一種復(fù)合材料的汽車尾門的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輕量化的乘用車尾門，尤其涉及一種復(fù)合材料的汽車尾門，它采用了模塊化的設(shè)計(jì)理念，充分發(fā)揮了纖維增強(qiáng)復(fù)合材料可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、易成型復(fù)雜形狀的特點(diǎn)，屬于汽車設(shè)計(jì)與制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車輕量化是減少汽車尾氣排放、節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的有效途徑，因此世界各地的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)都在致力于研發(fā)和推廣汽車輕量化技術(shù)。用輕量化材料，特別是聚合物基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，替代傳統(tǒng)的鋼材，是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的主要途徑之一。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有比強(qiáng)度和比剛度高，可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，能夠制成具有復(fù)雜曲面并集成多種用途部件于一體，從而減少汽車零部件數(shù)量，利于汽車工業(yè)的模塊化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。此夕卜，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制件的表面質(zhì)量好，可以省去或減少涂裝工藝。尾門是乘用汽車的一個重要外觀件，并具有一定的安全性和承載要求。傳統(tǒng)的汽車尾門采用薄鋼板沖壓成型后焊接的工藝，零件數(shù)量多，裝配過程復(fù)雜。采用模塊化的理念，使用樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料替代傳統(tǒng)鋼材來設(shè)計(jì)和制造汽車尾門，可以大幅度地減少零件數(shù)量和模具數(shù)量，簡化裝配和噴涂工藝過程，降低車身重量，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益顯著，應(yīng)用前景十分廣闊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]1、發(fā)明目的:
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合材料的汽車尾門，采用樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料設(shè)計(jì)制造而成，在保證安全性的前提下，極大地減輕汽車車身的重量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排?；谀K化設(shè)計(jì)理念，簡化汽車尾門的零部件組成，利于模塊化生產(chǎn)和裝配，節(jié)約生產(chǎn)成本。
[0005]2、技術(shù)方案:
[0006]目前，航空航天領(lǐng)域主要使用3K-12K碳纖維的復(fù)合材料，價格昂貴，不適合應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。大絲束碳纖維48K)具有價格低、加工效率高的優(yōu)點(diǎn)，而且性能足以滿足汽車工業(yè)生產(chǎn)。因此，本發(fā)明采用大絲束碳纖維或者成本更低的玻璃纖維材料，配合黏度較低的樹脂體系，使用樹脂傳遞模塑成型(Resin Transfer Molding，RTM)工藝，設(shè)計(jì)和制造一種輕量化的復(fù)合材料汽車尾門，特別是一種運(yùn)動型多用途汽車(SUV)尾門，見附圖，它包括汽車尾門外板、尾門窗邊、車窗內(nèi)框、尾門車牌框、汽車尾門內(nèi)板、尾門液壓缸安裝支座、內(nèi)板加強(qiáng)肋、尾門鎖扣、內(nèi)板減重孔、尾門鉸鏈安裝孔。它們之間的位置連接關(guān)系是:汽車尾門外板與尾門窗邊連接在一起;車窗內(nèi)框與尾門窗邊連接在一起;尾門車牌框置于汽車尾門外板的內(nèi)部;汽車尾門內(nèi)板與汽車尾門外板固連在一起;尾門液壓缸安裝支座對稱地分布于汽車尾門內(nèi)板的兩側(cè)；內(nèi)板加強(qiáng)肋對稱地安置于汽車尾門內(nèi)板的底部;尾門鎖扣安置于汽車尾門內(nèi)板底部中間的位置；內(nèi)板減重孔位于汽車尾門內(nèi)板的中部，車窗內(nèi)框之下;尾門鉸鏈安裝孔位于車尾門內(nèi)板的頂部平面。
