[发明专利]整体式桥壳成形方法

说明书

技术领域

本发明属于驱动桥技术领域，更具体地说，它涉及一种整体式桥壳成形方法。

背景技术

汽车的驱动桥壳制造方法目前国内外主要采用以下几种方式：

1. 铸造式桥壳

铸造式桥壳系采用球墨铸铁或高强度铸铁整体铸造出中央琵琶形开口壳体与两侧变截面的空心管体毛坯。在对其机械加工后，再将其两端压入较长的半轴套管，并用螺栓或销轴来固定。

该类制造方法的特点是：

(1) 桥壳的刚性较好，减振性好。但耐冲击性能和强度较差。

(2) 由于对材料和热处理有较高要求，生产效率低，废品率较高，生产成本也高。

(3) 材料消耗大，耗能高，生产条件差，污染环境。

(4) 质量大，后续机械加工量大，不易实现近净成形和轻量化、快捷制造。

2．冲压焊接式桥壳

为了克服铸造式桥壳的弊端，国外工业发达国家在上世纪70年代开发成功冲压焊接式桥壳，并迅速推广应用于轻、中、重型商用车中。该生产方法是采用低碳合金钢厚板作原材料，经过落料、弯曲工序，分别冲压成上半桥壳体、下半桥壳体后，再用CO2气体保护焊将二者组焊成桥壳本体(有时需焊上4个三角板镶块)。经机械加工后，焊上加强环、后堵盖与半轴套管，从而得到冲压焊接式桥壳。

该制造方法的特点是：

(1) 制件质量轻，比同型号铸造式桥壳轻15%一20%，利于整车轻量化，可降低油耗。

(2) 废品率低，生产效率高，适于大批量生产。

(3) 生产设备多，工装模具多，投资大。

(4) 材料利用率较低，焊接工作量大。

(5) 由于焊接变形，会导致桥壳抗疲劳性能降低。尤其是汽车在颠簸不平路面行驶时，会因桥壳变形而导致其内部的半轴、齿轮等零件损坏，影响到车桥的传动性能，降低其使用寿命。

3．无缝钢管冷挤扩胀成形的整体式桥壳

系采用低碳合金结构钢(16MnL)热轧无缝钢管作原材料，先将管坯两端缩径、中间部分利用工、模具变为方形管坯后，在管坯中央切割出异型预制孔，随后采用机械扩胀方法，进行整体桥壳的成形。

该制造方法的特点是：

(1) 采用无缝钢管加工，材料利用率较高。

(2) 因两侧采用冷缩径成形，且桥管两侧无焊缝，故所成形的桥壳刚性好。

(3) 消除了两半桥壳的直焊缝，节省直缝焊接的工作量。

(4) 冷扩胀中央壳体时残留应力大，需采用整体热处理消除应力，冷扩胀会产生局部开裂，废品率较高。

(5) 冷扩胀成形后形成更大的三角形开口，要焊上比冲压焊接桥壳更大的三角板镶块，引起变形或残留应力。

(6) 需要专门的成形工装模具，专用设备投资也较大。

4．整体热扩胀式桥壳

该方法是采用特定尺寸的管坯，对其顺序进行第一次加热、管坯预成型、切割预制孔、二次加热、热扩胀预成型、终成形扩胀、整形等步骤。

该制造方法的特点是：

(1) 采用整体热扩胀方法，相较于上述三种方法降低了机械加工量。

(2) 提高了制品刚度。

(3) 提高了使用寿命。

(4) 成形扩胀与整形扩胀需多次成形，生产设备多，工装模具多，投资大。

(5) 对工件在不同的设备上进行热扩胀，外模与芯模不统一，工件尺寸的不稳定性较高。

(6) 整形时不能一次整形，需对琵琶孔轴向两侧分别整形，琵琶孔拉伸变形的可能性较高。

(7) 整形时需调转工件方向，装卡较繁琐，设备较复杂。

(8) 终成形与整形工序较多，生产节拍长，工件温度在生产过程中下降较大，影响成形效果。

综合分析上述几种重型汽车驱动桥壳的制造方法，分别存在材料利用率低、机械加工量大;冲压焊接生产过程链长，焊接工作量大且制品刚度差，使用寿命较低;制品冷扩胀后废品率高，整体热处理能耗高，仍需焊上更大的三角板镶块；现有整体热胀工件尺寸不稳定，装卡繁琐，生产设备复杂、生产设备多，工装模具多，投资大等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有桥壳制造中，冲压焊接技术与整体热扩胀技术中存在的材料利用率低、机械加工量大;冲压焊接生产过程链长，焊接工作量大且制品刚度差，使用寿命较低；整体热胀工件尺寸不稳定装卡繁琐，生产设备复杂、生产设备多，工装模具多，投资大的问题，提供一种汽车驱动桥壳的整体热胀制造技术中的成形与整形一体化的方法，以克服现有技术的不足。