專利名稱：一種液壓成型副車架的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)泡沫體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液壓成型副車架的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)泡沫體，還涉及結(jié)構(gòu) 泡沫體的用途以及液壓成型副車架的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的制造方法。
背景技術(shù)：
目前絕大部分汽車副車架采用鋼板沖壓成形的上體和下體焊接而成的結(jié) 構(gòu)。液壓成型副車架由于減重效果明顯，已在國(guó)外的部分汽車上使用，國(guó)內(nèi)液 壓成型副車架技術(shù)發(fā)展迅速，已可以為汽車主機(jī)廠提供液壓成型副車架方案。 但液壓成型副車架局部加強(qiáng)實(shí)現(xiàn)較困難。
汽車副車架大多是鋼板沖壓成型并焊接，國(guó)外不少汽車公司逐步采用液壓 成型副車架。與沖壓成形相比，副車架液壓成型可以減輕重量50%以上；材料
利用率高；減少焊接工序，不用焊接副車架上下本體，提高裝配效率。但液壓 成型副車架也存在一些缺點(diǎn)，液壓成型脹形的毛坯是等壁厚圓管，材料不容易 從兩端補(bǔ)充，截面周長(zhǎng)增加必然厚度減薄；液壓成型的成型壓力有限以及模具 等其它成型工藝原因，很難在副車架上成型較小的特征。這兩點(diǎn)將導(dǎo)致副車架 局部區(qū)域剛度不足，特別是控制臂支架安裝點(diǎn)剛度不足會(huì)導(dǎo)致疲勞破壞。同時(shí) 由于液壓成型副車架為管狀結(jié)構(gòu)，采用常規(guī)方法在副車架內(nèi)外壁焊接加強(qiáng)板都 不容易實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
目前利用結(jié)構(gòu)泡沫填充白車身關(guān)鍵接頭，提高NVH和碰撞安全性能的方法已 經(jīng)被國(guó)外部分汽車主機(jī)廠采用，使用高性能聚合物樹脂已經(jīng)可以用于承受高載 荷的副車架上。結(jié)構(gòu)泡沫加強(qiáng)方案已經(jīng)成功應(yīng)用在汽車車身上，主要提高車身
NVH、碰撞安全等方面性能，也可應(yīng)用于承受高載荷部件的加強(qiáng)。
液壓成型副車架相比鋼板沖壓成型副車架有許多優(yōu)點(diǎn)，但液壓成型副車架由 于成型時(shí)材料補(bǔ)充限制，局部減薄嚴(yán)重，焊接加強(qiáng)板等常規(guī)局部補(bǔ)強(qiáng)方案不容 易實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明可以根本解決液壓成型副車架控制臂安裝點(diǎn)處剛度和強(qiáng)度不足 問(wèn)題。
本發(fā)明的目的在于提供一種液壓成型副車架的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)泡沫體； 本發(fā)明的另一 目的在于提供一種結(jié)構(gòu)泡沫體在汽車領(lǐng)域的的用途；本發(fā)明的另 一目的在于提供一種液壓成型副車架的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的制造方法；
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是-增強(qiáng)液壓成型副車架的結(jié)構(gòu)泡沫體結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)泡沫體由一定厚度的鋼管骨架 和聚合物樹脂構(gòu)成。通過(guò)專用夾具將結(jié)構(gòu)泡沫體固定在副車架內(nèi)控制臂支架焊 接點(diǎn)處，加熱使得結(jié)構(gòu)泡沫體中的聚合物樹脂膨脹硬化將副車架內(nèi)壁和鋼管骨 架外壁粘結(jié)，提高副車架局部剛度和強(qiáng)度。
