專利名稱：使用變曲率擠壓工藝制造的控制臂及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制臂，特別地，涉及使用變曲率擠壓工藝制造控制臂的方法， 而不用通過沖壓彎曲，和通過這種方法制造的雙-空心-型控制臂。
背景技術(shù)：
通常，懸架系統(tǒng)防止車輛振動(dòng)，因?yàn)檎駝?dòng)伴隨噪音，噪音由車輛行駛過程 中路面的粗糙度產(chǎn)生。懸架系統(tǒng)通常包括彈簧、減震器、穩(wěn)定器、和控制臂，并通過調(diào)整彈簧系 數(shù)、阻尼力、和車輛高度三者的作用來改善車輛的乘坐舒適性和穩(wěn)定性。進(jìn)一步地，所述懸架系統(tǒng)的所述組件的控制臂橫向地位于車輛中，也就是 說，其一端經(jīng)過襯套固定于車輪的轉(zhuǎn)向節(jié)(或支座)上而另一端經(jīng)過襯套固定 于橫梁(或副車架)上，這樣其具有抵抗車輛的內(nèi)/外載荷和前后載荷的剛度， 載荷經(jīng)過所述車輪的轉(zhuǎn)向節(jié)傳遞。所述控制臂通常由鋼制造，但目前，其傾向于由鋁制造，這對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的 最大穩(wěn)定的物理性能來說是有用的，并可根據(jù)鋁的特性通過擠壓成形制造。例如，為了連接經(jīng)歷冷彎曲的擠出直的空心鋁元件至所述支座(至輪)和 至所述副車架(至車身)，控制臂被彎曲并隨后通過沖壓成型以固定襯套和支座。 此后， 一個(gè)孔經(jīng)過所述控制臂模制形成在控制臂形狀上，襯套被組裝。然而，根據(jù)鋁控制臂的擠壓成型，因?yàn)樗鰯D出的直的元件應(yīng)該經(jīng)歷彎曲 和成型，例如，在成型之前需要通過固溶熱處理確保元件的好的模型的步驟以 防止形成襯套緊固部分和支座緊固部分時(shí)的破壞，所述制造方法將變得復(fù)雜且 生產(chǎn)成本相對(duì)增加。特別是，因?yàn)橛糜跈C(jī)械加工鋁的原材料的初期步驟，即擠出和彎曲步驟是分開的，因此擠壓成型需要更多的時(shí)間，整個(gè)制造方法的生產(chǎn)能力降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例在于幫助克服相關(guān)領(lǐng)域的這些缺點(diǎn)，且本發(fā)明的一個(gè)目的在于通過使用變曲率擠壓工藝簡化控制臂的制造方法并節(jié)省生產(chǎn)成本，所述方法在通過擠壓成型制造鋁控制臂時(shí)不需要使用沖壓彎曲。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于增加控制臂的載荷集中部分的耐用性并通過將所述控制臂的整體擠壓輪廓橫截面形成為具有雙空心的封閉橫截面雙層結(jié)構(gòu)更有效地分配所述載荷，同時(shí)制造所述鋁的控制臂使用所述變曲率擠壓成型，其不需要沖壓塑模。
根據(jù)本發(fā)明使用變曲率擠壓工藝制造控制臂的方法包括變曲率擠壓成形，其將空心的銷的原料控制臂形成為彎曲的控制臂，所述彎曲的控制臂具有縱向地直的形成的前直的擠壓部分，在所述相對(duì)側(cè)直的形成的后直的擠壓部分，和連接所述前直的擠壓部分與后直的擠壓部分、并具有預(yù)定彎曲度的連接擠壓部分，同時(shí)控制所述原料控制臂的擠壓速度和擠壓溫度，以及胚料的預(yù)熱溫度；
