[發明專利]管狀扭力梁及成形方法

有效

• 申請號: 201410247472.7
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN105216573B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 蘇海波;徐小華;蔣浩民;陳新平;陳智勇
• 申請（專利權）人: 上海寶鋼高新技術零部件有限公司
• 主分類號: B60G21/05
• 分類號: B60G21/05;B21D35/00;B21D26/033;B21D7/00
• 代理公司: 上海科琪專利代理有限責任公司31117
• 代理人: 伍賢喆

技術領域

本發明涉及汽車扭力梁領域，尤其涉及一種扭力梁及其成形方法。

背景技術

汽車后橋扭力梁是汽車的關鍵部件之一，主要作用是平衡左右車輪的上下跳動，以減小車輛的搖晃，保持車輛的平穩，提高車輛側傾剛度。傳統結構的扭力梁各組成部件多為鈑金沖壓成形，所以兩端開口外翻，而且橫梁扭轉剛度相對較小；因此現有扭力梁的軸線上都設置有一根穩定桿以提高其扭轉剛度，另外由于兩端開口外翻，在后續與左右縱臂的焊接過程中，與縱臂的搭接焊縫很難形成封閉結構，造成焊接變形穩定性較差，扭力梁工作時其焊縫處的受力不均勻，焊縫附近會出現應力集中，因而對焊接工藝要求較高，同時在使用過程中，容易產生疲勞破壞，為保證產品的可靠性，需要在連接區域額外焊接加強板的方式，來提升整個零件的強度，整個生產過程復雜，零件重量重，成本高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種管狀扭力梁及成形方法，選取了最小直徑的圓管使得零件重量比傳統方法制成的扭力梁輕，可以省去傳統扭力梁中的穩定桿，具有強度高、重量輕、成本低、可靠性好的顯著優點，具有廣闊的市場應用前景。

本發明是這樣實現的：一種管狀扭力梁，包括扭力梁本體，所述扭力梁本體由中間段和對稱設置在中間段兩側的左端部和右端部構成，所述扭力梁本體的軸向和徑向都彎曲為一定弧度，所述中間段沿軸線對折，使中間段的截面成為對稱的折線形，所述折線形的內壁與外壁緊貼，內壁與外壁之間通過過渡圓弧過渡，所述中間段中點部位截面的周長小于左端部與右端部截面的周長。

所述的折線形為V形或U形。

所述的過渡圓弧的半徑為中間段壁厚的2~5倍。

所述過渡圓弧的半徑沿中間段的中點向兩端逐漸增大。

所述左端部和右端部的截面為橢圓形、圓形或方形。

一種管狀扭力梁成形方法，包括以下步驟：

S1：確定扭力梁的形狀參數，形狀參數包括軸向彎曲弧度、徑向彎曲弧度、軸線長度和扭力梁的中間段中點部位截面周長；

S2：根據扭力梁的形狀參數選擇初始圓直管，初始圓直管的截面周長與扭力梁的中間段中點部位截面周長相同，初始圓直管的長度為扭力梁軸線長度加切割余量；

S3：軸向彎曲，設定軸向回彈弧度，沿軸向對初始圓直管進行彎曲，彎曲的弧度為軸向回彈弧度加軸向彎曲弧度；

S4：徑向彎曲，設定徑向回彈弧度，沿徑向對初始圓直管進行彎曲，彎曲的弧度為徑向回彈弧度加徑向彎曲弧度；

S5：零件液壓成形，通過液壓使圓管成形為扭力梁的形狀，液壓成形時對兩端部進行膨脹；

S6：對兩端部進行切邊得到最終的管狀扭力梁。

所述的步驟S5與步驟S6之間還包括淬火處理步驟，對零件液壓成形后得到的零件進行淬火處理，淬火溫度為850℃、保溫時間5-15秒、冷卻介質為水。

所述的軸向回彈弧度為1°~3°。

所述的徑向回彈弧度為2°~4°。

所述步驟S5中，扭力梁兩端膨脹后的截面周長為初始圓直管周長的1.1~1.25倍。

本發明管狀扭力梁及成形方法選取了最小直徑的圓管，兩端液壓膨脹后得到最終所需要的扭力梁，使得零件重量比傳統方法制成的扭力梁輕；另外，該管狀結構在中間段彎折成為內外壁緊貼的U形或V形，具有了更好的剛度，可以省去傳統扭力梁中的穩定桿，液壓膨脹而成的端部不會翻邊在安裝時更加容易密封焊接，因此本發明扭力梁具有強度高、重量輕、成本低、可靠性好的顯著優點，具有廣闊的市場應用前景。

附圖說明

圖1為本發明管狀扭力梁安裝時的狀態示意圖；

圖2為本發明管狀扭力梁的立體結構示意圖；

圖3為本發明管狀扭力梁的中間點截面示意圖；

圖4為本發明管狀扭力梁的主視示意圖；

圖5為圖4中的a-a截面示意圖，即中間段的截面示意圖；

圖6為圖4中的b-b截面示意圖，即中間段與左端部過渡位置的截面示意圖；

圖7為圖4中的c-c截面示意圖，即左端部的截面示意圖；

圖8為初始圓直管示意圖；

圖9為初始圓直管軸線彎曲后的示意圖；

圖10為圖9徑向彎曲后的示意圖；

圖11為零件液壓成形后的結構示意圖；

圖12為切邊后最終的管狀扭力梁結構示意圖。

圖中：1左端部、2中間段、3右端部、21內壁、22外壁、23過渡圓弧。

具體實施方式