本申請(qǐng)要求2015年9月7日提交的韓國專利申請(qǐng)第10-2015-0126543號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部內(nèi)容結(jié)合于此用于通過該引用的所有目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種車輛的保險(xiǎn)杠梁的制造方法，更具體地，涉及這樣一種車輛的保險(xiǎn)杠梁的制造方法，其中圓形管件通過熱沖壓模制而模制為具有至少兩個(gè)封閉橫截面的保險(xiǎn)杠梁，用以消除焊接部分并且防止由厚薄不均而在內(nèi)橫截面沿曲率半徑方向甚至在彎曲模制中產(chǎn)生不均勻的凹痕。

背景技術(shù)：

通常，通過輥軋成形方法并以預(yù)定的曲率來模制封閉橫截面的模制梁而制造車輛的保險(xiǎn)杠梁。

輥軋成形方法使封閉橫截面的模制梁穿過輥軋成形器單元，在該輥軋成形器單元中，輥軋成形器(輥軋成形器通過展開的卷材而構(gòu)成為一對(duì)的上模制輥筒和下模制輥筒)在成直線并多級(jí)布置以使模制梁彎曲并模制為不同形狀。下文將描述輥軋成形方法的詳細(xì)的系統(tǒng)及詳細(xì)的工藝。

圖1為一般的輥軋成形系統(tǒng)及其每一個(gè)步驟的工藝的概念圖。

參考圖1，在一般的輥軋成形系統(tǒng)及其工藝中，將提供的卷材10展開的開卷機(jī)1配置在生產(chǎn)線的前部以進(jìn)行展開步驟S1。

具有平板狀鋼板平面20的調(diào)直器2(其將從開卷機(jī)1釋放的帶型鋼板拉直)設(shè)置在開卷機(jī)1的加工方向之后以進(jìn)行拉直步驟S2。

在從調(diào)直器2供應(yīng)的鋼板平板20中模制用于不同目的的孔洞的折彎機(jī)(brake press)3設(shè)置在調(diào)直器2的加工方向之后以進(jìn)行沖孔步驟S3。

由至少10級(jí)或者更多級(jí)(未全部示出)的輥軋成形器R1至R7形成的輥軋成形單元4設(shè)置在折彎機(jī)3的加工方向之后以進(jìn)行輥軋成形步驟S4，該輥軋成形步驟S4為將通過開卷機(jī)1、調(diào)直器2和折彎機(jī)3所供應(yīng)的鋼板平板20輥軋模制為通過連續(xù)的彎曲模制而獲得的具有封閉橫截面的模制梁30的形狀。

激光焊接機(jī)5設(shè)置在輥軋成形單元4的加工方向之后且從激光振蕩器5a輸出的激光束輻射至模制梁30的焊接部以進(jìn)行焊接步驟S5。

此外，弧形折彎機(jī)6設(shè)置在激光焊接機(jī)5的加工方向之后且模制梁30穿過根據(jù)曲率半徑所設(shè)置的多級(jí)彎曲輥軋單元，以便被模制為執(zhí)行將模制梁模制為具有預(yù)定曲率的模制梁40的彎曲步驟S6。

圖2為一般的弧形折彎機(jī)的側(cè)視構(gòu)造圖。

參考圖2，弧形折彎機(jī)6包括5級(jí)彎曲輥軋單元。

第一級(jí)彎曲輥軋單元BR1由在輥軋框架6a上位于加工方向的前部的上側(cè)處和下側(cè)處的一對(duì)彎曲輥筒形成，以引導(dǎo)通過焊接步驟S5從輥軋成形單元4的最后面的輥軋成形器(圖1中的R7)的模制輥筒所供應(yīng)的模制梁30。

進(jìn)一步地，第二級(jí)彎曲輥軋單元BR2同樣由在輥軋框架6a上的位于第一級(jí)彎曲輥軋單元BR1的加工方向之后的上側(cè)處和下側(cè)處的一對(duì)彎曲輥筒形成以沿曲率半徑方向輥軋支撐模制梁30。

此外，第三彎曲輥軋單元BR3、第四彎曲輥軋單元BR4以及第五彎曲輥軋單元BR5沿著曲率半徑順序地設(shè)置從而在輥軋框架6a上的位于第二級(jí)彎曲輥軋單元BR2的加工方向之后來進(jìn)行模制，這些彎曲輥軋單元中的每一個(gè)同樣由一對(duì)在上側(cè)處和下側(cè)處的彎曲輥筒形成，模制梁30穿過每個(gè)彎曲輥軋單元以被模制為具有預(yù)定曲率的模制梁40。

此外，沖切機(jī)7設(shè)置在弧形折彎機(jī)6的加工方向之后以實(shí)現(xiàn)切割步驟S7，切割步驟S7為根據(jù)用于生產(chǎn)模制梁40的完工的產(chǎn)品的規(guī)格來切割模制梁40。

