[发明专利]驱动桥壳胀压成型工艺

说明书

本发明属于驱动桥壳生产应用技术领域，尤其涉及一种驱动桥壳胀压成型工艺。首先将缩径后的毛坯管进行预热，预热完成后，将毛坯管转换至成型模具中；然后向毛坯管内充入高压惰性气体，在毛坯管内形成设定内压的条件下，使毛坯管获得内部凹模性质的支撑，对成型模具进行合模，通过合模对毛坯管进行挤压，利用成型模具合模冲压力与毛坯管内压联合作用，实现毛坯管完成基本贴模的预变形；本发明利用内气压支撑和成型模具的配合下，通过局部壁厚及轮廓新增的拓扑优化，达到更高的可靠性及轻量化程度，进而使其能够适用屈服强度更高的材料，使桥壳的重量得到进一步降低，进而满足现有轻量化发展的需求。

技术领域

本发明属于驱动桥壳生产应用技术领域，尤其涉及一种驱动桥壳胀压成型工艺。

背景技术

商用车驱动桥是整车的核心部件之一，驱动桥壳则是驱动桥传动系统的安装支撑体，在车辆行驶过程中起着承重和传力的重要作用，要求具有较高的机械强度、刚度和耐疲劳强度性能。相关文献显示，汽车的整车质量若减少100kg，每百公里油耗将减少0.3L～0.6L，二氧化碳排放量减少12g。按行业有关技术规范与经验值，驱动桥属于钢板弹簧以下质量，每减少1kg簧下质量的效果等同于减重15kg的簧上质量。以重卡驱动桥壳为例，其重量在100kg以上，采用高强钢材料，采用新工艺技术扩大优化结构的技术窗口意义重大。现有桥壳产品的技术方案有四种：整体铸造桥壳，冲压拼焊桥壳，机械热扩胀成形桥壳以及内高压成形桥壳。其中，整体铸造桥壳重量大，生产效率低，内部缺陷控制困难，逐渐被冲压拼焊桥壳替代。

冲压拼焊桥壳由上下两瓣经过热冲压拉伸的半壳，加上桥包三个主要件焊合而成，是目前商用车驱动桥壳的主要技术方案，存在材料利用率低、制造工步长等影响成本及生产效率问题，同时由于产品有较长的焊道，焊缝处应力影响抗疲劳能力、焊接缺陷导致渗漏等失效难以避免。

机械热胀形桥壳主要特点是管坯在桥包部位开一段通透的纵缝，分多道次利用机械模具，在管坯加热条件下将纵缝逐步扩胀到位形成桥壳管梁，对管梁桥包孔毛边进行修整加工后焊上桥包成为桥壳总成。该技术方案相比冲压拼焊桥壳的焊道长度大幅减少，但机械模具胀形过程不可避免地导致桥壳局部拉伸变形时壁厚不均匀，影响总成强度；同时制造工步没有明显的简化。

而内高压一体成形桥壳，其主要原理为在常温条件下，对管坯内充入水基高压液体，使管坯拉伸变形贴模，获得一体成形的桥壳。如国家知识产权局公开的【申请号：201310019329.8】公开了轻中型卡车无焊缝桥壳的整体成形方法，选用无缝钢圆管，先将两端进行前期缩径、中部进行两次液压胀形，再将两端进行后期缩径得到轴对称状或近于轴对称状的预成形管坯，在四向液压机上利用压制成型模具对预成形管坯两端部密封，向其内部充液后再从上下、前后四个方向进行整体压制成形，管坯两端部外径为d1的圆管部分不变形，内侧外径为d1的圆管变成h0×b0矩形管，中间部分轴线两侧一边大一边小的单鼓形变成带有半球状后油盖及附加前盖的桥壳半成品，切除附加的前盖后得到桥壳产品。

采用该技术方案制造的桥壳与现有主流的冲压拼焊桥壳相比，未能实现减重这一汽车行业的重要技术趋势要求，且只能适用Q345及相近屈服强度不超过400MPa的材料，低于行业主流应用的Q460屈服强度接近500MPa的材料标准，其技术潜力限制了桥壳采用更高屈服强度的材料的趋势，并受限于材料在常温下拉伸变形极限，难以实现桥壳产品通过轮廓拓扑优化获得轻量化效果这一重要的技术途径，无法满足日益发展的汽车轻量化的要求。

发明内容

本发明针对上述的现有内高压一体成形桥壳所存在无法满足屈服强度超过400MPa的材料制备驱动桥壳的技术问题，提出一种设计合理、方法简单、操作方便且能够采用更高屈服强度的高强度钢材料的驱动桥壳胀压成型工艺。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供一种驱动桥壳胀压成型工艺，包括以下有效步骤：

a、首先将缩径后的毛坯管进行预热，预热完成后，将毛坯管转换至成型模具中；