切毛邊，其通過在主體板內(nèi)形成具有雙壁的封閉橫截面從所述彎曲的控制臂形成初期的控制臂，主體板提供在一底板下面，其中緩沖器行程限止器座位于所述底板上，使用所述彎曲的控制臂，并在兩端形成支座緊固端和襯套緊固
端；以及組裝，其通過形成機(jī)械加工的控制臂形成具有最終產(chǎn)品形狀的最終控
制臂，機(jī)械加工的控制臂用于從所述初期的控制臂組裝襯套和緩沖器行程限止器座，并隨后將襯套裝入所述機(jī)械加工的控制臂內(nèi)，并組裝懸架系統(tǒng)的緩沖器行程限止器座，彈簧位于所述緩沖器行程限止器座上。
在所述變曲率擠壓成形的過程中擠出所述原料控制臂的橫轉(zhuǎn)的實(shí)施速度被
控制在30mm/s,所述擠壓坯料的預(yù)熱溫度維持在490。C或以上，在擠壓出口的溫度保持在530'C到545'C以防止所述原料控制臂的擠壓速度不能落在變曲率擠壓成形內(nèi)。
所述原料控制臂的連接擠壓部分在所述變曲率擠壓成形中具有600R至700R范圍內(nèi)的彎曲度。根據(jù)本發(fā)明的通過變曲率擠壓成型制造的雙-空心型控制臂包括底板，主 體板，支座緊固端和襯套緊固端。緩沖器行程限止器座通過鐘接與底板連接， 其中彈簧的下端位于所述緩沖器行程限止器座上。主體板整體地從所述底板上 突出并在雙壁中具有封閉空心輪廓橫截面，其由具有封閉內(nèi)部空間的主腔以及 形成在主腔左右惻的左右腔形成從而具有相同的厚度。支座緊固件由一對(duì)從所 述主體板伸出的凸緣組成，當(dāng)所述底板未被連接時(shí)，所述凸緣相互隔開。襯套 緊固件由一對(duì)相互隔開的凸緣組成，并在所述支座緊固端的相對(duì)側(cè)由所述底板 和所述主體板的整體的連接形成。進(jìn)一步地，在形成在所述主腔的兩側(cè)的左和右腔的外側(cè)下端進(jìn)一步形成斜 面，從而使所述主體板的兩個(gè)外側(cè)傾斜。進(jìn)一步地，所主腔具有與形成在所述控制臂一端的襯套緊固端的寬度相同 的寬度，包括所述主腔的左右側(cè)腔之間的寬度與形成在所述控制臂的與襯套緊 固端相對(duì)側(cè)上的支座緊固端的寬度相同。進(jìn)一步地，隔開所述主腔和所述左和右腔的壁的主要參考厚度小于左和右 腔的所述外壁的惻面參考厚度，倒圓角的連接部分和左和右腔的底板具有小于 相對(duì)于所述左和右腔的底板的外壁的厚度。根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)殇X控制臂由擠壓成型制造而沒有沖壓彎曲，所述控制臂 的制造方法具有相同的規(guī)格且生產(chǎn)成本被減少。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)樗鲣X控制臂的擠壓輪廓橫截面具有雙-空 心的封閉橫截面的雙層結(jié)構(gòu)以分配載荷，其可能增加所述耐用性并分配所述控 制臂載荷集中部分的載荷。


為了更好地理解本發(fā)明的本質(zhì)和目的，應(yīng)當(dāng)參考下列結(jié)合附圖的詳細(xì)說明，其中圖l是流程圖，其說明了使用根據(jù)本發(fā)明的變曲率擠壓工藝的控制臂的制造方法；
圖2A和2B是說明了模制雙-空心-型控制臂的視圖，其中使用了根據(jù)本發(fā)明的變曲率擠壓工藝；以及
圖3是剖視圖，其顯示了雙封閉截面空心-型控制臂的擠壓輪廓，其中使用了根據(jù)本發(fā)明的變曲率擠壓工藝。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例在下文中參考附圖進(jìn)行詳細(xì)的描述，但這些實(shí)施例僅僅是例子，且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以獲得各種變型。因此，本發(fā)明不限于所述實(shí)施例。