圖3為通過一般的輥軋成形系統(tǒng)及工藝所生產(chǎn)的防撞梁的一個(gè)示例的立體圖。

參考圖3，其示出通過輥軋成形系統(tǒng)及其工藝所生產(chǎn)的一個(gè)示例的車輛的保險(xiǎn)杠梁50，所述示例的保險(xiǎn)杠梁50彎曲成在上側(cè)處和下側(cè)處具有封閉的橫截面，其兩端激光被焊接用于以預(yù)定的曲率模制。

然而，如圖3所示，常規(guī)的保險(xiǎn)杠梁50存在這樣的問題：多個(gè)凹痕D(其中深度和產(chǎn)生位置不均勻)由于在進(jìn)行彎曲的模制過程中的厚薄不均而在具有較大寬度的內(nèi)橫截面上沿曲率半徑方向產(chǎn)生，從而降低碰撞剛度。

換言之，凹痕D通過如下方式產(chǎn)生的：在焊接步驟S5中的彎曲的過程中在前表面的后部中沿縱向方向焊接模制梁30的兩端形成焊接部而在形成曲率的過程中使厚薄不均加深。

在不均勻的凹痕D的情況下，當(dāng)保險(xiǎn)杠梁50與牽引鉤管件組裝的時(shí)候，牽引鉤管件與形成于保險(xiǎn)杠梁50上的孔洞H之間的匹配性能不一致從而造成焊接誤差，因此，存在這樣的問題，通過對(duì)焊接部的總體檢查而需要進(jìn)行額外的焊接工序以便確保保險(xiǎn)杠梁50與牽引鉤管件的焊接質(zhì)量。

公開于本發(fā)明的背景部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的各個(gè)方面致力于提供一種用于車輛的保險(xiǎn)杠梁的制造方法，其中，通過管件模制而生產(chǎn)圓形管件，在預(yù)定溫度下進(jìn)行加熱，然后，通過熱沖壓模制而模制為具有至少兩個(gè)封閉的橫截面的保險(xiǎn)杠梁以移除現(xiàn)有的焊接部并防止由于厚薄不均而在曲率半徑方向內(nèi)橫截面上甚至在彎曲模制中產(chǎn)生不均勻的凹痕。

根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面，一種車輛的保險(xiǎn)杠梁的制造方法，所述方法可以包括如下步驟：通過將具有預(yù)定厚度的鋼板在第一模制輥筒與第二模制輥筒之間進(jìn)行管件模制而生產(chǎn)圓形管件，將所述圓形管件在加熱爐中加熱至設(shè)定的溫度，將在加熱爐中進(jìn)行加熱且具有撓性的圓形管件加壓并模制，同時(shí)將所述圓形管件插入至上模具與下模具之間以形成模制梁，然后，將模制梁迅速地冷卻以將模制梁形成為高強(qiáng)度模制梁，通過彎曲模制機(jī)器而以預(yù)定曲率對(duì)高強(qiáng)度模制梁進(jìn)行彎曲模制。

所述鋼板可以為具有1mm厚度的冷軋鋼板。

冷軋鋼板可以具有550MPa的抗拉強(qiáng)度。

所述加熱爐可以為高頻加熱爐。

所述加熱爐可以為電加熱爐。

設(shè)定的溫度可以為900℃。

模制梁可以為平直的梁材料，模制梁的下表面通過下模具可以形成為平坦的水平表面，模制梁的上表面可以通過上模具模制為凹進(jìn)部以在一側(cè)處接觸下表面，從而在下表面與上表面之間形成至少兩個(gè)封閉的橫截面。

在高強(qiáng)度模制梁中，高強(qiáng)度模制梁的下表面可以設(shè)置在高強(qiáng)度模制梁的曲率半徑的邊緣上以進(jìn)行彎曲模制。

高強(qiáng)度模制梁可以具有1800MPa的抗拉強(qiáng)度。

根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面，一種車輛的保險(xiǎn)杠梁的制造方法可以包括如下步驟：管件制造，通過將具有1mm厚度的冷軋鋼板在多個(gè)模制輥筒之間進(jìn)行管件模制而生產(chǎn)圓形管件；在高頻加熱爐中在900℃或者更高的溫度下將所述圓形管件進(jìn)行加熱；將在高頻加熱爐中進(jìn)行加熱且具有撓性的圓形管件加壓并模制，同時(shí)將所述圓形管件投入至上模具與下模具之間以生產(chǎn)包括平直的梁材料的模制梁，其中下表面通過下模具形成為平坦水平表面，上表面通過上模具模制為凹進(jìn)部以在一側(cè)處接觸下表面，并且在下表面與上表面之間形成至少兩個(gè)封閉的橫截面，然后，將模制梁迅速地冷卻以生產(chǎn)高強(qiáng)度模制梁；以及彎曲，通過彎曲模制機(jī)器而以預(yù)定曲率對(duì)高強(qiáng)度模制梁進(jìn)行彎曲模制。