[0007]所述汽車尾門外板、尾門窗邊和車窗內(nèi)框?yàn)樽灾萍?，采用S350-952樹脂(金陵帝斯曼樹脂有限公司生產(chǎn))和PANEX33-48K碳纖維(美國Zoltek公司生產(chǎn))組成的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，通過RTM工藝一體化成型而成，用于汽車尾門的外觀裝飾和車窗玻璃安裝；
[0008]所述尾門車牌框?yàn)樽灾萍?，通過在汽車尾門外板內(nèi)裁剪鋪層獲得，使用RTM工藝與汽車尾門外板一體化成型制成，用于安裝汽車牌照；
[0009]所述汽車尾門內(nèi)板為自制件，采用S350-952樹脂(金陵帝斯曼樹脂有限公司生產(chǎn))和PANEX33-48K碳纖維(美國Zo Itek公司生產(chǎn))組成的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，通過RTM工藝制作而成，使用膠粘劑與汽車尾門外板粘接在一起，用于支撐和加強(qiáng)汽車尾門結(jié)構(gòu)，吸收汽車尾部在碰撞過程中產(chǎn)生的能量；
[0010]所述尾門液壓缸安裝支座為自制件，采用鋼材機(jī)械加工而成，用于安裝汽車尾門的液壓撐桿裝置；
[0011]所述內(nèi)板加強(qiáng)肋為自制件，采用S350-952樹脂(金陵帝斯曼樹脂有限公司生產(chǎn))和PANEX33-48K碳纖維(美國Zoltek公司生產(chǎn))組成的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，用于增強(qiáng)汽車尾門內(nèi)板的強(qiáng)度和剛度；
[0012]所述尾門鎖扣為自制件，采用鋼板沖壓而成，用于與汽車的尾門鎖連接；
[0013]所述內(nèi)板減重孔是通過在汽車尾門內(nèi)板的中部除材料獲得，其位置和尺寸根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化的計(jì)算結(jié)果來確定，用于減輕汽車尾門的重量；
[0014]所述尾門鉸鏈安裝孔是通過在汽車尾門內(nèi)板的頂部平面機(jī)械加工獲得，用于安裝汽車尾門的鉸鏈裝置的固定。
[0015]3、本發(fā)明“一種復(fù)合材料的汽車尾門”，其優(yōu)點(diǎn)如下:
[0016](I).本發(fā)明基于模塊化設(shè)計(jì)理念，減少了汽車尾門的零部件數(shù)量和模具數(shù)量，利于模塊化生產(chǎn)和快速裝配，節(jié)約生產(chǎn)時間和成本。
[0017](2).本發(fā)明重量輕，比強(qiáng)度和比剛度高，有利于減少汽車尾氣排放，保護(hù)環(huán)境。
[0018](3).本發(fā)明耐腐蝕性強(qiáng)，抗疲勞性能好，可實(shí)現(xiàn)局部損壞局部更換，維修方便。
[0019]總之，該結(jié)構(gòu)可以減少汽車尾門的裝配工序，降低汽車車身的重量，減少汽車尾氣排放，保護(hù)大氣環(huán)境。
【附圖說明】
[0020]結(jié)合附圖，通過對下述非限定性優(yōu)選實(shí)施例的描述，可以更好地理解本發(fā)明；
[0021]圖1是本發(fā)明的第一自由視圖；
[0022]圖2是本發(fā)明的第二自由視圖；
[0023]圖3是本發(fā)明的右視圖；
[0024]圖4是本發(fā)明的左視圖。
