汽車部件連接結構及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種汽車部件連接結構，包括第一連接件和與第一連接件為膠接連接的第二連接件，第一連接件和第二連接件采用碳纖維復合材料制成。本發(fā)明的汽車部件連接結構，通過膠接連接方式將兩個連接件連接，形成有效的高強度低質量碳纖維連接結構，既提高了連接效率，也提高了連接耐久性，可以減少或消除在普通連接中經(jīng)常出現(xiàn)的表面分層和剪切破壞，可以得到更好的連接強度。本發(fā)明還提供了一種汽車部件連接結構的制作方法和電動汽車底板總成。
【專利說明】
汽車部件連接結構及其制作方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明屬于汽車零部件技術領域，具體地說，本發(fā)明涉及一種汽車部件連接結構及其制作方法。
【背景技術】
[0002]汽車輕量化技術是為新能源汽車和傳統(tǒng)內燃機汽車節(jié)省能源消耗，降低環(huán)境污染的有效技術途徑之一。權威研究顯示，若汽車整車重量降低10%，燃油效率可提高6% —8% ;汽車整備質量每減少100公斤，百公里油耗可降低0.3-0.6升。從行駛性能和碰撞安全性方面來看，汽車輕量化后加速性提高，制動距離減小，碰撞時慣性減小，車輛控制靈敏性、穩(wěn)定性、噪聲振動方面也均有改善。近年來，碳纖維復合材料以獨特的輕量化效果、高比剛度及高比強度成為汽車工業(yè)領域的輕量化主流技術趨勢。
[0003]隨著汽車碳纖維復合材料應用的日益廣泛，汽車復合材料部件之間的組合裝配以及碳纖維復合材料部件與鄰近零部件的之間連接緊固的問題日益突出，汽車行業(yè)中傳統(tǒng)的金屬零部件之間的連接方式已不能適應客觀應用的需求。而現(xiàn)有技術中采用碳纖維復合材料制成的連接結構，還存在經(jīng)常出現(xiàn)表面分層和剪切破壞的缺陷，連接強度較差。因此，有必要不斷改進汽車碳纖維復合材料的連接方式，并進行合理選擇。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明提供一種汽車部件連接結構及其制作方法，目的是確保得到更好的連接強度。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是:汽車部件連接結構，包括第一連接件和與第一連接件為膠接連接的第二連接件，第一連接件和第二連接件采用碳纖維復合材料制成。
[0006]所述第一連接件和第二連接件采用碳纖維/環(huán)氧樹脂復合材料制成。
[0007]所述第一連接件具有突出的榫舌，所述第二連接件具有讓榫舌插入的榫槽。
[0008]所述榫槽中的內壁面涂覆有膠黏劑，形成涂膠層。
[0009]所述碳纖維復合材料包括依次緊密接觸的至少7層碳纖維布。
[0010]所述榫舌設置多個。
[0011]本發(fā)明還提供了一種電動汽車底板總成，包括上述結構的汽車部件連接結構。
[0012]本發(fā)明還提供了一種汽車部件連接結構的制作方法，其包括如下步驟:
[0013](D制備預浸料；
[0014](2)將預浸料經(jīng)過切割和標記后組裝成預制件；
[0015](3)將預制件初步制備成第一連接件和第二連接件；
[0016](4)將初步制備的第一連接件和第二連接件放入環(huán)氧樹脂溶液中加以浸漬；
[0017](5)對浸漬后的第一連接件和第二連接件進行固化處理；
[0018](6)使用有機溶劑清洗第一連接件的榫舌和第二連接件的榫槽表面；
[0019](7)對第一連接件的榫舌和第二連接件的榫槽表面進行打磨；
[0020](8)在第二連接件的榫槽中涂覆膠粘劑，將第一連接件的榫舌插入榫槽中，完成第一連接件和第二連接件的膠接。
[0021]所述步驟(I)中，將浸漬后的碳纖維織布通過手工鋪層制備成預浸料，碳纖維織布至少鋪設7層。
[0022]所述有機溶劑為丙酮。
[0023]所述膠粘劑為聚氨酯膠劑。
