自挤压式套管组件及其制造方法 本发明涉及一种用于将一套管安装到薄板金属部件上的方法及金属部件和套管组件。具体而言，本发明涉及一种车架部件及制造具有减震架的车架的方法。
用于将一套管安装到一个薄板金属部件上(例如液压成形的管状部件)的方法需要在薄板金属部件的某一部分穿孔或钻孔。接着，对薄板金属进行二次加工，在二次加工过程中，围绕穿孔或钻孔的边缘部分将受到挤压或拉拔，以形成一环形的凸缘部分。将一钢制的套管压入孔内，以在环形凸缘部分与套管之间形成过盈配合。在挤压拉拔成形的环形凸缘部分与套管之间要求精密的公差，从而形成合适的过盈配合。
图1A-3B示出了将一套管安装到液压成形的机动车车架上的传统方法。图1A和1B示出了固定到往复式冲压机之上部活塞上的冲头11和固定到一下部静止压机座上的挤压模12。图中还局部示出了由附图标记100表示的管状金属框架部件，该框架是由薄板金属的缝焊件经液压成形制成的。
将挤压模12插入液压成形的管状部件100的开口端内，接着将其向上升起，以支撑部件100之上壁10的下侧。然后，冲压机的活塞开始其向下的行程，迫使冲头11与金属材料的上壁10接触，如图1A所示。当压力机的吨位大于金属壁10地抗张强度时，冲头11将压紧模具12上的孔13剪切金属壁10。模具上的孔13在其上端由一“直角”或90°的角35限定而成。
废料或余料15穿过模具的孔13并最终被扔掉，只在管状部件100的上壁10上留下一孔14。孔14的直径与冲头11的外径相等。接下来，如图1B所示，压力机的活塞开始向上移动，并返回其初始位置，从而将冲头11移离管状部件100，然后将管状部件从挤压模12上取下。在孔的成形加工后，围绕孔14的边缘将具有一尖锐且带毛刺的棱角。
如图2A和2B所示，当孔14成形后，管状部件将被移动到一拉拔位置。在拉拔位置上，将一第二模具20定位于管状部件100内部，设置有拉拔冲头16的冲压机活塞将通过一下降冲程循环，从而使冲头导销17与孔14对准。然后，冲压机的活塞继续其下降冲程，以迫使冲头的成形部分与围绕孔14的内边缘相接合。如图2A所示，冲压机活塞将冲头16下降到一个预定的深度，从而使其成形部分紧压第二模具20的倾斜上边缘36向下拉拔内边缘，以形成一环形的拉拔凸缘部分18。接下来，冲压机开始其上升行程，并将冲头16和冲头导销17移离管状部件100。这样就使环形凸缘部分18之锋利带毛刺的角部受到平滑地打磨。
图3A和3B示出了一个钢制的桶状套管23，该套管已在独立于冲压加工的工序中预先装好。管状部件100被放置在一个夹紧装置(未示出)内，该夹紧装置靠近拉拔成形的凸缘18之内边缘25支撑着上壁10的下侧。可通过手动或使用机械将套管23直接定位于孔14之上。向下的压力被施加于套管23的顶面26上，以迫使套管23沿箭头24所示的方向通过孔14。接着，将压力释放，图3所示的成形部件就形成有套管23，该套管23通过一过盈配合与环形的拉拔凸缘部分18固定在一起。
上述传统方法的问题在于：钢制桶形套管23的外表面与环形的拉拔凸缘部分18之间的配合必须保持紧密，从而确保套管23不能与管状部件100分离。但是，这种装配未必很紧密，因此就需要付出很大的努力才能将套管23装配到孔14内。而且，由于拉拔成形冲头16的抽出将使与套管23咬合的凸缘18之内角受到打磨。由于这种打磨，其角部就会比较光滑，因此就不会与套管外部相“咬合”，而这种咬合能够防止套管的脱落。
因此，本发明的一个目的在于克服上述构造的缺陷并提供一种可靠安装有一套管的薄板金属部件。具体而言，本发明的一个目的在于确保套管与薄板金属部件之间的配合足以在机动车的常规工作过程中防止套管从薄板金属部件上脱开。为实现这一目的，本发明的一个方面提供一种用于将一套管装配到一金属部件上的方法，该方法包括：提供一金属部件，在该金属部件上具有一套管安装孔，所述的孔由围绕所述孔的环形边缘部分限定而成。接着，沿套管移动的方向将一套管压入所述的孔内，从而使套管与环形边缘部分相配合，并使环形边缘部分沿套管的移动方向变形，以在金属部件上形成一环形的凸缘部分，该凸缘部分沿移动方向凸出并与套管的外表面以过盈配合相咬合，从而将套管可靠固定在所述的孔内。