根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案，通過管件模制而生產(chǎn)的圓形管件在預(yù)定的溫度下加熱，然后，圓形管件通過熱沖壓模制而被模制為具有至少兩個(gè)封閉的橫截面的保險(xiǎn)杠梁以移除現(xiàn)有的焊接部分，因此，通過排除焊接工序而簡化工序，并且還能夠降低成本。

此外，與相關(guān)技術(shù)相比，由于圓形管件的結(jié)構(gòu)剛度方面的優(yōu)勢(shì)，成為材料的鋼板的厚度可以降低10％或者更多，因此，可以提高碰撞能力并降低重量。

此外，在曲率半徑方向內(nèi)橫截面上集中的應(yīng)力方向可以通過移除現(xiàn)有的焊接部而在彎曲模制中均勻分布以防止由于厚薄不均而產(chǎn)生不均勻的凹痕。

應(yīng)當(dāng)理解，此處所使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或其它類似術(shù)語一般包括機(jī)動(dòng)車輛，例如包括運(yùn)動(dòng)型多用途車輛(SUV)、大客車、卡車、各種商用車輛的乘用汽車，包括各種舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合動(dòng)力車輛、電動(dòng)車輛、可插式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛、氫動(dòng)力車輛以及其它替代性燃料車輛(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此處所提到的，混合動(dòng)力車輛是具有兩種或更多動(dòng)力源的車輛，例如汽油動(dòng)力和電力動(dòng)力兩者的車輛。

本發(fā)明的方法和裝置可以具有其他的特性和優(yōu)點(diǎn)，這些特性和優(yōu)點(diǎn)從并入本文中的附圖和隨后的具體實(shí)施方式中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實(shí)施方式中進(jìn)行詳細(xì)陳述，這些附圖和具體實(shí)施方式共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。

附圖說明

圖1為一般的輥軋成形系統(tǒng)和其每一個(gè)步驟的工藝的概念圖。

圖2為一般的弧形折彎機(jī)的側(cè)視構(gòu)造圖。

圖3為通過一般的輥軋成形系統(tǒng)和工藝所生產(chǎn)的防撞梁的一個(gè)示例的立體圖。

圖4為根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的車輛的保險(xiǎn)杠梁的制造方法的分步工藝的概念圖。

圖5為通過根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的車輛的保險(xiǎn)杠梁的制造方法所制造的保險(xiǎn)杠梁的橫截面圖。

圖6為通過根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的車輛的保險(xiǎn)杠梁的制造方法所制造的保險(xiǎn)杠梁的立體圖。

應(yīng)理解的是，附圖呈現(xiàn)了描述本發(fā)明基本原理的各個(gè)特征的一定程度的簡化表示，從而不一定是按比例繪制的。本發(fā)明所公開的本發(fā)明的具體設(shè)計(jì)特征(包括例如具體尺寸、方向、位置和形狀)將部分地由具體所要應(yīng)用和使用的環(huán)境來確定。

具體實(shí)施方式

下面將詳細(xì)參考本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案，這些實(shí)施方案的示例被顯示在附圖中并描述如下。盡管本發(fā)明將與示例性實(shí)施方案相結(jié)合進(jìn)行描述，應(yīng)當(dāng)理解本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實(shí)施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實(shí)施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種選擇形式、修改形式、等價(jià)形式及其它實(shí)施方案。

圖4為根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的車輛的保險(xiǎn)杠梁的制造方法的分步工藝的概念圖，圖5為通過根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的車輛的保險(xiǎn)杠梁的制造方法所制造的保險(xiǎn)杠梁的橫截面圖，圖6為通過根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的車輛的保險(xiǎn)杠梁的制造方法所制造的保險(xiǎn)杠梁的立體圖。

參考圖4，用于模制根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的車輛的保險(xiǎn)杠梁的制造方法包括管件制造工序S10、加熱工序S20、熱沖壓工序S30，以及彎曲工序S40。

首先，在管件制造工序S10中，具有預(yù)定厚度的鋼板P在兩個(gè)模制輥筒R1與R2之間進(jìn)行管件模制以生產(chǎn)圓形管件PP。

在此情況下，鋼板P可以由具有1mm厚度的冷軋鋼板形成，但是并不特別地限于此，可以采用添加硼的硼鋼板。

在此，冷軋鋼板的抗拉強(qiáng)度可以為550MPa，但是并不特別地限于此。

此外，在管件制造工序S10之后進(jìn)行的加熱工序S20中，圓形管件PP在加熱爐HT中被加熱至設(shè)定溫度。

在此情況下，加熱爐HT可以為高頻加熱爐，但是并不特別地限于此。為此目的，可以采用能夠在預(yù)定時(shí)間內(nèi)將圓形管件PP加熱至設(shè)定的溫度的加熱爐HT，加熱爐可以為電加熱爐。