參見圖1，其顯示了流程圖，該流程圖說明了使用根據(jù)本發(fā)明的變曲率擠壓工藝的控制臂的制造方法，本發(fā)明通過擠壓成型鋁構(gòu)件制造懸架系統(tǒng)的控制臂5，其中支座固定端8和襯套固定端9形成在兩端從而將一端固定至支座(至
車輪)而另一端固定至副車架(至車身)。進(jìn)一步地，所述控制臂形成為雙層結(jié)構(gòu)，其中空心的擠壓輪廓截面具有雙-空心封閉截面以分配載荷，同時(shí)緩沖器行程限止器座IO通過鉚接連接在其上，懸架系統(tǒng)的彈簧的下端位于所述緩沖器行程限止器座10上。
在控制臂5中，襯套固定端9經(jīng)過襯套11固定于車身，而支座固定端通過螺釘和螺母被緊固。
根據(jù)所述鋁控制臂的擠壓成型，所述控制臂通過變曲率擠壓工藝制造，當(dāng)擠壓原材料時(shí)其同時(shí)形成直的部分和彎曲部分，而不是單獨(dú)的使用沖壓彎曲所述原材料。
所述變曲率擠壓工藝使用各種方法，例如，根據(jù)使用所述可調(diào)的彎曲擠壓工藝，如圖1步驟A和步驟1B所示，制造鋁控制臂的方法，鋁坯被預(yù)熱且提供具有控制臂截面結(jié)構(gòu)的空心的擠壓模子。此后，原始控制臂l通過橫轉(zhuǎn)裝置
被擠出從而具有可調(diào)的曲線。
在該操作中，原始控制臂1順序地經(jīng)歷直的擠壓成型、彎曲擠壓模具、和直的擠壓成形。通過所述橫轉(zhuǎn)的原始的控制臂1的變曲率的擠壓通過重復(fù)所述橫轉(zhuǎn)正向和反向(L和K的方向)被產(chǎn)生，如圖2A和2B所示，且在該步驟中，擠壓坯料的溫度和擠壓出口處的溫度被控制以控制所述橫轉(zhuǎn)的實(shí)施速度并防止所述擠壓 速度的減少。所述橫轉(zhuǎn)是常見的、用于所述控制臂的擠壓的擠壓成型裝置。 在所述成型工藝中控制所述橫轉(zhuǎn)的實(shí)施速度是很重要的，例如，當(dāng)所述橫 轉(zhuǎn)的實(shí)施速度高時(shí)，擠壓出的原始控制臂1上會(huì)產(chǎn)生皺褶，而當(dāng)所述橫轉(zhuǎn)的實(shí) 施速度低時(shí)，原始的控制臂1的彎曲不能完成且生產(chǎn)能力也減少。因此，在所述變曲率擠壓工藝中，所述橫轉(zhuǎn)的實(shí)施速度控制在大約30mm/s。進(jìn)一步地，因?yàn)榭刂茢D壓坯料的溫度和擠壓出口處的溫度很重要從而防止原始控制臂1的擠壓速度降低，所以所述擠壓坯料的預(yù)熱溫度維持在49(TC或以上，所迷擠壓出口處的溫度保持在53(TC到545'C之間。通過所述變曲率擠壓工藝制造的原始控制臂1，同時(shí)所述實(shí)施速度和溫度被控制，如圖2A所示，具有前直的擠壓部分a和后直的擠壓部分c，以及連接的擠壓部分b,前直的擠壓部分a縱向地形成直的，后直的擠壓部分c在相對(duì)側(cè)形成直的，連接的擠壓部分b連接前直的擠壓部分a與后直的擠壓部分c并具有預(yù)定的彎曲度。該擠壓工藝是方便的因?yàn)椴恍枰褂脹_壓的彎曲步驟。 連接擠壓部分b的彎曲度R處于600mm至700mm的范圍內(nèi)。隨后，在通過對(duì)原料控制臂1施加變曲率的擠壓工藝形成具有前直的擠壓 部分a,具有600mm或以上的彎曲度R的連接擠壓部分b以及后直的擠壓部分 c后，如圖1步驟C所示，通過對(duì)控制臂2施加切毛邊步驟形成具有所述彎曲 度的初期的控制臂3。支座緊固端8和襯套緊固端9通過對(duì)初期的控制臂3施加切毛邊工藝形成在所述控制臂的兩端。因?yàn)橹ёo固端8和襯套緊固端9如上所迷形成在所述控制臂的兩端，所 以初期的控制臂3具有與轉(zhuǎn)到機(jī)械加工的控制臂4步驟的控制臂完全相同的形狀，如圖1步驟D所示，隨后，具有最終產(chǎn)品形狀的控制臂5最后形成。