在本发明的方法中，省去了上述传统方法中所需的独立拉拔工序。当套管被压入管状部件上的孔内时，其本身就被用作拉拔成形工具。因为套管被用作拉拔成形工具，因此就能够确保环形壁部分和套管之间紧密的过盈配合。这样，本发明的方法不仅能够保证套管与管状部件之间的可靠装配，而且能够省去传统方法中的某些加工和操作步骤。
此外，由于拉拔工具(即套管)在操作过程中没有被抽出，因此环形壁部分的角不会被平滑打磨。当力沿一个与套管穿过孔的方向相反的方向作用于套管上时，由于尖锐的棱角能够“咬合”在套管的外部，因此未被打磨且带毛刺的尖锐棱角是最佳的。具体而言，由于尖锐的带毛刺棱角与套管的外部配合环形凸缘部分将相对套管向里拉拔。
具体而言，本发明的一个方面涉及一种用于制造车架的方法，其中在该车架上设置有一固定于机动车另一构件上的减震架。该方法包括围绕一中空的内部和穿过部件的侧向孔提供一管状部件。该部件具有一围绕所述孔的环形边缘部分。一减震架设置有一用于固定到机动车之构件上的安装部分和一与安装部分相连接的可屈服减震部分。该减震架被向里压入所述的孔内，从而使安装构件与环形的边缘部分相配合，并使环形的边缘部分向里产生变形并进入管状部件之中空的内部，以形成一环形的凸缘部分，该凸缘部分以过盈配合与安装构件的外表面接合，从而可靠地将安装构件固定在所述的孔内，以使管状部件能够被弹性地装配到上述的构件上。另外，当安装构件被压入孔内，从而使环形边缘部分仅通过安装构件而产生变形时，邻近所述孔的第二相对表面的一部分将受到支撑。
本发明的另一方面在于提供一种金属部件和套管组件，其包括：一金属部件，穿过该金属部件设置有一套管安装孔；一环形的凸缘部分围绕上述的孔并沿套管的移动方向从金属部件上突出。一套管牢固地安装于套管安装孔内，同时由于套管沿移动方向被压入套管安装孔内，从而使套管与围绕所述孔的环形边缘部分接合并沿移动方向使环形边缘部分变形，以形成环形凸缘部分时，环形凸缘部分以过盈配合与套管配合。
可以理解：根据本发明的原理构造的薄板金属部件和套管组件在套管与薄板金属部件之间形成一种牢固的装配。因为套管本身就被用作冲压工具，因此，由于套管与薄板金属部件之间的公差变化而产生的失效可基本得以消除。
具体而言，本发明的这一方面涉及一种将被安装到机动车的一个结构部件上的车架。这种车架包括围绕一中空内部的管状部件。该管状部件设置有一穿过该部件的侧向孔和一个围绕该孔并从安装部分向里突出进入中空内部的环形凸缘部分。一减震架被牢固装配到该孔内，同时由于减震架被向里压入孔内，从而使减震架与围绕所述孔的环形边缘部分接合并使环形边缘部分向里朝向中空内部产生变形，以形成环形凸缘部分，因此该环形凸缘部分与减震架以过盈配合紧密接合。该减震架包括一用于固定到机动车上述构件上的安装部分和一个与安装部分相连接的可屈服减震部分。该安装部分被构造和设计成能够使安装构件弹性装配到上述构件上。减震部分允许安装部分与管状壁之间的相对移动，从而在管状部件与结构部件之间形成有限的相对移动。
结合附图，通过阅读对最佳实施例的详细说明，可以更好地理解本发明的目的、特征及优点。其中：
图1A-B示出了根据传统方法在一薄板金属上打孔的视图；
图2A-B示出了根据传统方法从围绕孔的边缘部分经拉拔形成一凸缘的视图；
图3A-B示出了根据传统方法将一钢制的桶形套管安装到薄板金属上的视图；
图4A-B示出了根据本发明的原理将拉拔成形和组装工序结合到一个步骤中的视图。
图4A和4B示出了根据本发明所实施的一种方法，在该方法中，拉拔凸缘部分的工序和将一减震架装配到管状薄板金属件上的工序可在一个步骤中完成。由薄板金属的缝焊件制成的一液压成形的管状框架部件(这在液压成形领域内是公知的)具有一管状的壁，管状壁围绕中空内部的部分由附图标记200表示。管状壁200包括一上壁部分110(可称之为安装部分)，该上壁部分设置有一开口或通孔131。图1A和1B所示的传统方法可被用于在安装部分110上冲出开口或孔131。接着，将一挤压模130插入液压成形的管状部件的开口端内并邻近安装部分110的内表面定位。
