CN104527807A - B柱及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种B柱及制造方法，包括B柱主体，B柱主体顶部为与车顶固定的上固定部，B柱主体底部为与门槛固定的下固定部；其特征是：所述B柱主体的上部为第一厚度区域，下部为第二厚度区域，中部为第三厚度区域；所述第一厚度区域和第二厚度区域的厚度为1.2 mm，第三厚度区域的厚度为1.7 mm；所述第一厚度区域和第二厚度区域的高度分别占B柱主体高度的1/4～1/3；在所述第三厚度区域设置加强管，加强管为中空管，由液压成形工艺得到。所述加强管的管壁厚度为1.8mm±30%。本发明采用液压成形的加强管，可以根据B柱形状灵活变化加强管的截面设计，使每个截面负载更加均匀，并且符合车辆轻量化要求。

Description

B柱及制造方法

技术领域

本发明涉及一种B柱及制造方法，属于车辆部件技术领域。

背景技术

汽车的B柱是汽车上的竖梁，位于驾驶舱的前座和后座之间，从车顶延伸到车底部。B柱不但支撑车顶盖，还要承受前、后车门的支承力，在B柱上还要装置一些附加零部件，例如前排座位的安全带，有时还要穿电线线束。因此B柱大都有外凸半径，以保证有较好的力传递性能。现代轿车的B柱截面形状是比较复杂的，它由多件冲压钢板焊接而成。随着汽车制造技术的发展，不用焊接而直接采用液压成型的封闭式截面中柱已经问世，它的刚度大大提高而重量大幅减小，有利于现代轿车的轻量化。

在侧碰试验和交通事故中，B柱起着重要的抗冲击作用。现有的B柱一般采用一块厚度无变化B柱的结构来承受侧面碰撞造成的冲击，也有采用拼焊板结构将不同厚度的钢板焊接在一起的方式。采用厚度有变化B柱的结构存在的优点是，能更好保护驾乘人员，碰撞时能达到变形吸能目的；而采用传统同等厚度钢板焊接的方式，存在的缺陷是：（1）B柱和加强钢板一般为冷冲压件，需要新开模具和焊接工装；（2）同等强度的冷冲件重量大，不符合轻量化趋势；（3）B柱和加强钢板分别成型后的制件再实现匹配焊接，稳定性不高，质量控制较难，报废率高；（4）B柱上下强度一样，发生侧面碰撞时，没有吸能变形部位，巨大冲击力回危害驾驶员安全。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种B柱及制造方法，采用液压成形的加强管，可以根据B柱形状灵活变化加强管的截面设计，使每个截面负载更加均匀，并且符合车辆轻量化要求。

按照本发明提供的技术方案，所述B柱，包括B柱主体，B柱主体顶部为与车顶固定的上固定部，B柱主体底部为与门槛固定的下固定部；其特征是：所述B柱主体的上部为第一厚度区域，下部为第二厚度区域，中部为第三厚度区域；所述第一厚度区域和第二厚度区域的厚度为1.2 mm，第三厚度区域的厚度为1.7 mm；所述第一厚度区域和第二厚度区域的高度分别占B柱主体高度的1/4～1/3；在所述第三厚度区域设置加强管，加强管为中空管，由液压成形工艺得到。

所述加强管的管壁厚度为1.8mm±30%。

所述B柱的制造方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）采用激光拼焊得到具有第一厚度区域、第二厚度区域和第三厚度区域的B柱主体的坯料，将B柱主体的坯料在加热炉内加热至850～940℃，使其转化为奥氏体组织，所述B柱主体的坯料采用22MnB5（俗称硼钢）；

（2）将奥氏体化后的B柱主体的坯料在模具内进行热成型，并同时淬火；其中，第一厚度区域和第二厚度区域的厚度为1.2 mm，第三厚度区域的厚度为1.7 mm；

（3）选择材质为低碳钢、不锈钢、铝、铝镁合金的直管，将直管在常温下进行弯管，并预成型得以与加强管最终形状基本一致的零件；所述直管的材质为微合金钢、双相钢或多相钢；

（4）将步骤（3）预成型后的零件在模具中由压力机进行液压成形，具体过程为：模具在压力机驱动下闭合，压力机的水系统向预成形后的管状零件的内腔进行注水，使得零件的内腔充满水；轴向缸向零件移动并将零件密封，同时向零件内腔注入高压水，在高压水的作用下，工件变形，直至与模具的成型面贴合，得到所需要的加强管的形状；所述高压水的内压力为5～250MPa，轴向缸推力为5～100吨；

（5）将步骤（2）热成型得到的B柱主体和步骤（4）液压成形得到的加强管焊接在一起，得到所述的B柱。

本发明具有以下优点：（1）加强管采用液压成形工艺，具有轻量化的优点，即产品的强度更高，重量反而更轻；（2）应力集中小：相对于传统冲压工艺，即冲压两片零件再焊接到一起的工艺，使用液压成形工艺可以根据B柱主体的情况灵活变化截面设计，让每个截面的负载更加均匀；（3）尺寸质量更高：由于液压成形工艺成形时内部压力很高，工件塑性变形处理压应力状态，而非传统从冲压工艺的拉、压两种应力状态，这样更容易产生零件回弹，零件的尺寸精度因而更高。