也就是說，在機(jī)械加工控制臂4的步驟，襯套11與機(jī)械加工控制臂4的襯
套緊固端裝配好， 一個(gè)孔穿透機(jī)械加工控制臂4的本體從而連緩沖器行程限止器座10,其中懸架系統(tǒng)的彈簧位于所述緩沖器行程限止器座10上，然后，緩
沖器行程限止器座io被裝配。
通過安裝襯套11至機(jī)械加工控制臂4并如上所述組裝緩沖器行程限止器座10，具有控制臂5的形狀和結(jié)構(gòu)的最終產(chǎn)品被完成，如圖1步驟E所示。
經(jīng)過所述步驟完成的控制臂5具有雙結(jié)構(gòu)的整體的擠壓輪廓橫截面以分配載荷，所述雙結(jié)構(gòu)具有雙-空心封閉橫截面，所述擠壓輪廓橫截面通過所述可變彎曲度擠壓成型和用于初期控制臂3的切毛邊工藝形成。
也就是說，如圖1步驟E所示完成的控制臂5，彈簧下端位于其上的緩沖器行程限止器座10與底板7、頂面、以及主體板6整體地形成，頂面通過鉚接連接，主體板6上的內(nèi)輪廓橫截面具有雙空心的封閉橫截面。進(jìn)一步地，底板7和主體板6被整體地連接，分別包括一對(duì)以定距離間隔的凸緣的支座緊固端8和襯套緊固端9形成在兩端。
鉬的控制臂具有由擠壓工藝形成的雙-空心輪廓橫截面，支座緊固端8和襯套緊固端9如上所述形成在兩端，支座緊固端8和襯套緊固端9的寬度取決于在所述擠壓工藝中所述雙-空心輪廓橫截面。
在所述控制臂的形成中，主體板6被形成從而從所述底板7突出，這樣所述寬度小于底板7，同時(shí)在其中形成所述雙封閉輪廓橫截面。
進(jìn)一步地，如圖3所示，支座緊固端8具有與主體板6的整體寬度A相同的寬度，襯套緊固端9具有與主體板6的內(nèi)封閉橫截面相同的寬度，并從主體板6伸出。
在所述控制臂的主體板6的雙封閉輪廓橫截面中，如圖3所示，從內(nèi)部具有封閉空間的主腔62形成左右腔63、 64的左右兩側(cè)，每個(gè)具有相同寬度的封閉空間，這樣具有雙側(cè)的封閉空間形成在主體板6內(nèi)部兩側(cè)。
所主腔62的寬度B與形成在所述控制臂一端的襯套緊固端9的寬度相同，
10包括主腔62的左右側(cè)腔63、 64之間的寬度B與形成在所述控制臂的與襯套緊 固端相對(duì)側(cè)上的支座緊固端8的寬度相同。此外，主體板6的兩個(gè)外側(cè)通過在左右腔63、 64的外側(cè)的下端形成斜面 66而被傾斜，左右腔63、 64形成主腔62的兩側(cè)。進(jìn)一步地，在控制臂的厚度方面，主體臂6的整體厚度設(shè)定為2.5mm以減 少產(chǎn)品的重量，而使所述封閉空心結(jié)構(gòu)具有雙壁的主腔62和左右腔63、 64具 有不同的厚度。例如，隔離主腔62與左右腔63、 64的壁的主要參考厚度al被設(shè)定為大約 3.0亳米，而形成所述左右腔63、 64的外壁的側(cè)面參考厚度被設(shè)定為大約4.0 亳米。進(jìn)一步地，底板7和主體板6的倒圓角連接部分具有連接頸部厚度cl，其 被倒圓角成具有2.5毫米厚度，小于所述左右腔63、 64的外壁的4.0毫米的厚度。此外，與底板7和主體板6倒圓角連接部分相對(duì)的側(cè)也具有外壁頸部壁厚 dl,其小于左右腔63、 64的所述外壁的厚度。