[0025]圖中符號說明如下:1_汽車尾門外板、2-尾門窗邊、3-車窗內(nèi)框、4-尾門車牌框、5-汽車尾門內(nèi)板、6-尾門液壓缸安裝支座、7-內(nèi)板加強(qiáng)肋、8-尾門鎖扣、9-內(nèi)板減重孔、10-尾門鉸鏈安裝孔。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0027]如附圖所示，本發(fā)明一種復(fù)合材料的汽車尾門，包括以下部件:汽車尾門外板1、尾門窗邊2、車窗內(nèi)框3、尾門車牌框4、汽車尾門內(nèi)板5、尾門液壓缸安裝支座6、內(nèi)板加強(qiáng)肋7、尾門鎖扣8、內(nèi)板減重孔9、尾門鉸鏈安裝孔10。它們之間的位置連接關(guān)系是:汽車尾門外板I與尾門窗邊2固連在一起;車窗內(nèi)框3與尾門窗邊2固連在一起;尾門車牌框4置于汽車尾門外板I的內(nèi)部;汽車尾門內(nèi)板5與汽車尾門外板I固連在一起;尾門液壓缸安裝支座6對稱地分布于汽車尾門內(nèi)板5的兩側(cè)；內(nèi)板加強(qiáng)肋7對稱地安置于汽車尾門內(nèi)板5的底部;尾門鎖扣8安置于汽車尾門內(nèi)板5底部中間的位置；內(nèi)板減重孔9位于汽車尾門內(nèi)板5的中部，車窗內(nèi)框3之下，通過去除汽車尾門內(nèi)板5的部分材料的方式獲得;尾門鉸鏈安裝孔10位于車尾門內(nèi)板5的頂部平面。
[0028]所述汽車尾門外板I為自制件，采用S350-952樹脂(金陵帝斯曼樹脂有限公司生產(chǎn))和PANEX33-48K碳纖維(美國Zol tek公司生產(chǎn))組成的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，通過RTM工藝制作而成，單層厚度0.125mm，按照-45/45/90/0/-45/0/45/0角度分區(qū)域鋪層，共鋪設(shè)16層；
[0029]所述尾門窗邊2為自制件，采用S350-952樹脂(金陵帝斯曼樹脂有限公司生產(chǎn))和PANEX33-48K碳纖維(美國Zol tek公司生產(chǎn))組成的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，通過RTM工藝與汽車尾門外板I 一體化成型，單層厚度0.125臟，按照-45/45/90/0/-45/0/45/0角度鋪層，共鋪設(shè)8層；
[0030]所述車窗內(nèi)框3為自制件，采用S350-952樹脂(金陵帝斯曼樹脂有限公司生產(chǎn))和PANEX33-48K碳纖維(美國Zol tek公司生產(chǎn))組成的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，通過RTM工藝制作而成，單層厚度0.25mm，按照0/90角度鋪層16層；
[0031]所述尾門車牌框4為自制件，通過在汽車尾門外板I內(nèi)裁剪鋪層獲得，使用RTM工藝與汽車尾門外板I 一體化成型；
[0032]所述汽車尾門內(nèi)板5為自制件，采用S350-952樹脂(金陵帝斯曼樹脂有限公司生產(chǎn))和PANEX33-48K碳纖維(美國Zol tek公司生產(chǎn))組成的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，通過RTM工藝制作而成，單層厚度0.125mm，按照-45/0/45/90/0/-45/90/45/0角度分區(qū)域鋪層，共鋪設(shè)18層。使用膠粘劑與汽車尾門外板I粘接在一起；
[0033]所述尾門液壓缸安裝支座6為自制件，采用鋼材機(jī)械加工而成；
[0034]所述內(nèi)板加強(qiáng)肋7為自制件，采用S350-952樹脂(金陵帝斯曼樹脂有限公司生產(chǎn))和PANEX33-48K碳纖維(美國Zol tek公司生產(chǎn))組成的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，單層厚度0.25mm，按照0/90角度鋪10層；
[0035]所述尾門鎖扣8為自制件，采用1.2mm厚度的鋼板沖壓而成；
[0036]所述內(nèi)板減重孔9是通過在汽車尾門內(nèi)板5的中部除材料獲得；
[0037]所述尾門鉸鏈安裝孔10是通過在汽車尾門內(nèi)板5的頂部平面機(jī)械加工獲得；
[0038]如附圖所示，本發(fā)明所涉及的復(fù)合材料汽車尾門，基于模塊化和輕量化的設(shè)計(jì)及制造理念，在保證汽車安全性的前提下，減少了汽車尾門的零部件數(shù)量，降低了汽車車身的重量，裝配工藝簡單，適合于汽車工業(yè)的批量化生產(chǎn)。