液壓成型副車架設(shè)計(jì)階將考慮上述方案，副車架控制臂安裝支架以后部分 設(shè)計(jì)較平直且增加拔模角，便于安裝結(jié)構(gòu)泡沫體；焊接控制臂支架及副車架后 橫梁，使用特定夾具將結(jié)構(gòu)泡沫體安裝進(jìn)副車架，定位，將副車架加熱到180 "C左右。結(jié)構(gòu)泡沫體中聚合物膨脹并硬化將副車架本體與結(jié)構(gòu)泡沬體中的鋼管 骨架粘結(jié)，可提高控制臂安裝點(diǎn)處副車架剛度和強(qiáng)度。
結(jié)構(gòu)泡沫體由一定長(zhǎng)度的1. 5mm厚鋼管骨架和3mm厚聚合物樹脂構(gòu)成。結(jié)構(gòu) 泡沬體外輪廓根據(jù)副車架內(nèi)壁輪廓設(shè)計(jì)，其外壁與副車架內(nèi)壁之間有一定距離 間隙。結(jié)構(gòu)泡沫體深入到副車架腔內(nèi)控制臂焊支架焊接部位，定位后加熱到一 定溫度。結(jié)構(gòu)泡沫體中的聚合物樹脂發(fā)泡膨脹將結(jié)構(gòu)泡沫骨架與副車架內(nèi)壁牢 牢粘結(jié)。 此發(fā)明已經(jīng)經(jīng)過(guò)CAE分析，確定可以提高控制臂安裝點(diǎn)處副車架強(qiáng)度，解決 局部應(yīng)力集中導(dǎo)致疲勞破壞問(wèn)題。
具體技術(shù)方案如下
一種結(jié)構(gòu)泡沬體，包括金屬骨架和粘結(jié)層，其中，粘結(jié)層位于金屬骨架外 并包圍該金屬骨架，所述金屬骨架為鋼管骨架，所述粘結(jié)層為聚合物樹脂，所
述金屬骨架為管狀，其管壁厚度為1. 5mm，所述粘結(jié)層的厚度為3mm。
一種上述的結(jié)構(gòu)泡沫體的用途，該結(jié)構(gòu)泡沫體用于液壓成型副車架，提高 其剛度和強(qiáng)度，該結(jié)構(gòu)泡沫體用于液壓成型副車架的控制臂安裝點(diǎn)處，設(shè)置于 該安裝點(diǎn)處的副車架腔內(nèi)。
一種液壓成型副車架的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，包括液壓成型副車架的本體，其液壓成 型副車架的本體內(nèi)設(shè)有結(jié)構(gòu)泡沬體，該結(jié)構(gòu)泡沫體包括骨架和其周圍的粘結(jié)層， 液壓成型副車架本體的腔體內(nèi)壁與結(jié)構(gòu)泡沫體骨架通過(guò)該粘結(jié)層粘結(jié)；結(jié)構(gòu)泡 沫體外輪廓根據(jù)液壓成型副車架本體的內(nèi)壁輪廓設(shè)計(jì)，粘結(jié)前，結(jié)構(gòu)泡沫體外 壁與液壓成型副車架的內(nèi)壁之間有一定距離間隙；還包括控制臂支架，結(jié)構(gòu)泡 沫體位于控制臂支架處的副車架腔體內(nèi)；所述粘結(jié)層為聚合物樹脂，所述骨架 為鋼管骨架，聚合物樹脂在加熱后發(fā)泡膨脹將鋼管骨架與液壓成型副車架的腔 體內(nèi)壁粘結(jié)；副車架控制臂支架以后部分平直且增加拔模角。
一種上述液壓成型副車架的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的制造方法，采用如下步驟設(shè)計(jì)液 壓成型副車架，在滿足副車架基本力學(xué)性能和液壓成型工藝的基礎(chǔ)上能夠填充 結(jié)構(gòu)泡沬體，其中副車架在控制臂支架安裝點(diǎn)靠后設(shè)計(jì)成開口逐漸增大結(jié)構(gòu)； 通過(guò)CAE分析，設(shè)計(jì)滿足力學(xué)要求的結(jié)構(gòu)泡沫體，包括鋼管厚度和截面形狀； 液壓成型副車架上焊接控制臂支架和后橫梁本體；將結(jié)構(gòu)泡沫體通過(guò)專用夾具 伸入到副車架腔中并定位；將副車架連同結(jié)構(gòu)泡沫體以及固定夾具一起加熱到
18(TC后，結(jié)構(gòu)泡沫體中的聚合物樹脂膨脹硬化，將副車架和結(jié)構(gòu)泡沫體中的鋼 管骨架牢固粘結(jié)；降溫并在結(jié)構(gòu)泡沫體穩(wěn)定后取出專用夾具。
與目前現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在在有限的空間內(nèi)使用 已成熟技術(shù)提高副車架控制臂支架安裝點(diǎn)局部剛度和強(qiáng)度；不用增加副車架 壁厚提高剛度，在副車架腔內(nèi)增加一塊加強(qiáng)結(jié)構(gòu)不會(huì)和其它件干涉，不用焊 接因而不會(huì)給副車架帶來(lái)組織缺陷。并且工藝簡(jiǎn)單成本不高。


