车架纵梁多层成形方法及多层车架纵梁

摘要

本发明公开一种车架纵梁多层成形方法以及用这种方法制成的车架纵梁，所述车架纵梁多层成形方法包括如下步骤：步骤一：对制作车架纵梁的各层梁片均进行钻孔加工或平冲加工；步骤二：将钻孔或平冲后的所述各层梁片平合在一起；步骤三：将所述平合后的梁片用模具一次成形。用所述方法制成的车架纵梁由两层或两层以上层叠设置后用模具一次成形的纵梁构成。本发明提供的车架纵梁多层成形方法加工工艺简单且可以使成形的车架纵梁具有较高的抗弯曲强度和抗扭曲强度。

权利要求

1.一种车架纵梁多层成形方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：对制作车架纵梁的各层梁片均加工孔，所述孔采用钻孔加工或平冲加工；

步骤二：将钻孔或平冲后的所述各层梁片平合在一起，所述平合在一起是指各层梁片按照沿板材的长度方向平行的方式叠合在一起；

步骤三：将所述平合后的梁片用模具一次成形。

2.如权利要求1所述的车架纵梁多层成形方法，其特征在于，所述步骤一中加工的孔为定位孔。

3.如权利要求1所述的车架纵梁多层成形方法，其特征在于，所述各层梁片是变截面纵梁的梁片，或者是直截面纵梁的梁片。

4.一种采用如权利要求1所述方法制成的多层车架纵梁，其特征在于，由两层或两层以上层叠设置后用模具一次成形的纵梁构成。

5.根据权利要求4所述的多层车架纵梁，其特征在于，所述的各层纵梁上均设有位置和孔径相同的多个定位孔。

6.根据权利要求4所述的多层车架纵梁，其特征在于，所述纵梁为变截面纵梁或直截面纵梁。

说明书

车架纵梁多层成形方法及多层车架纵梁

技术领域

[0001] 本发明涉及一种车架纵梁多层成形方法以及用这种方法制成的车架纵梁。

背景技术

[0002] 车架纵梁是在汽车车架上常见的结构，尤其是在货车上。纵梁布置在汽车车架的左右两侧，汽车车身的抗弯曲强度主要由车架的纵梁提供。此外，还要求车架纵梁要有一定的抗扭曲性能。普通的车架纵梁先由钢板制成的梁片液压成具有槽型截面的型材，然后再加工成车架纵梁。车架纵梁有单层纵梁，也有多层纵梁。其中多层纵梁的抗弯曲和抗扭曲性能均强于单层纵梁。

[0003] 上述多层纵梁常用钢板作为梁片材料，加工时，首先按照技术规范选取符合设计要求的梁片材料；然后将各层梁片分别加工成具有槽型截面的梁片；最后将数层梁片嵌套或焊接在一起形成车架纵梁。这种制作工艺先将梁片液压成形、后嵌套，流程比较复杂、加工成本高，并且嵌套后的合梁由于各层之间的间隙不稳定，造成其抗弯曲强度和抗扭曲强度不够理想。而且对一些特殊的变截面纵梁来说，由于受截面的几何形状的限制，很难适用这种嵌套式合梁的工艺。

发明内容

[0004] 针对上述问题，本发明提供一种加工工艺简单且可以使成形的车架纵梁具有较高的抗弯曲强度和抗扭曲强度的车架纵梁多层成形方法，以及用这种方法制成的车架纵梁。

[0005] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0006] 一种车架纵梁多层成形方法，包括如下步骤：

[0007] 步骤一：对制作车架纵梁的各层梁片均加工孔，所述孔采用钻孔加工或平冲加工；

[0008] 步骤二：将钻孔或平冲后的所述各层梁片平合在一起，所述平合在一起是指各层梁片按照沿板材的长度方向平行的方式叠合在一起；

[0009] 步骤三：将所述平合后的梁片用模具一次成形。优选将所述平合后的梁片用模具一次液压成形。

[0010] 进一步地，所述步骤一中加工的孔为定位孔。为了定位的需要，各层梁片上的定位孔的平冲或钻孔要求是：不同梁片上的定位孔的布局是相同的，并且对应位置的不同梁片上的定位孔具有相同的孔径。这样可以使得后续加工中的各层梁片能够利用定位孔保持梁片之间相对位置固定。

