割：将管材置于激光切割工装上，进行激光切孔和边线。
[0011]在上述汽车大梁的制造工艺中，在步骤S1中，焊接方式可选用直缝电阻焊或者激光焊接，在选用直缝电阻焊时，板材需要在切割成预设宽度后进行卷圆后焊接；在选用激光焊接时，板材需要在切割呈预设长度和预设宽度后进行卷圆焊接。
[0012]在上述汽车大梁的制造工艺中，在步骤S3中，
[0013]将管材放入下模中；
[0014]将管材两端封堵密封并对管材内部填充流动介质，使管材内部的压强达到第一预设压强；
[0015]使上模和下模闭合，以使管材内部的流动介质压缩，管材内部的压强达到第二预设压强，管材内表面在压力作用下被拉伸并向上模和下模内表面铺开；
[0016]通过轴向压缩管材内部流动介质并达到第三预设压强，以使管材的外壁贴合在上模和下模的内壁上。
[0017]在上述汽车大梁的制造工艺中，所述流动介质为水、低熔点合金或者蜡。
[0018]在上述汽车大梁的制造工艺中，所述第二预设压强的计算公式如下：P＝k(2d/D)
T；
[0019]其中，P为管子内部压强，k为常量系数，取值范围0.6＜k＜1，大梁为高强度钢材取值在0.6
‑
0.8；d为管子壁厚，D为管材直径，T为管材的抗拉强度。
[0020]在上述汽车大梁的制造工艺中，在管材内部填充流动介质之前，管材的两个端口需要进行预压，预压力公式如下：
[0021]F＝(2d/D)YS；
[0022]其中，F为预压力，d为管子壁厚，D为管材直径，Y为管材的屈服强度，S为管子端口部分在Z方向的投影面积，Z方向为冲压方向。
[0023]在上述汽车大梁的制造工艺中，对管材的端口预压可采用油缸或者氮气缸进行预压处理。
[0024]在上述汽车大梁的制造工艺中，所述管材为原材料强度大于700MPa的直缝焊接管材。
[0025]在上述汽车大梁的制造工艺中，所述板材厚度≥3mm。
[0026]在上述汽车大梁的制造工艺中，所述管材直径区间为大于120mm且小于160mm。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0028]1.本专利技术选取了一个板材进行卷圆处理，然后再进行焊接，管材表面只有一个焊缝，在工艺处理上也会更简单；而本步骤中，只有一条焊缝，自然在焊接应力也会相应降低。
[0029]2.板材的厚度选择为≥3mm，而传统工艺中，传统大梁厚度一般在4.0mm以上。其在成本上大大的降低，但是在检测过程中，其疲劳强度、焊接强度扩口强度达到要求，压扁至1/3焊缝无开裂，在强度上仍旧复合要求，管材大梁的整体疲劳强度，远大于传统大梁，可以达到100w次以上。在成型后，焊接强度扩口强度不低于18％，压扁至1/3焊缝无开裂。
[0030]3.通过液压成型的管材由于内部压力远大于传统的工艺中冲压件的受力，因此，在管材成型之后，管材大梁的反弹量小，能够使管材大梁与预先设计的保持一致，所以使其他相关位置的产品修改的可能大大减小。
[0031]4.本工艺生产的大梁，其一体成型的液压工艺，其本身支撑强度足够，不需要再在内部设置支撑小件，而在外部则能够大大的减少支撑小件的数量，以使管材大梁能够达到要求的强度或者优于要求的强度。
附图说明
[0032]图1是本专利技术的一种工艺流程示意图；
[0033]图2是本专利技术中的液压成型的流程示意图；
[0034]图3是本专利技术中的其中一种大梁结构示意图。
具体实施方式
[0035]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0036]其中，图3中的a、b为大梁的两个视角的示意图。
[0037]如图1至图3所示，一种汽车大梁的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
[0038]S1、卷管焊接：将板材卷圆并将板材两边焊接在一起形成所需要直径的管材；
[0039]板材需要选取原材料强度大于700MPa的，在选取板材的尺寸过程中，板材的长度最长4000mm，最低不宜低于500mm；该尺寸下制作而成的管材能够保证其强度；
[0040]相比于传统的大梁工艺的两个上下冲压件拼接焊而成，本身就存在两个焊缝，传统冲压工艺一般需要4
‑
8道工序把冲压件做出来，然后再扣合焊接成传统的大梁；从工序上链条长，工装数量多，且焊接量大容易产生焊接变形和焊接应力。本身在对两个冲压件拼接过程中，也会具有一定精度要求，拼接效率上也会有限制。
[0041]本专利技术选取了一个板材进行卷圆处理，然后再进行焊接，管材表面只有一个焊缝，在工艺处理上也会更简单；而本步骤中，只有一条焊缝，自然在焊接应力也会相应降低。
[0042]进一步的，板材的厚度选择为≥3mm，而传统工艺中，传统大梁厚度一般在4.0mm以上。其在成本上大大的降低，但是在检测过程中，其疲劳强度、焊接强度扩口强度达到要求，压扁至1/3焊缝无开裂，在强度上仍旧符合要求。
[0043]进一步的，管材的管材直径区间为大于120mm且小于160mm。该直径区内件，制作成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车大梁的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、卷管焊接：将板材卷圆并将板材两边焊接在一起形成所需要直径的管材；S2、弯管/预弯：根据有限元分析确定管材进行弯管或者预弯后，对管材进行弯管或者预弯作业；S3、预压成型：将管材成型到有限元分析的尺寸范围内；S4、液压成型：将管材放入内高压模具中进行液压成型，成型后排出管材内部流动介质；S5、激光切割：将管材置于激光切割工装上，进行激光切孔和边线。2.根据权利要求1所述的汽车大梁的制造工艺，其特征在于，在步骤S1中，焊接方式可选用直缝电阻焊或者激光焊接，在选用直缝电阻焊时，板材需要在切割成预设宽度后进行卷圆后焊接；在选用激光焊接时，板材需要在切割呈预设长度和预设宽度后进行卷圆焊接。3.根据权利要求1所述的汽车大梁的制造工艺，其特征在于，在步骤S3中，将管材放入下模中；将管材两端封堵密封并对管材内部填充流动介质，使管材内部的压强达到第一预设压强；使上模和下模闭合，以使管材内部的流动介质压缩，管材内部的压强达到第二预设压强，管材内表面在压力作用下被拉伸并向上模和下模内表面铺开；通过轴向压缩管材内部流动介质并达到第三预设压强，以使管材...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昱，张义丰，任雪，
申请(专利权)人：海宁正轩汽车轻量化零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：