[0024]本發(fā)明的汽車部件連接結構，通過膠接連接方式將兩個連接件連接，形成有效的高強度低質量碳纖維連接結構，既提高了連接效率，也提高了連接耐久性，可以減少或消除在普通連接中經(jīng)常出現(xiàn)的表面分層和剪切破壞，可以得到更好的連接強度。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明汽車部件連接結構的結構示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明汽車部件連接結構的分解示意圖；
[0027]上述圖中的標記均為:1、榫舌;2、榫槽;3、涂膠層。
【具體實施方式】
[0028]下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明，目的是幫助本領域的技術人員對本發(fā)明的構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解，并有助于其實施。
[0029]如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供了一種汽車部件連接結構，包括第一連接件和與第一連接件為膠接連接的第二連接件，第一連接件和第二連接件采用碳纖維復合材料制成。第一連接件具有突出的榫舌，第二連接件具有讓榫舌插入的榫槽。與普通的平板膠接不同，采用榫槽膠結連接適合厚的碳纖維板材之間的連接，可以減少應力集中和降低剝離應力，避免或減少表面分層，從而可以確保連接結構得到更好的連接強度。采用新型的榫槽膠結連接結構連接汽車的碳纖維部件，發(fā)揮了碳纖維的高強度、輕質量、耐腐蝕、抗疲勞優(yōu)點特性的同時提高連接強度和連接的耐久性。
[0030]碳纖維的材料特點決定了在汽車減重的方面大有可為，尤其是汽車的排放法規(guī)要求日益嚴苛，作為一種新材料，碳纖維與傳統(tǒng)的金屬材料之間的連接方式不再是傳統(tǒng)的焊接，膠接連接不僅可以減輕質量，也保證了連接的抗疲勞和防腐蝕，絕緣性和的可靠的破損安全性。
[0031]如圖2所示，在第二連接件的榫槽中的內壁面涂覆有膠黏劑，形成涂膠層。榫舌與榫槽的形狀相配合，榫舌插入榫槽中后與涂膠層接觸，涂膠層處的膠粘劑將第一連接件和第二連接件連接成一體結構。
[0032]作為優(yōu)選的，第一連接件和第二連接件采用碳纖維/環(huán)氧樹脂復合材料制成，碳纖維復合材料包括依次緊密接觸的至少7層碳纖維布，連接結構的槽榫結構處采用特別的鋪層設計，以便最終材料可以獲得極高的力學機械性能。
[0033]作為優(yōu)選的，第一連接件上的榫舌可以設置多個，而且多個榫舌為均勻分布。相應在第二連接件上可以設置同等數(shù)量的榫槽，各個榫舌分別嵌入一個榫槽中，進一步提高連接強度。
[0034]本發(fā)明還提供了一種汽車部件連接結構的制作方法，其包括如下步驟:
[0035](D制備預浸料；
[0036](2)將預浸料經(jīng)過切割和標記后組裝成預制件；
[0037](3)將預制件初步制備成第一連接件和第二連接件；
[0038](4)將初步制備的第一連接件和第二連接件放入環(huán)氧樹脂溶液中加以浸漬；
[0039](5)對浸漬后的第一連接件和第二連接件進行固化處理，碳纖維的第一連接件和第二連接件隨即完全成型；
[0040](6)使用有機溶劑清洗第一連接件的榫舌和第二連接件的榫槽表面；
[0041](7)對第一連接件的榫舌和第二連接件的榫槽表面進行打磨；
[0042](8)在第二連接件的榫槽中涂覆膠粘劑，將第一連接件的榫舌插入榫槽中，完成第一連接件和第二連接件的膠接。
[0043]在步驟(I)中，將浸漬后的碳纖維織布通過手工鋪層制備成預浸料，碳纖維織布至少鋪設7層。在本實施例中，碳纖維織布采用7層鋪層設計，鋪設時選擇標準鋪層角度為+45°、0°、-45°、+90°、-45°、0°和+45°。碳纖維織布經(jīng)由拉伸過涂層液來浸漬，然后采用壓延輥之間的閃蒸來揮發(fā)溶劑，這些溶劑的作用是稀釋乙烯基酯以便提供足夠好的浸漬效果，最后將良好浸漬后的碳纖維織布由手工鋪層制備成預浸料。