附图说明

图1为本发明所述B柱的结构示意图。

图2为所加强管的示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图1～图2所示：所述B柱包括上固定部1、下固定部2、B柱主体3、第一厚度区域4、第二厚度区域5、第三厚度区域6、加强管7等。

如图1、图2所示，本发明包括B柱主体3，B柱主体3顶部为与车顶固定的上固定部1，B柱主体3底部为与门槛固定的下固定部2；所述B柱主体3的上部为第一厚度区域4，下部为第二厚度区域5，中部为第三厚度区域6；所述第一厚度区域4和第二厚度区域5的厚度为1.2 mm，第三厚度区域6的厚度为1.7 mm；所述第一厚度区域4和第二厚度区域5的高度分别占B柱主体3高度的1/4～1/3；在所述第三厚度区域6设置加强管7，加强管7为中空管，由液压成形工艺得到；

所述加强管7的管壁厚度为1.8mm±30%。

所述B柱的制造方法，包括以下步骤：

（1）采用激光拼焊得到具有第一厚度区域、第二厚度区域和第三厚度区域的B柱主体的坯料，将B柱主体的坯料在加热炉内加热至850～940℃，使其转化为奥氏体组织，所述B柱主体的坯料采用22MnB5（俗称硼钢）；

（2）将奥氏体化后的B柱主体的坯料在模具内进行热成型，并同时淬火；其中，第一厚度区域4和第二厚度区域5的厚度为1.2 mm，第三厚度区域6的厚度为1.7 mm；

（3）选择材质为低碳钢、不锈钢、铝、铝镁合金的直管，将直管在常温下进行弯管，并预成型得以与加强管最终形状基本一致的零件；所述直管的材质为微合金钢（如SM355MC）、双相钢（如DP800）或多相钢；

（4）将步骤（3）预成型后的零件在模具中由压力机进行液压成形，具体过程为：模具在压力机驱动下闭合，压力机的水系统向预成形后的管状零件的内腔进行注水，使得零件的内腔充满水；轴向缸向零件移动并将零件密封，同时向零件内腔注入高压水，在高压水的作用下，工件变形，直至与模具的成型面贴合，得到所需要的加强管的形状；所述高压水的内压力为5～250MPa，轴向缸推力为5～100吨；

（5）将步骤（2）热成型得到的B柱主体和步骤（4）液压成形得到的加强管焊接在一起，得到所述的B柱。

本发明的加强管采用内空的管件进行液压成形得到，B柱主体由热压成形得到，具有以下效果：（1）加强管采用液压成形工艺，具有轻量化的优点，即产品的强度更高，重量反而更轻；（2）应力集中小：相对于传统冲压工艺，即冲压两片零件再焊接到一起的工艺，使用液压成形工艺可以根据B柱主体的情况灵活变化截面设计，让每个截面的负载更加均匀；（3）尺寸质量更高：由于液压成形工艺成形时内部压力很高，工件塑性变形处理压应力状态，而非传统从冲压工艺的拉、压两种应力状态，这样更容易产生零件回弹，零件的尺寸精度因而更高；(4) 此种方法得到的B柱在碰撞时能有效保证驾驶员头部区域不变形，而B柱下部由于强度弱，变形达到吸能的目的，故能较好的保护驾驶员安全。

Claims (3)

1.一种B柱，包括B柱主体（3），B柱主体（3）顶部为与车顶固定的上固定部（1），B柱主体（3）底部为与门槛固定的下固定部（2）；其特征是：所述B柱主体（3）的上部为第一厚度区域（4），下部为第二厚度区域（5），中部为第三厚度区域（6）；所述第一厚度区域（4）和第二厚度区域（5）的厚度为1.2 mm，第三厚度区域（6）的厚度为1.7 mm；所述第一厚度区域（4）和第二厚度区域（5）的高度分别占B柱主体（3）高度的1/4～1/3；在所述第三厚度区域（6）设置加强管（7），加强管（7）为中空管，由液压成形工艺得到。

2.如权利要求1所述的B柱，其特征是：所述加强管（7）的管壁厚度为1.8mm±30%。

3.一种B柱的制造方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）采用激光拼焊得到具有第一厚度区域、第二厚度区域和第三厚度区域的B柱主体的坯料，将B柱主体的坯料在加热炉内加热至850～940℃，使其转化为奥氏体组织，所述B柱主体的坯料采用22MnB5；

（2）将奥氏体化后的B柱主体的坯料在模具内进行热成型，并同时淬火；其中，第一厚度区域（4）和第二厚度区域（5）的厚度为1.2 mm，第三厚度区域（6）的厚度为1.7 mm；

（3）选择材质为低碳钢、不锈钢、铝、铝镁合金的直管，将直管在常温下进行弯管，并预成型得以与加强管最终形状基本一致的零件；所述直管的材质为微合金钢、双相钢或多相钢；

（4）将步骤（3）预成型后的零件在模具中由压力机进行液压成形，具体过程为：模具在压力机驱动下闭合，压力机的水系统向预成形后的管状零件的内腔进行注水，使得零件的内腔充满水；轴向缸向零件移动并将零件密封，同时向零件内腔注入高压水，在高压水的作用下，工件变形，直至与模具的成型面贴合，得到所需要的加强管的形状；所述高压水的内压力为5～250MPa，轴向缸推力为5～100吨；

（5）将步骤（2）热成型得到的B柱主体和步骤（4）液压成形得到的加强管焊接在一起，得到所述的B柱。