外壁頸部壁厚dl被設(shè)定為2.5 毫米，小于左右側(cè)面腔63、 64的外壁的4.0毫米的厚度。如上所述，因?yàn)橹黧w板6的橫截面輪廓在所述控制臂的擠壓過程中形成為 雙-空心的封閉橫截面且所述內(nèi)壁的厚的大于底板7的厚度，因此其有可能增加 控制臂的整體耐用性，即便通過主體板6施加大的載荷，彈簧通過緩沖器行程 限止器座10緊固在所述主體板6上?？紤]到主體板6和底板7的所述控制臂內(nèi)的厚度差異，取決于車輛的規(guī)格，在成型中最大化控制臂生產(chǎn)能力的結(jié)構(gòu)參數(shù)由試驗(yàn)確定。相對(duì)于主體板6和底板7的厚度，襯套緊固端9具有至少3.0亳米的厚度， 文座緊固端具有至少3.5毫米或以上的厚度以保證所述控制臂的整體耐用性。襯套緊固端9的3.0毫米的厚度用于確保裝配所述襯套時(shí)襯套的裝配力和 分離力，其可以保持至少大于9.8千牛的襯套分離力(裝配控制臂過程中分離 襯套的最低載荷)，即便襯套被堅(jiān)固地裝配在所述控制臂的緊固部分上。進(jìn)一步地，支座緊固端8的3.5毫米的厚度考慮到用于緊固所述支座的螺釘和螺母的組裝和抵制傳遞到所述車身的載荷的足夠的耐用性而確定，突起和凹陷結(jié)構(gòu)被形成以增加所述耐用性。
權(quán)利要求
1、一種使用變曲率擠壓工藝制造控制臂的方法，其特征在于，該方法包括變曲率擠壓成形，其將空心的鋁的原料控制臂形成為彎曲的控制臂，所述彎曲的控制臂具有縱向地直的形成的前直的擠壓部分，在所述相對(duì)側(cè)直的形成的后直的擠壓部分，和連接所述前直的擠壓部分與后直的擠壓部分、并具有預(yù)定彎曲度的連接擠壓部分，同時(shí)控制所述原料控制臂的擠壓速度和擠壓溫度，以及胚料的預(yù)熱溫度；切毛邊，其通過在主體板內(nèi)形成具有雙壁的封閉橫截面從所述彎曲的控制臂形成初期的控制臂，主體板提供在底板下面，其中緩沖器行程限止器座位于所述底板上，使用所述彎曲的控制臂，并在兩端形成支座緊固端和襯套緊固端；以及組裝，其通過形成機(jī)械加工的控制臂形成具有最終產(chǎn)品形狀的最終控制臂，機(jī)械加工的控制臂用于從所述初期的控制臂組裝襯套和緩沖器行程限止器座，并隨后將襯套裝入所述機(jī)械加工的控制臂內(nèi)，并組裝懸架系統(tǒng)的緩沖器行程限止器座，彈簧位于所述緩沖器行程限止器座上。
2、 如權(quán)利要求l所述的使用變曲率擠壓工藝制造控制臂的方法，其特征在 于，所述主體板具有主腔以及在所述主腔左右兩側(cè)的左右腔，這樣左右側(cè)面形 成具有相同寬度雙壁的封閉腔，通過在所述控制臂的兩端形成所述支座緊固端 和所述襯套緊固端，從而分別具有與主體板的整體寬度的相同的寬度，和與所 述主體板的內(nèi)封閉橫截面寬度相同的寬度。
3、 如權(quán)利要求l所述的使用變曲率擠壓工藝制造控制臂的方法，其特征在于，所述變曲率擠壓成形的過程中擠出所述原料控制臂的橫轉(zhuǎn)的實(shí)施速度被控制在30mm/s。
4、 如權(quán)利要求l所述的使用變曲率擠壓工藝制造控制臂的方法，其特征在 于，所述擠壓坯料的預(yù)熱溫度保持在49(TC或以上，擠壓出口處的溫度保持在 530。C到545。C以防止所述原料控制臂的擠壓速度不能落在變曲率擠壓成形內(nèi)。
5、 如權(quán)利要求1所述的使用變曲率擠壓工藝制造控制臂的方法，其特征在 于，所述原料控制臂的連接擠壓部分在所述變曲率擠壓成形中具有600毫米的彎曲度。