[0044]在步驟(2)中，在第一連接件的底座和凹槽部分對準后定型，在凹槽表面附近標記前后面;將第二連接件的底座和凸件部分對對準位置定型，在凹件表面附近標記前后面。
[0045]在步驟(3)中，是采用壓縮成型工藝將預制件初步制備成形狀符合要求的第一連接件和第二連接件。
[0046]在步驟(6)，所述有機溶劑優(yōu)選為丙酮。
[0047]在步驟(8)中，待第二連接件徹底干燥后，在第二連接件的榫槽中涂覆膠粘劑，形成涂膠層，所述膠粘劑優(yōu)選為聚氨酯膠劑。在將第一連接件與第二連接件插接后，并對第一連接件和第二連接件施加一定的夾持力(夾持力大小優(yōu)選為12_22MPa)后固化連接。膠接連接完成后的連接結構可以和碳纖維汽車的其他組成部分進一步裝配成為車身整體，從而進行整車裝配。
[0048]在步驟(8)中，作為優(yōu)選的，采用對中裝配的方式實現(xiàn)第一連接件和第二連接件的裝配，確保連接組裝達到預期的效果，連接質量輕而且效率高。對中裝配時，首先找到保證定位配合處相互垂直的預裝配位置，將安裝連接件手持于該位置，平行、平穩(wěn)的安放在裝配位置，確保定位和配合面良好和裝配件對中后，再進行裝配，確保結合到位。最后檢查確認裝配無誤。
[0049]本發(fā)明還提供了一種電動汽車底板總成，包括上述結構的汽車部件連接結構，汽車部件連接結構的第一連接件作為底板總成的前底板，第二連接件作為底板總成的中后底板。由于本發(fā)明的電動汽車底板總成包括上述實施例中的汽車部件連接結構，所以其具有上述汽車部件連接結構的所有優(yōu)點。這種結構的碳纖維底板總成的剛度為683.3N/mm，達到并且超過了金屬底板的剛度要求。
[0050]上面結合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.汽車部件連接結構，其特征在于，包括第一連接件和與第一連接件為膠接連接的第二連接件，第一連接件和第二連接件采用碳纖維復合材料制成。2.根據(jù)權利要求1所述的汽車部件連接結構，其特征在于，所述第一連接件和第二連接件采用碳纖維/環(huán)氧樹脂復合材料制成。3.根據(jù)權利要求1所述的汽車部件連接結構，其特征在于，所述第一連接件具有突出的榫舌，所述第二連接件具有讓榫舌插入的榫槽。4.根據(jù)權利要求3所述的汽車部件連接結構，其特征在于，所述榫槽中的內壁面涂覆有膠黏劑，形成涂膠層。5.根據(jù)權利要求1至4所述的汽車部件連接結構，其特征在于，所述碳纖維復合材料包括依次緊密接觸的至少7層碳纖維布。6.電動汽車底板總成，其特征在于:包括權利要求1至5任一所述的汽車部件連接結構。7.汽車部件連接結構的制作方法，其特征在于，包括步驟: (1)制備預浸料； (2)將預浸料經(jīng)過切割和標記后組裝成預制件； (3)將預制件初步制備成第一連接件和第二連接件； (4)將初步制備的第一連接件和第二連接件放入環(huán)氧樹脂溶液中加以浸漬； (5)對浸漬后的第一連接件和第二連接件進行固化處理； (6)使用有機溶劑清洗第一連接件的榫舌和第二連接件的榫槽表面； (7)對第一連接件的榫舌和第二連接件的榫槽表面進行打磨； (8)在第二連接件的榫槽中涂覆膠粘劑，將第一連接件的榫舌插入榫槽中，完成第一連接件和第二連接件的膠接。8.根據(jù)權利要求7所述的汽車部件連接結構的制作方法，其特征在于，所述步驟(I)中，將浸漬后的碳纖維織布通過手工鋪層制備成預浸料，碳纖維織布至少鋪設7層。9.根據(jù)權利要求7所述的汽車部件連接結構的制作方法，其特征在于，所述有機溶劑為丙酮。10.根據(jù)權利要求7至9所述的汽車部件連接結構的制作方法，其特征在于，所述膠粘劑為聚氨酯膠劑。
【文檔編號】B62D29/04GK105857414SQ201610264057
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】洪麗, 熊建民, 陳大華, 秦玉林
【申請人】奇瑞汽車股份有限公司