圖l:某型號(hào)液壓成型副車架； 圖2:副車架局部透^i圖3:結(jié)構(gòu)泡沫體加強(qiáng)副車架區(qū)域截面視圖； 圖4:結(jié)構(gòu)泡沬體截面視圖
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其為本發(fā)明多種實(shí)施方式中的一種 優(yōu)選實(shí)施例。
如圖3， 4的結(jié)構(gòu)泡沫體，包括管壁厚度為1. 5mm的鋼管骨架6和厚度為3nun 的聚合物樹脂5，其中，聚合物樹脂5位于鋼管骨架6外并包圍該鋼管骨架6。
上述的結(jié)構(gòu)泡沫體的用途，該結(jié)構(gòu)泡沫體4用于液壓成型副車架1，從而提 高其剛度和強(qiáng)度，該結(jié)構(gòu)泡沫體4可以尤其用于液壓成型副車架1的控制臂安 裝點(diǎn)處，設(shè)置于該安裝點(diǎn)處的副車架腔內(nèi)。
如圖l， 2所示的液壓成型副車架的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，包括液壓成型副車架l的本 體，其液壓成型副車架1的本體內(nèi)設(shè)有結(jié)構(gòu)泡沫體4，液壓成型副車架1本體的 腔體內(nèi)壁與結(jié)構(gòu)泡沫體骨架通過(guò)該粘結(jié)層粘結(jié)，結(jié)構(gòu)泡沬體4外輪廓根據(jù)液壓
成型副車架l本體的內(nèi)壁輪廓設(shè)計(jì)，粘結(jié)前，結(jié)構(gòu)泡沫體4外壁與液壓成型副 車架1的內(nèi)壁之間有一定距離間隙。
液壓成型副車架的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)還包括控制臂支架2，結(jié)構(gòu)泡沫體4位于控制臂 支架2處的副車架腔體內(nèi)，所述粘結(jié)層為聚合物樹脂5，所述骨架為鋼管骨架6， 聚合物樹脂5在加熱后發(fā)泡膨脹將鋼管骨架6與液壓成型副車架1的腔體內(nèi)壁 粘結(jié)。
本發(fā)明的具體實(shí)施步驟如下
1) 設(shè)計(jì)液壓成型副車架1，在滿足副車架基本力學(xué)性能和液壓成型工藝 的基礎(chǔ)上能夠填充結(jié)構(gòu)泡沫體，其中副車架在控制臂支架2安裝點(diǎn)靠后設(shè) 計(jì)成開口逐漸增大結(jié)構(gòu)。
2) 通過(guò)CAE分析，設(shè)計(jì)滿足力學(xué)要求的結(jié)構(gòu)泡沬體，包括鋼管厚度和截 面形狀。
3) 液壓成型副車架l，焊接控制臂支架2和后橫梁本體3。
4) 將結(jié)構(gòu)泡沫體4通過(guò)專用夾具伸入到副車架腔中并定好位置。
5) 將副車架連同結(jié)構(gòu)泡沫體以及固定夾具一起加熱到18(TC后，結(jié)構(gòu)泡 沬體中的聚合物樹脂膨脹硬化，將副車架和結(jié)構(gòu)泡沫體中的鋼管骨架牢牢 粘結(jié)。
6) 降溫，結(jié)構(gòu)泡沫體穩(wěn)定后取出專用夾具。 上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上
述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或 未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)構(gòu)泡沫體，其特征在于，包括金屬骨架和粘結(jié)層，其中，粘結(jié)層位于金屬骨架外并包圍該金屬骨架。
2、 如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)泡沫體，其特征在于，所述金屬骨架為鋼管骨 架(6)，所述粘結(jié)層為聚合物樹脂(5)。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)泡沫體，其特征在于，所述金屬骨架為管 狀，其管壁厚度為1. 5ran，所述粘結(jié)層的厚度為3mrn。
4、 一種如權(quán)1一3所述的結(jié)構(gòu)泡沫體的用途，其特征在于，該結(jié)構(gòu)泡沬體 (4)用于液壓成型副車架(1)，從而提高其剛度和強(qiáng)度。