6、 如權(quán)利要求1所述的使用變曲率擠壓工藝制造控制臂的方法，其特征在于，所述連接擠壓部分的彎曲度部分做不超過700mm。
7、 一種由變曲率擠壓工藝制造的雙-空心-型控制臂，其特征在于，該控制 壁包括底板，緩沖器行程限止器座通過鄰卩接與其連接，其中彈簧的下端位于 所述緩沖器行程限止器座上；主體板，其整體地從所述底板上突出并在雙壁中 具有封閉空心輪廓橫截面，其由具有封閉內(nèi)部空間的主腔以及形成在主腔左右 側(cè)的左右腔形成從而具有相同的厚度；支座緊固件，其包括一對(duì)從所述主體板 伸出的凸緣，當(dāng)所述底板未被連接時(shí)，所述凸緣相互隔開；以及襯套緊固件， 其由一對(duì)相互隔開的凸緣組成，并在所述支座緊固端的相對(duì)側(cè)由所述底板和所 述主體板的整體的連接形成。
8、 如權(quán)利要求7所述的由變曲率擠壓工藝制造的雙-空心-型控制臂，其特 征在于，形成在所述主腔的兩側(cè)的左和右腔的外側(cè)下端進(jìn)一步形成斜面，從而使所述主體板的兩個(gè)外惻傾斜。
9、 如權(quán)利要求7所述的由變曲率擠壓工藝制造的雙-空心-型控制臂，其特征在于，所述主腔具有與形成在所述控制臂一端的襯套緊固端的寬度相同的寬 度，包括所述主腔的左右側(cè)腔之間的寬度與形成在所述控制臂的與襯套緊固端 相對(duì)側(cè)上的支座緊固端的寬度相同。
10、 如權(quán)利要求7所述的由變曲率擠壓工藝制造的雙-空心-型控制臂，其 特征在于，隔開所述主腔和所述左和右腔的壁的主要參考厚度小于所述左和右 腔的所述外壁的側(cè)面參考厚度。
11、 如權(quán)利要求10所述的由變曲率擠壓工藝制造的雙-空心-型控制臂，其 特征在于，與所述底板相連接的左和右腔的部分被倒圓角，并具有小于左和右 腔的外壁的厚度的連接頸部厚度。
12、 如權(quán)利要求ll所述的由變曲率擠壓工藝制造的雙-空心-型控制臂，其 特征在于，與所述左和右腔的底板相對(duì)側(cè)具有小于左和右腔的外壁的厚度的外壁頸部厚度。
13、 如權(quán)利要求7所述的由變曲率擠壓工藝制造的雙-空心-型控制臂，其 特征在于，所述底板具有小于所述主體板厚度的厚度。
14、 如權(quán)利要求7所述的由變曲率擠壓工藝制造的雙-空心-型控制臂，其 特征在于，所述襯套緊固端具有大于所述底板且小于所述支座緊固端的厚度的 厚度。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的使用變曲率擠壓工藝制造控制臂的方法，在鋁控制臂的壓擠成形中，控制臂通過變曲率擠壓工藝制造，其在擠壓原材料的同時(shí)形成直的部分和彎曲的部分，而沒有壓制成形，其伴隨用于在所述控制臂兩端形成支座緊固件和襯套緊固件的固溶熱處理。因此，由于壓制成形需要的控制臂的壓擠成形被消除，所述制造方法被簡化，且成本被減少。進(jìn)一步地，本發(fā)明的由變曲率擠壓成形制造的雙-空心型控制臂，所述控制臂的整體的擠壓輪廓橫截面具有雙-空心的封閉橫截面以分配載荷，這樣控制臂的載荷集中部分的耐用性被增加且所述載荷被更有效地分配。
文檔編號(hào)B21C23/02GK101502854SQ20081014956
公開日2009年8月12日 申請日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月14日
發(fā)明者吳介熙, 張桂源, 樸昞喆, 李佑埴, 金大業(yè) 申請人:現(xiàn)代摩比斯株式會(huì)社;(株)和信;(株)東洋鋼鐵