[0039]本發(fā)明按照設(shè)想實(shí)施特例進(jìn)行了說明，但不局限于上述實(shí)例，凡是符合本發(fā)明的思路，采用相似結(jié)構(gòu)及材料替換的方法所獲得的技術(shù)方案，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種復(fù)合材料的汽車尾門，其特征在于:該結(jié)構(gòu)包括汽車尾門外板、尾門窗邊、車窗內(nèi)框、尾門車牌框、汽車尾門內(nèi)板、尾門液壓缸安裝支座、內(nèi)板加強(qiáng)肋、尾門鎖扣、內(nèi)板減重孔、尾門鉸鏈安裝孔。它們之間的位置連接關(guān)系是:汽車尾門外板與尾門窗邊連接在一起；車窗內(nèi)框與尾門窗邊連接在一起;尾門車牌框置于汽車尾門外板的內(nèi)部;汽車尾門內(nèi)板與汽車尾門外板固連在一起;尾門液壓缸安裝支座對稱地分布于汽車尾門內(nèi)板的兩側(cè)；內(nèi)板加強(qiáng)肋對稱地安置于汽車尾門內(nèi)板的底部；尾門鎖扣安置于汽車尾門內(nèi)板底部中間的位置；內(nèi)板減重孔位于汽車尾門內(nèi)板的中部，車窗內(nèi)框之下;尾門鉸鏈安裝孔位于車尾門內(nèi)板的頂部平面。 所述汽車尾門外板、尾門窗邊和車窗內(nèi)框?yàn)樽灾萍?，采用S350-952樹脂(金陵帝斯曼樹脂有限公司生產(chǎn))和PANEX33-48K碳纖維(美國Zoltek公司生產(chǎn))組成的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，通過RTM工藝一體化成型而成，用于汽車尾門的外觀裝飾和車窗玻璃安裝； 所述尾門車牌框?yàn)樽灾萍?，通過在汽車尾門外板內(nèi)裁剪鋪層獲得，使用RTM工藝與汽車尾門外板一體化成型制成，用于安裝汽車牌照； 所述汽車尾門內(nèi)板為自制件，采用S350-952樹脂(金陵帝斯曼樹脂有限公司生產(chǎn))和PANEX33-48K碳纖維(美國Zol tek公司生產(chǎn))組成的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，通過RTM工藝制作而成，使用膠粘劑與汽車尾門外板粘接在一起，用于支撐和加強(qiáng)汽車尾門結(jié)構(gòu)，吸收汽車尾部在碰撞過程中產(chǎn)生的能量； 所述尾門液壓缸安裝支座為自制件，采用鋼材機(jī)械加工而成，用于安裝汽車尾門的液壓撐桿裝置； 所述內(nèi)板加強(qiáng)肋為自制件，采用S350-952樹脂(金陵帝斯曼樹脂有限公司生產(chǎn))和PANEX33-48K碳纖維(美國Zoltek公司生產(chǎn))組成的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，用于增強(qiáng)汽車尾門內(nèi)板的強(qiáng)度和剛度； 所述尾門鎖扣為自制件，采用鋼板沖壓而成，用于與汽車的尾門鎖連接； 所述內(nèi)板減重孔是通過在汽車尾門內(nèi)板的中部除材料獲得，其位置和尺寸根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化的計(jì)算結(jié)果來確定，用于減輕汽車尾門的重量； 所述尾門鉸鏈安裝孔是通過在汽車尾門內(nèi)板的頂部平面機(jī)械加工獲得，用于安裝汽車尾門的鉸鏈裝置的固定。
【專利摘要】一種樹脂基復(fù)合材料的汽車尾門，它包括汽車尾門外板、尾門窗邊、車窗內(nèi)框、尾門車牌框、汽車尾門內(nèi)板、尾門液壓缸安裝支座、內(nèi)板加強(qiáng)肋、尾門鎖扣、內(nèi)板減重孔、尾門鉸鏈安裝孔。采用大絲束碳纖維或玻璃纖維材料，配合低黏度樹脂，使用樹脂傳遞模塑成型(RTM)工藝制成。通過汽車尾門內(nèi)板上的拓?fù)鋬?yōu)化減重孔，進(jìn)一步降低尾門重量。通過汽車尾門內(nèi)板底部的加強(qiáng)肋，增強(qiáng)內(nèi)板的強(qiáng)度和剛度。使用尾門液壓缸安裝支座、尾門鎖扣和尾門鉸鏈安裝孔，把復(fù)合材料汽車尾門安裝在汽車車身上。由于采用了比強(qiáng)度和比剛度高的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，配合模塊化和輕量化的設(shè)計(jì)理念，大幅地降低了汽車重量，減少了尾門的零部件數(shù)量，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。
【IPC分類】B29L31/30, B60J5/10, B29C70/36
【公開號】CN105711106
【申請?zhí)枴緾N201610081459
【發(fā)明人】孫凌玉, 李立軍, 朱盼, 張海珠, 楊武
【申請人】北京航空航天大學(xué)