5、 如權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)泡沫體的用途，其特征在于，該結(jié)構(gòu)泡沫體(4) 用于液壓成型副車架(1)的控制臂安裝點(diǎn)處，設(shè)置于該安裝點(diǎn)處的副車架腔內(nèi)。
6、 一種液壓成型副車架的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，包括液壓成型副車架(1)的本體， 其特征在于，液壓成型副車架(1)的本體內(nèi)設(shè)有結(jié)構(gòu)泡沫體(4),該結(jié)構(gòu)泡沫 體(4)包括骨架和其周圍的粘結(jié)層，液壓成型副車架(1)本體的腔體內(nèi)壁與 結(jié)構(gòu)泡沫體骨架通過(guò)該粘結(jié)層粘結(jié)。
7、 如權(quán)利要求6所述的液壓成型副車架的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，結(jié)構(gòu)泡 沫體(4)外輪廓根據(jù)液壓成型副車架(1)本體的內(nèi)壁輪廓設(shè)計(jì)，粘結(jié)前，結(jié) 構(gòu)泡沫體(4)外壁與液壓成型副車架(1)的內(nèi)壁之間有一定距離間隙。
8、 如權(quán)利要求6或7所述的液壓成型副車架的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，還 包括控制臂支架(2)，結(jié)構(gòu)泡沫體(4)位于控制臂支架(2)處的副車架腔體 內(nèi)。
9、 如權(quán)利要求6或7所述的液壓成型副車架的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所 述粘結(jié)層為聚合物樹脂(5)，所述骨架為鋼管骨架(6)，聚合物樹脂(5)在加 熱后發(fā)泡膨脹將鋼管骨架(6)與液壓成型副車架(1)的腔體內(nèi)壁粘結(jié)。
10、 如權(quán)利要求8所述的液壓成型副車架的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其特征在于，副車 架控制臂支架(2)的以后部分平直且增加一拔模角度。
11、 一種如權(quán)利要求6-10所述液壓成型副車架的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的制造方法， 其特征在于，采用如下步驟1) 設(shè)計(jì)液壓成型副車架(1)，在滿足副車架基本力學(xué)性能和液壓成型工 藝的基礎(chǔ)上能夠填充結(jié)構(gòu)泡沬體(4)，其中副車架在控制臂支架(2)安 裝點(diǎn)靠后設(shè)計(jì)成開口逐漸增大結(jié)構(gòu)；2) 通過(guò)CAE分析，設(shè)計(jì)滿足力學(xué)要求的結(jié)構(gòu)泡沫體，包括鋼管厚度和截 面形狀；3) 液壓成型副車架(1)上焊接控制臂支架(2)和后橫梁本體(3);4) 將結(jié)構(gòu)泡沫體(4)通過(guò)專用夾具伸入到副車架腔中并定位；5) 將副車架連同結(jié)構(gòu)泡沫體以及固定夾具一起加熱到18(TC后，結(jié)構(gòu)泡 沫體中的聚合物樹脂膨脹硬化，將副車架和結(jié)構(gòu)泡沬體中的鋼管骨架牢固 粘結(jié)；6) 降溫并在結(jié)構(gòu)泡沫體穩(wěn)定后取出專用夾具。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液壓成型副車架的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)泡沫體，結(jié)構(gòu)泡沫體由一定厚度的鋼管骨架(6)和聚合物樹脂(5)構(gòu)成，通過(guò)專用夾具將結(jié)構(gòu)泡沫體固定在副車架內(nèi)控制臂支架焊接點(diǎn)處，加熱使得結(jié)構(gòu)泡沫體中的聚合物樹脂膨脹硬化將副車架內(nèi)壁和鋼管骨架外壁粘結(jié)，提高副車架局部剛度和強(qiáng)度。
文檔編號(hào)B32B15/08GK101367403SQ200810021770
公開日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月13日
發(fā)明者吳澤勛, 徐有忠, 王正中, 芮玉龍, 黃鵬程 申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司