[發(fā)明專利]B柱及制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410785277.X
• 申請(qǐng)日: 2014-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN104527807A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫財(cái);陳揚(yáng);李向榮;楊云龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫朗賢汽車組件研發(fā)中心有限公司
• 主分類號(hào): B62D25/04
• 分類號(hào): B62D25/04;B23P15/00;B21D26/033
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 劉海

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種B柱及制造方法，屬于車輛部件技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

汽車的B柱是汽車上的豎梁，位于駕駛艙的前座和后座之間，從車頂延伸到車底部。B柱不但支撐車頂蓋，還要承受前、后車門的支承力，在B柱上還要裝置一些附加零部件，例如前排座位的安全帶，有時(shí)還要穿電線線束。因此B柱大都有外凸半徑，以保證有較好的力傳遞性能。現(xiàn)代轎車的B柱截面形狀是比較復(fù)雜的，它由多件沖壓鋼板焊接而成。隨著汽車制造技術(shù)的發(fā)展，不用焊接而直接采用液壓成型的封閉式截面中柱已經(jīng)問世，它的剛度大大提高而重量大幅減小，有利于現(xiàn)代轎車的輕量化。

在側(cè)碰試驗(yàn)和交通事故中，B柱起著重要的抗沖擊作用。現(xiàn)有的B柱一般采用一塊厚度無變化B柱的結(jié)構(gòu)來承受側(cè)面碰撞造成的沖擊，也有采用拼焊板結(jié)構(gòu)將不同厚度的鋼板焊接在一起的方式。采用厚度有變化B柱的結(jié)構(gòu)存在的優(yōu)點(diǎn)是，能更好保護(hù)駕乘人員，碰撞時(shí)能達(dá)到變形吸能目的；而采用傳統(tǒng)同等厚度鋼板焊接的方式，存在的缺陷是：（1）B柱和加強(qiáng)鋼板一般為冷沖壓件，需要新開模具和焊接工裝；（2）同等強(qiáng)度的冷沖件重量大，不符合輕量化趨勢(shì)；（3）B柱和加強(qiáng)鋼板分別成型后的制件再實(shí)現(xiàn)匹配焊接，穩(wěn)定性不高，質(zhì)量控制較難，報(bào)廢率高；（4）B柱上下強(qiáng)度一樣，發(fā)生側(cè)面碰撞時(shí)，沒有吸能變形部位，巨大沖擊力回危害駕駛員安全。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種B柱及制造方法，采用液壓成形的加強(qiáng)管，可以根據(jù)B柱形狀靈活變化加強(qiáng)管的截面設(shè)計(jì)，使每個(gè)截面負(fù)載更加均勻，并且符合車輛輕量化要求。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述B柱，包括B柱主體，B柱主體頂部為與車頂固定的上固定部，B柱主體底部為與門檻固定的下固定部；其特征是：所述B柱主體的上部為第一厚度區(qū)域，下部為第二厚度區(qū)域，中部為第三厚度區(qū)域；所述第一厚度區(qū)域和第二厚度區(qū)域的厚度為1.2?mm，第三厚度區(qū)域的厚度為1.7?mm；所述第一厚度區(qū)域和第二厚度區(qū)域的高度分別占B柱主體高度的1/4～1/3；在所述第三厚度區(qū)域設(shè)置加強(qiáng)管，加強(qiáng)管為中空管，由液壓成形工藝得到。

所述加強(qiáng)管的管壁厚度為1.8mm±30%。

所述B柱的制造方法，其特征是，包括以下步驟：

（1）采用激光拼焊得到具有第一厚度區(qū)域、第二厚度區(qū)域和第三厚度區(qū)域的B柱主體的坯料，將B柱主體的坯料在加熱爐內(nèi)加熱至850～940℃，使其轉(zhuǎn)化為奧氏體組織，所述B柱主體的坯料采用22MnB5（俗稱硼鋼）；

（2）將奧氏體化后的B柱主體的坯料在模具內(nèi)進(jìn)行熱成型，并同時(shí)淬火；其中，第一厚度區(qū)域和第二厚度區(qū)域的厚度為1.2?mm，第三厚度區(qū)域的厚度為1.7?mm；

（3）選擇材質(zhì)為低碳鋼、不銹鋼、鋁、鋁鎂合金的直管，將直管在常溫下進(jìn)行彎管，并預(yù)成型得以與加強(qiáng)管最終形狀基本一致的零件；所述直管的材質(zhì)為微合金鋼、雙相鋼或多相鋼；

（4）將步驟（3）預(yù)成型后的零件在模具中由壓力機(jī)進(jìn)行液壓成形，具體過程為：模具在壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)下閉合，壓力機(jī)的水系統(tǒng)向預(yù)成形后的管狀零件的內(nèi)腔進(jìn)行注水，使得零件的內(nèi)腔充滿水；軸向缸向零件移動(dòng)并將零件密封，同時(shí)向零件內(nèi)腔注入高壓水，在高壓水的作用下，工件變形，直至與模具的成型面貼合，得到所需要的加強(qiáng)管的形狀；所述高壓水的內(nèi)壓力為5～250MPa，軸向缸推力為5～100噸；

（5）將步驟（2）熱成型得到的B柱主體和步驟（4）液壓成形得到的加強(qiáng)管焊接在一起，得到所述的B柱。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）加強(qiáng)管采用液壓成形工藝，具有輕量化的優(yōu)點(diǎn)，即產(chǎn)品的強(qiáng)度更高，重量反而更輕；（2）應(yīng)力集中小：相對(duì)于傳統(tǒng)沖壓工藝，即沖壓兩片零件再焊接到一起的工藝，使用液壓成形工藝可以根據(jù)B柱主體的情況靈活變化截面設(shè)計(jì)，讓每個(gè)截面的負(fù)載更加均勻；（3）尺寸質(zhì)量更高：由于液壓成形工藝成形時(shí)內(nèi)部壓力很高，工件塑性變形處理壓應(yīng)力狀態(tài)，而非傳統(tǒng)從沖壓工藝的拉、壓兩種應(yīng)力狀態(tài)，這樣更容易產(chǎn)生零件回彈，零件的尺寸精度因而更高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述B柱的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為所加強(qiáng)管的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1～圖2所示：所述B柱包括上固定部1、下固定部2、B柱主體3、第一厚度區(qū)域4、第二厚度區(qū)域5、第三厚度區(qū)域6、加強(qiáng)管7等。