專利名稱：一種鋁合金大梁的加工方法及加工工裝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及輕量化鋁合金制車輛縱梁制作技術領域，特別涉及一種鋁合金大梁的加工方法及加工工裝。
背景技術：
縱梁(又稱大梁)是車輛車架的最重要的受力件，其一般采用抗彎性好的工字梁加工而成，由上翼板、腹板和下翼板三個部分構成，腹板垂直于上翼板和下翼板。鋼制縱梁加工方法簡單將上翼板、下翼板、腹板加工成所需形狀后，直接焊接而成；為與其他部件配合，有效提高整車平穩(wěn)性和安全性，通常將腹板一端加工為特殊的鵝頸形，再將長短不一的上翼和下翼分別與腹板焊接即可。而鋁合金擠壓型材為一次擠壓成標準的工字型，擠壓成型后再修改、調整其外廓形狀相當困難；而出于擠壓的工藝特性，也不可能直接擠出符合要求的鵝頸式縱梁。因此，如何將已擠壓成型的鋁合金工字縱梁，加工為可直接在鋁制車輛上使用的鵝頸形縱梁，成為全鋁制車輛國產化需要解決的首要問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供了一種將擠壓成型的鋁合金工字縱梁加工為車輛所需鵝頸形的方法及其工裝，解決了目前缺少該種零件加工方法的問題。本發(fā)明的技術方 案是—種鋁合金大梁的加工方法，大梁縱截面為工字型，由上翼板、腹板和下翼板三個部分構成，腹板垂直于上翼板和下翼板，加工方法包括以下步驟A、將工字型的鋁合金大梁一次擠壓成型；B、切割腹板，在腹板與下翼板之間形成鵝頸形空洞，所述鵝頸形空洞依次包括水平部、第一傾斜部和第二傾斜部，所述水平部頂端與所述下翼間的距離為所述腹板高度的3/8-5/8，所述第一傾斜部頂端與水平線間的夾角為3-30°，所述第二傾斜部頂端與水平線間的夾角為15-60° ；C、將工裝的支架放置在所述下翼板兩側，工裝頂端內側與千斤頂相連的壓柄正對下翼板；D、開啟工裝，使得所述鵝頸形空洞底端的下翼板與所述鵝頸形空洞頂端貼合。優(yōu)選地，所述水平部、所述第一傾斜部和所述第二傾斜部的長度比例為(12-15) (4-7) (2-4)。優(yōu)選地，步驟C中，將所述工裝的壓柄正對所述水平部兩個三等分點之間的區(qū)域、所述水平部與所述第一傾斜部結合處、所述第一傾斜部與所述第二傾斜部結合處、所述第二傾斜部靠近所述下翼板的三等分點與所述下翼板之間的區(qū)域。優(yōu)選地,步驟C中，工裝支架所在平面與所述大梁間的夾角為60-120°。優(yōu)選地，還包括進行時效處理，所述時效處理在步驟A和B之間，或者所述時效處理在步驟D之后。本發(fā)明還提供一種鋁合金大梁的加工工裝，包括支架、千斤頂和壓柄；所述千斤頂位于工裝支架頂端內側，所述壓柄與所述千斤頂下端相連。優(yōu)選地，所述千斤頂位于所述支架頂端內側的中點。優(yōu)選地，所述壓柄的下表面為弧形。優(yōu)選地，所述壓柄的形狀為圓形、橢圓形或者圓柱形。優(yōu)選地，所述壓柄的下表面設置有緩沖層。本發(fā)明提供的鋁合金大梁的加工方法加工工裝，具有如下優(yōu)點1、加工方便先切割腹板，而后將下翼板壓型，使其與腹板凹陷處貼合；步驟簡單，設計合理，并特別設計了專用工裝；2、不減弱整體強度將下翼板順著切割后的鵝頸形腹板貼緊，使得鋁合金工字梁仍為一個整體，并未分割開來，強度減弱不明顯。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實施例的大梁切割后結構示意圖；圖2是本發(fā)明實施例的大梁切割后壓型點示意圖；圖3是本發(fā)明實施例的大梁壓型后結構示意圖；圖4是本發(fā)明實施例的工裝立體結構示意圖；其中，1、上翼板，2、腹板，3、下翼板，4、鵝頸形空洞，5、水平部，6、第一傾斜部，7、第二傾斜部，8、支架，9、千斤頂，10、壓柄。