[0011] 进一步地，所述各层梁片是变截面纵梁的梁片，或者是直截面纵梁的梁片。

[0012] 一种用所述车架纵梁多层成形方法制成的多层车架纵梁，由两层或两层以上层叠设置后用模具一次成形的纵梁构成。

[0013] 进一步地，所述的各层纵梁上均设有位置和孔径相同的多个定位孔。

[0014] 进一步地，所述纵梁为变截面纵梁或直截面纵梁。

[0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

[0016] 由于本发明所公开的方法采用模具一次性成形工艺，从而可以使得成形后的多层车架纵梁的各层之间贴合地更加紧密，缝隙更小，纵梁结构更加牢固，无论是抗弯曲强度还是抗扭曲强度，均比嵌合式的多层车架纵梁要高；一次性成形工艺还使得多层梁片可以在同一道工序中成形，不必分开加工，减少了工序流程，降低了加工成本；梁片上预先加工的定位孔便于各层梁片的定位和固定，可以简化后续的合梁工序和液压工序；由于可以用模具一次性成形，因此对于用传统的嵌合式合梁工艺难以制作的变截面纵梁来说，在本发明的方案中，只需要调整模具和梁片，就可以很容易地实现对变截面纵梁的一次性液压成形。

[0017] 经采用模具一次成形的所述多层车架纵梁的各层纵梁之间结合紧密，间隙小且稳定，从而具有更好的抗弯曲强度和抗扭曲强度，并且可以省去对所述多层车架纵梁中各层纵梁的梁片分别进行液压然后嵌套在一起的工序，简化了加工工艺，降低了生产成本；所述定位孔便于加工时梁片的定位，进一步使加工变得容易；变截面纵梁还可以适用于一些对纵梁具有特殊需求的场合。

附图说明

[0018] 下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详细的说明。

[0019] 图1是实施例二中的车架纵梁具有槽型截面时的结构示意图；

[0020] 图2是图1的A-A截面放大示意图；

[0021] 图3为梁片叠合方式示意图；

[0022] 图4是图3的B-B截面放大示意图；

[0023] 图5是内梁和外梁上所设置的孔的位置示意图；

[0024] 图6是内梁为两层时的截面示意图。

[0025] 图中：1.多层车架纵梁，2.内梁，3.外梁，4.定位孔，21.内梁第一层，22.内梁第二层。

具体实施方式

[0026] 下面结合实施例对本发明做进一步的描述。

[0027] 在实施例一中，所述车架纵梁多层成形方法包括如下步骤：

[0028] 步骤一：对制作车架纵梁的各层梁片均加工孔，所述孔采用钻孔加工或平冲加工；

[0029] 步骤二：将钻孔或平冲后的所述各层梁片平合在一起，所述平合在一起是指各层梁片按照沿板材的长度方向平行的方式叠合在一起；

[0030] 步骤三：将所述平合后的梁片用模具一次性液压成形。

[0031] 具体的，所述步骤一中，将所述梁片进行钻孔或平冲加工的目的是为了获得定位孔。所述步骤一既可以是对各层梁片分别钻孔或平冲加工，也可以是将各层梁片叠合后一次性钻孔或平冲加工。为了定位的需要，各层梁片上的孔的平冲或钻孔要求是：不同梁片上的孔的布局是相同的，并且对应位置的不同梁片上的孔具有相同的孔径。这样可以使得后续加工中的各层梁片能够利用定位孔保持相对位置固定。由于现场加工时，往往会采用具有定位销的工作台作为梁片的加工平台，因此上述定位孔完全可以根据工作台上的定位销来确定位置和孔径，所以，本实施例中不对定位孔的位置和孔径大小做出具体限定。所述步骤二中，将钻孔或平冲后的所述各层梁片平合在一起，即各层梁片按照沿板材的长度方向平行的方式叠合在一起。由于板材上具有定位孔，所以这一步骤中可以用定位销来帮助板材之间的叠合和定位，从而可以简化平合工艺，还能保证平合后的梁片保持相互之间的位置关系稳定，便于后面的液压成形。所述步骤三中，将上述平合后的梁片用模具一次性液压成形，即按照所需车架纵梁的结构来设计模具的外形，然后用模具对平合后的梁片进行液压，从而使所述多层车架纵梁一次成形。最常见的纵梁截面为槽型。

[0032] 由于是一次性液压成形，所以成形工序简单省时，从而节省了加工成本。此外，用模具一次性液压成形的好处是所述多层车架纵梁的各层之间结合紧密，缝隙非常小，并且车架纵梁的整体结构也很牢固，不用担心在传统的嵌合工序中所常见的嵌合点之间的内应力过高造成的缝隙不稳定现象，从而提高了所述多层车架纵梁的抗弯曲强度和抗扭曲强度。