在此，設(shè)定的溫度優(yōu)選為900℃，設(shè)定的溫度可以根據(jù)材料而不同，但是通常，在熱沖壓材料的情況下，不像常規(guī)的高強(qiáng)度鋼，而是將在模制之前具有接近500MPa至800MPa的抗拉強(qiáng)度的鐵素體組織鋼板制成奧氏體，然后在900℃的高溫或更高的溫度下進(jìn)行高溫模制，然后迅速地冷卻以獲得具有接近1300MPa至1800MPa的高抗拉強(qiáng)度的馬氏體結(jié)構(gòu)。

此外，在熱沖壓工序S30中，當(dāng)具有撓性同時(shí)在加熱爐HT中加熱的圓形管件PP被投入至上模具M(jìn)1與下模具M(jìn)2之間的時(shí)候，對(duì)圓形管件PP加壓并模制為模制梁，然后，將模制梁B迅速地冷卻以生產(chǎn)高強(qiáng)度模制梁B。

在此，上模具M(jìn)1和下模具M(jìn)2可以由一般的熱沖壓模具形成，參考圖5，模制梁B的下表面F1通過下模具M(jìn)2的平坦水平表面而形成，上表面F2通過上模具M(jìn)1模制為凹進(jìn)部T從而在一側(cè)處接觸下表面F1，因此，模制梁B模制為在下表面F1與上表面F2之間形成至少兩個(gè)封閉的橫截面SP1和SP2的平直型的梁材料。

此外，在彎曲工序S40中，高強(qiáng)度模制梁B通過具有多個(gè)彎曲輥筒BR的彎曲模制機(jī)器而被彎曲模制為預(yù)定曲率。

在此情況下，參考圖6，下表面F1設(shè)置在曲率半徑的外部，高強(qiáng)度模制梁B由此而被彎曲模制，這樣生產(chǎn)的最終的高強(qiáng)度模制梁B可以應(yīng)用為具有1800MPa的抗拉強(qiáng)度的保險(xiǎn)杠梁BB。

因此，根據(jù)本發(fā)明的車輛的保險(xiǎn)杠梁的制造方法，由管件制造模制所生產(chǎn)的圓形管件PP在管件制造步驟工序S10中的加熱爐HT中加熱至900℃的高溫，然后在熱沖壓模具中模制為具有至少兩個(gè)封閉的橫截面SP1和SP2的模制梁B以通過迅速的冷卻來確保強(qiáng)度，然后，通過彎曲模制機(jī)器而被彎曲模制為具有預(yù)定曲率用以制造高強(qiáng)度輕質(zhì)的車輛的保險(xiǎn)杠梁BB。

在此情況下，由管件制造模制的圓形管件PP應(yīng)用為用于保險(xiǎn)杠梁BB的材料，可以排除焊接現(xiàn)有的鋼板材料的兩端的焊接部。因此，可以不進(jìn)行額外的焊接工序，從而使得工序得到簡化進(jìn)而降低成本。

當(dāng)連接模制梁B的下表面F1與上表面F2的凹進(jìn)部T接觸下表面F1的時(shí)候，模制梁B模制為形成兩個(gè)封閉的橫截面SP1和SP2，與相關(guān)技術(shù)相比，由于圓形管件PP的結(jié)構(gòu)剛度方面的優(yōu)勢(shì)，成為材料的鋼板的厚度可以降低10％或者更多，因此，可以提高抵抗碰撞的能力且可以降低保險(xiǎn)杠梁BB的重量。

此外，在曲率半徑方向內(nèi)橫截面上集中的應(yīng)力的方向可以通過移除現(xiàn)有的焊接部而在彎曲模制中分布至凹進(jìn)部T，從而防止由于厚薄不均而產(chǎn)生不均勻的凹痕。

為了方便解釋和精確限定所附權(quán)利要求，術(shù)語“上”或“下”、“內(nèi)”或“外”等被用于參考附圖中所顯示的這些特征的位置來描述示例性實(shí)施方式的特征。

前面對(duì)本發(fā)明具體示例性實(shí)施方案所呈現(xiàn)的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并非意欲窮盡，或者將本發(fā)明嚴(yán)格限制為所公開的具體形式，顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)可能進(jìn)行很多改變和變化。選擇示例性實(shí)施方案并進(jìn)行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方案及其不同選擇形式和修改形式。本發(fā)明的范圍意在由所附權(quán)利要求書及其等同形式所限定。