具體實施例方式以下結合實施例對本發(fā)明技術方案做進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。一種鋁合金大梁的加工方法，大梁縱截面為工字型，由上翼板1、腹板2和下翼板3三個部分構成，腹板2垂直于上翼板I和下翼板3，加工方法包括以下步驟A、將工字型的鋁合金大梁一次擠壓成型；一次擠壓出的鋁合金半掛車大梁強度不低于鋼鐵，而重量僅為鋼鐵的1/3左右，有利于減輕車輛自重從而節(jié)約燃油；并且耐腐蝕，使用壽命長；可回收，經濟價值高。B、切割腹板2，在腹板2與下翼板3之間形成鵝頸形空洞4，所述鵝頸形空洞4依次包括水平部5、第一傾斜部6和第二傾斜部7，所述水平部5頂端與所述下翼3間的距離為所述腹板2高度的3/8-5/8，所述第一傾斜部6頂端與水平線間的夾角為10-30°，所述第二傾斜部7頂端與水平線間的夾角為45-60° ；鵝頸式縱梁可有效提高整車平穩(wěn)性和安全性，被業(yè)內廣泛利用，其鵝頸處不僅承受了彎矩，還承受了復雜路況的扭矩和沖擊力，容易損壞。而本發(fā)明經過多次力學試驗和模擬計算，得出上述形狀的高度差和表面形狀試驗效果最佳。第一傾斜部6的斜度比第二傾斜部7小，做為水平部5和第二傾斜部7之間的過渡區(qū)域，可將壓力緩慢分散，避免在路況復雜受力變化快而猛或長期使用后引起大梁整體的扭曲和斷裂。另外，第一傾斜部6和第二傾斜部7的長度比例為(12-15) (4-7) (2-4) ；/jC平部、第一傾斜部6和第二傾斜部7的長度依次減少，最平滑的部分長度相對較長，最陡峭的部分長度相對較短，也是出于均衡受力的考慮。C、將工裝的支架8放置在所述下翼板3兩側，工裝頂端內側與千斤頂9相連的壓柄10正對下翼板3 ；結合圖2，可將工裝的壓柄10正對水平部5兩個三等分點之間的區(qū)域(A段)、水平部5與第一傾斜部6結合處(B點)、第一傾斜部6與第二傾斜部7結合處(C點)、第二傾斜部7靠近所述下翼板的三等分點與所述下翼板之間的區(qū)域(D段)進行壓型。下翼板3兩側工裝支架8所在平面與大梁間的夾角可為60-120°，以方便固定和操作。D、開啟工裝，使得將所述鵝頸形空洞4底端的下翼板3與所述鵝頸形空洞4頂端貼合。如圖1所示，鵝頸形空洞4靠近上翼板1、形狀為三段折線的端面為頂端，與之相對的靠近下翼板3的直線端面為底端；因該空洞往一端逐漸縮小，形似鵝的脖子，所以稱為鵝頸形空洞。開啟工裝后，工 裝壓柄10受千斤頂9的作用向下移動，從而給下翼板3實施一向下的壓力，使得下翼板3往鵝頸形空洞4內部彎曲，直至鵝頸形空洞4的頂端和底端合二為
O如圖3所示，下翼板3與所述鵝頸形空洞4頂端貼合后，則使得大梁整體形成內部無空洞、外部輪廓線條流暢的形狀且為一次擠壓成型的完整產品，對于保持大梁整體強度有益；并且將鵝頸形空洞4底端的下翼板3貼合至鵝頸形空洞4頂端，順勢而為，不浪費材料。并且，可在步驟C所述位置同時采用點焊方式進行焊接，以保持鵝頸形狀，并加強結合強度。點焊所形成的突起或不平整可在電焊完成后進行切除、打磨，然后通焊成型。為加強鋁合金強度和性能，可進行時效處理，時效處理可在步驟A和B之間，或者在步驟D之后進行都不影響本實施例的實現。本發(fā)明還提供一種鋁合金大梁的加工工裝，參見圖4，包括支架8、千斤頂9和壓柄10 ;所述千斤頂9位于工裝支架8頂端內側，所述壓柄10與所述千斤頂9下端相連，壓柄10則可在千斤頂9的作用下向下活動，并給予壓柄10之下的物體一定的下壓力。千斤頂9可位于所述支架8頂端內側的中點，則千斤頂9下端相連壓柄10也位于所述支架頂端8內側的中點處，利于平衡工裝負重，并利于支架8放置在被加工的大梁兩側的位置調整。壓柄10的下表面可為弧形，以減小與被加工的大梁表面的摩擦，避免損壞大梁表面質量，并利于分散壓力。壓柄10的形狀為圓形、橢圓形或者圓柱形，都不影響本發(fā)明實施例的實現。壓柄10的下表面可設置有緩沖層，如橡膠、海綿等彈性部件，進一步減小與被加工的大梁表面的摩擦。另外，支架8頂端外側可為倒T形，以方便調運設備卡住支架8頂端，方便吊運移動位置。以上對本發(fā)明實施例提供的一種鋁合金大梁的加工方法及加工工裝進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，僅用于幫助理解本發(fā)明核心思想；不應理解為對本發(fā)明的限制。