[0033] 在对具有特殊要求的变截面纵梁进行加工制作时，所述步骤三中的模具可以根据纵梁形状进行设计，然后将选用的梁片材料按照前述步骤一至三进行加工，同样可以将变截面多层车架纵梁一次性液压成形。即使是某些外形复杂，不能一次性液压成形的变截面纵梁，也可以将模具按照其外形中可液压的部分来设计，从而用液压加工方式制造出变截面纵梁的半成品，然后再进行后续的加工。因此，本发明所公开的车架纵梁多层成形方法不仅适用于直截面多层车架纵梁，还适用于变截面多层车架纵梁。

[0034] 在实施例二中，如图1和图2所示，为采用实施例一所述方法制成的多层车架纵梁1。所述多层车架纵梁1为两层结构，分别是内梁2和外梁3，所述内梁2和所述外梁3为层叠设置后液压成形的纵梁。制作时，先将所述内梁2的梁片和所述外梁3的梁片沿着材料的长度方向平行叠合，然后采用模具一次性液压成形，从而形成具有槽型截面的多层车架纵梁1，其中，所述内梁2和所述外梁3的截面均为槽形。上述成形过程既减少了分别液压各层纵梁后再嵌套的工序，又使得经液压后形成的所述多层车架纵梁1的内梁2和外梁
3之间结合紧密，提高了所述多层车架纵梁的抗弯曲强度和抗扭曲强度。

[0035] 在实施例三中，基于实施例二的方案，进一步地，所述内梁2的梁片在宽度方向上处于所述外梁3的梁片的正中央，从而使得所述内梁2和所述外梁3在经模具液压成形后可以彼此贴合地更为紧密，成形后的多层车架纵梁截面沿着其中心线更加对称，其内部间隙更小，最终形成的所述多层车架纵梁的抗弯曲强度和抗扭曲强度更高。如图3和图4所示，为本实施例中的内梁2的梁片和外梁3的梁片均为板材时的位置示意图。

[0036] 在实施例四中，如图5所示，基于实施例二或实施例三的方案，不同点在于所述内梁2上具有多个定位孔4，所述外梁3上具有和所述内梁2上的定位孔4相同位置关系和孔径的多个定位孔4。上述定位孔4是在所述多层车架纵梁1成形之前，在所述内梁2的梁片上和所述外梁3的梁片上预先加工出来的，例如将所述内梁2的梁片和所述外梁3的梁片叠合后进行冲孔或钻孔加工。由于所述内梁2上的定位孔4和所述外梁3上的定位孔4具有相同的位置关系和孔径，从而当所述内梁2的梁片和所述外梁3的梁片相互叠合时，可以利用这些定位孔4进行定位，一方面使得制作过程中的定位工序变得简单，另一方面还使得成形后的所述多层车架纵梁1上具有成形的定位孔4，便于后续加工工序中的定位。

[0037] 在实施例五中，基于实施例二、三或四中任一个的方案，不同点在于，所述内梁2为两层或两层以上，尤其优选所述内梁2的各层宽度各不相同。加工时，将所述内梁2的各层的梁片按照宽度递减的顺序依次叠合在一起。如图6所示为所述内梁2具有两层结构的情形，包括内梁第一层21和内梁第二层22。所述内梁第二层22的宽度宽于所述内梁第一层21，并且所述内梁第二层22的宽度窄于所述外梁3的宽度。由于增加了内梁2的层数，使得成形后的多层车架纵梁1具有了更好的抗弯曲强度和抗扭曲强度。

[0038] 在实施例二至五中，所述内梁2的梁片和所述外梁3的梁片可以是金属板材，按照现有的技术规范选取金属板材的规格，然后加工成形。所述多层车架纵梁可以是直截面的纵梁，也可以是具有变截面的纵梁。在选用不同型材作为原材料时，只需要根据所需多层车架纵梁的实际形状选取原材料并调整液压模具的结构，就可以由上述实施例中的方案实现本实用新型的目的。

[0039] 由于汽车车架纵梁大多为钢材制成，因此本发明的实施例部分为叙述方便，以钢材作为加工的原料，但是应当理解，本发明所公开的方法同样还可以用于选用其他适于进行液压的金属材料制作车架纵梁的情形，并且能够实现本发明的目的。

[0040] 以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。