以钢制桶形套管123的形式设置的减震架邻近管状壁200的外表面定位并通过手动或通过使用机械使其与孔131对准。例如，可利用一定位销(未示出)通过摩擦力与从套管123延伸出来的固定套管122的内径相配合。一径向的凸缘144从侧壁部分140的上边缘向外延伸。如常规所示，钢制桶形套管123包括一杯形的外部薄板金属桶，该金属桶包括一环形的侧壁部分140和一大体为圆形的底壁部分142，该底壁部分与侧壁140一体成形。安装构件包括一以管状的安装套筒形式存在的安装部分。套筒122通过形成于圆桶底壁部分142上的孔插入，同时套筒122的相对两端分别高于侧壁部分140的上边缘向上延伸并低于底壁部分142向下延伸。套管123的内部装入减震材料146，例如固化橡胶或其它可屈服弹性变形的材料，这些减震材料形成一减震部分。安装套管122被设计成可与机动车的结构件(未示出)相连接的形式。术语“结构件”可包括机动车内任意数量的部件，包括车架部件、悬挂部分和底盘部分、发动机架、主体部分等。
为将套管123安装到管状壁200上，操作人员启动冲床或压机活塞124并在液压力的作用下通过其下降行程。在下降的行程中，活塞124接触钢制桶形套管123的顶表面126。桶形套管123的底壁部分的直径略大于孔131的直径，而且略小于下模130上孔129的直径。这种关系能够使钢制桶形套管123在压机活塞124的下降行程中被用作冲头或拉拔工具。具体而言，当冲压机的活塞124继续沿套管移动的方向通过其下降行程时，外部桶体的底壁部分142可与围绕孔131的边缘部分128接合，其中套管移动的方向相对管状部件向里延伸。冲压机的活塞124沿套管移动方向的继续下移将使套管123紧压围绕挤压模129的倾斜上边缘132并使环形边缘部分变形，从而使边缘部分128从上壁部分110的内部表面向里延伸成一个环形的凸缘部分。当钢制的桶形套管123被下压从而使钢制的桶形套管123最终容纳于模开口129内时，套管123将使孔131加宽。如图4B所示冲压机的活塞124在一预定的深度或高度处停止，然后通过一上升的行程返回到初始位置。当冲压机的活塞124与顶面126脱开，而且作用于通过123上的压力被释放时，抵靠在倾斜边缘132上的上壁110变形的内边缘或环形凸缘部分128将对钢制桶形套管123的外表面反弹(在金属材料本身的回弹力作用下)，以将钢制桶形套管123牢固固定并保持在适当的位置上。由于套管123被用作冲头或拉拔工具，因此套管123与环形凸缘部分之间的过盈配合非常紧密，从而避免了传统方法中存在的质量问题。
由于在进行拉拔成形过程中不用除去冲头，因此内边缘／环形凸缘部分128的棱角就不会被磨光。换言之，由于钢制的桶形套管123沿一个方向移动，同时形成了环形凸缘部分128，因此凸缘部分的棱角不会象上述图2A和2B所示的传统方法那样被磨光。凸缘部分128的未被磨光的棱角仍然保持尖锐并带有毛刺，这有利于钢制桶形套管123保持到位。具体而言，凸缘部分128的未被磨光的棱角将嵌入或咬入桶体的外表面内。从而，当将套管123从孔131中向外拉出时，未被磨光的棱角也将被向上拉，从而使凸缘部分128被更紧密地拉向套管123。由于使用了本发明，因此与其它组装方法相比，在拉出／推出测试过程中的失效率得以降低。
由于套管123被可靠固定在孔131内，因此最终的成品可被用作车架部件。套管安装套筒122将车架以减震关系固定到机动车的结构件上，其中减震材料146允许管状壁200和安装套筒122之间以弹性屈服的方式做有限的相对移动，从而为车架部件和结构件之间形成有限的相对移动。具体而言，可以考虑将一螺栓插入安装套管122内并连接到机动车的结构件上，以将车架固定到位。
尽管已对本发明的细节及最佳实施例作出了上述的说明，但是本领域的技术人员应该清楚：在不脱离本发明的范围内可对其作出各种不同的变化和修改。例如，尽管本发明已接合最佳的液压成形管状车架部件作出了说明，但本发明的原理可用于将套管装配到任意的薄板金属部件上，而不论薄板金属部件是管状还是平直的薄板金属件。