權利要求
1.一種鋁合金大梁的加工方法，大梁縱截面為工字型，由上翼板、腹板和下翼板三個部分構成，腹板垂直于上翼板和下翼板，其特征在于，加工方法包括以下步驟 A、將工字型的鋁合金大梁一次擠壓成型； B、切割腹板，在腹板與下翼板之間形成鵝頸形空洞，所述鵝頸形空洞依次包括水平部、第一傾斜部和第二傾斜部，所述水平部頂端與所述下翼間的距離為所述腹板高度的3/8-5/8，所述第一傾斜部頂端與水平線間的夾角為3-30°，所述第二傾斜部頂端與水平線間的夾角為15-60° ； C、將工裝的支架放置在所述下翼板兩側，工裝頂端內側與千斤頂相連的壓柄正對下翼板； D、開啟工裝，使得所述鵝頸形空洞底端的下翼板與所述鵝頸形空洞頂端貼合。
2.根據權利要求1所述的一種鋁合金大梁的加工方法，其特征在于，所述水平部、所述第一傾斜部和所述第二傾斜部的長度比例為(12-15) (4-7) (2-4)。
3.根據權利要求1所述的一種鋁合金大梁的加工方法，其特征在于，步驟C中，將所述工裝的壓柄正對所述水平部兩個三等分點之間的區(qū)域、所述水平部與所述第一傾斜部結合處、所述第一傾斜部與所述第二傾斜部結合處、所述第二傾斜部靠近所述下翼板的三等分點與所述下翼板之間的區(qū)域。
4.根據權利要求3所述的一種鋁合金大梁的加工方法，其特征在于，步驟C中，工裝支架所在平面與所述大梁間的夾角為60-120°。
5.根據權利要求1至4任一項所述的一種鋁合金大梁的加工方法，其特征在于，還包括進行時效處理，所述時效處理在步驟A和B之間，或者所述時效處理在步驟D之后。
6.一種鋁合金大梁的加工工裝，其特征在于，包括支架、千斤頂和壓柄；所述千斤頂位于工裝支架頂端內側，所述壓柄與所述千斤頂下端相連。
7.根據權利要求6所述的一種鋁合金大梁的加工工裝，其特征在于，所述千斤頂位于所述支架頂端內側的中點。
8.根據權利要求6所述的一種鋁合金大梁的加工工裝，其特征在于，所述壓柄的下表面為弧形。
9.根據權利要求6所述的一種鋁合金大梁的加工工裝，其特征在于，所述壓柄的形狀為圓形、橢圓形或者圓柱形。
10.根據權利要求6所述的一種鋁合金大梁的加工工裝，其特征在于，所述壓柄的下表面設置有緩沖層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁合金大梁的加工方法及加工工裝，包括以下步驟將工字型的鋁合金大梁一次擠壓成型；切割腹板，在腹板與下翼板之間形成鵝頸形空洞，所述鵝頸形空洞依次包括水平部、第一傾斜部和第二傾斜部，所述水平部頂端與所述下翼間的距離為所述腹板高度的3/8-5/8，所述第一傾斜部頂端與水平線間的夾角為3-30°，所述第二傾斜部頂端與水平線間的夾角為15-60°；將工裝的支架放置在所述下翼板兩側，工裝頂端內側與千斤頂相連的壓柄正對下翼板；開啟工裝，使得所述鵝頸形空洞底端的下翼板與所述鵝頸形空洞頂端貼合。本發(fā)明提供了一種將擠壓成型的鋁合金工字縱梁加工為車輛所需鵝頸形的方法及其工裝，不僅加工方便，而且不減弱整體強度。
文檔編號B23P15/00GK103042357SQ20111042493
公開日2013年4月17日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權日2011年12月19日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:湖南晟通科技集團有限公司