[发明专利]重型卡车无焊缝桥壳的整体成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车制造技术领域，特别是涉及一种重型卡车无焊缝桥壳的整体成形方法。

背景技术

汽车驱动桥桥壳是汽车上的主要承载构件之一，几何形状较为复杂，它是主减速器、差速器、半轴的装配基体，主要功用是支承汽车重量，承受由车轮传来的路面反力和反力矩，并经悬架传给车架或车身。其性能直接影响运输车辆的安全性和可靠性，应具有足够的强度和刚度，并且要求尽量减小质量以提高汽车行驶的平顺性。目前，重型卡车桥壳主要采用铸造和冲压焊接方法制造，铸造桥壳强度刚度大，壁厚分布好，但是制件质量大，生产中有污染。冲压焊接桥壳质量轻，制造工艺稳定，但是材料利用率低，制件焊缝长，焊缝处疲劳寿命低，焊缝处易漏油。

附图1、图2为某重型卡车后驱动桥冲压焊接桥壳的结构图，由上下两个桥壳片体、左右四个三角垫板、后油盖、加强圈等八个冲压件焊接而成，其后油盖呈柱身球冠状，圆柱段内侧φd_z的孔用于安装主减速器的辅助支承轴承，加工精度要求高。该桥壳属于大尺寸复杂管类件：中间为异型截面的桥包、最大截面高度为d_m，两侧为h₁× b₁矩形截面的直臂，两端部为直径d_e的圆管。

有厂家利用管坯开口扩胀方法制造桥壳，即将无缝钢管两端缩径，在其中部沿轴向中心线切制长条形通孔，加热后将长条形通孔挤扩胀形至所需尺寸的圆孔，桥包部分整形后加焊三角块，调质处理后加焊后油盖、加强圈后得到桥壳。开口扩胀方法制造的桥壳，材料利用率有所提高，但制造工序较多，能耗高，制造成本偏高，而且桥包部分仍存在焊缝。

有文献提出用液压胀形方法制造桥壳，即将无缝钢圆管两端缩径后中部进行液压胀形直接得到带有附加前盖的桥壳半成品。用液压胀形方法制造重型卡车桥壳，中间异型截面的桥包部分难以成形，液压胀形时壁厚减薄量大容易胀裂，而且需要超高内压、需要超大吨位液压机。

有文献公开了一种汽车桥壳内高压、缩径成形方法。选用一定规格尺寸的无缝钢管，首先对中部进行内高压成形，然后对两端进行缩径，最后对中间桥包部分进行局部内高压整形，经机加工后得到桥壳产品。针对重型卡车桥壳，在公开的文献中，在第一道工序内高压成形时可以成形带有半球形后盖的桥壳，此时管坯中间部分轴线一侧进行大变形而另一侧不变形，实际成形时会导致大变形部分因轴向补料差而容易胀裂、不需变形的部分容易失稳起皱；此外，第二次内高压整形时仅对桥包部分局部整形，后油盖的内孔达不到安装轴承的精度要求。在公开的文献中，在第一道工序内高压成形时，亦可压成不带半球形后盖的桥壳，此时管坯中间部分近于均匀胀形，内高压整形后中间胀形部分前后方向被压成平面，桥包部分切割前后两个圆孔后再焊接后油盖，增加了制造工序。在公开的文献中，内高压成形后的管坯两侧部分仍为圆管，缩径后两端部为圆形、内侧为矩形，而且矩形的高度与宽度均小于端部圆形的外径，缩径工艺难度大。

有文献提出用钢管胀压成形方法制造汽车桥壳，即将无缝钢圆管两端缩径后中部进行液压胀形得到轴对称或近于轴对称状的预成形管坯，再经过压制成形得到带有球冠状后油盖及前盖的桥壳半成品，最后根据工艺要求切割附加的前盖，得到汽车桥壳。用钢管胀压成形方法制造重型卡车桥壳，理论上可解决直接液压胀形时面临的液压胀形时成形难、需要超高内压的瓶颈问题。在公开的文献中，尚存在以下不足：

（1）胀压成形重型桥壳，选用的初始管坯直径大、管壁厚，采用普通推压缩径，管坯缩径时壁厚增加多，引起质量增量大。

（2）针对重型卡车桥壳，预成形管坯两端部内侧圆管的直径大于压制成形后矩形截面的尺寸，压制成形模具的前模块、后模块之间用螺栓固定连接在一起，将导致压制前无法放料，不能压制。

（3）压制成形后桥壳管件，后油盖内侧尺寸达不到安装轴承的要求，而且球冠状的前盖切除后不便于作为坯料进行后续加工，导致材料利用率低。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述不足，本发明提供一种重型卡车无焊缝桥壳的整体成形方法。采用该方法成型的重型卡车桥壳无焊缝，具有强度刚度高、形状精度高、壁厚分布合理和材料利用率高等优点。