專利名稱：一種內高壓成形副車架及其成形方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車副車架及其內高壓成形方法。
背景技術：
目前，傳統的汽車副車架均采用沖壓成形的鈑金件焊接而成，基于這種傳統結構， 導致存在以下問題在汽車設計過程中，由于動力布置形式(橫置、縱置)、懸架結構、動力系統和副車 架的間隙需要，使得傳統的副車架布置有困難，傳統的副車架縱梁采用沖壓成形的上下兩 片焊接而成，有時候為了增加副車架強度，在上下片之間需要增加輔助加強支架，這就增加 了副車架的開發模具，增加了設計開發周期和制造成本，也造成了模具的巨大浪費，一定程 度上不利于整車重量的減輕。在汽車制造過程中，傳統副車架由于強度的需要而引起零件的增加，必然引起模 具、定位工裝、焊接夾具的增加，不利于批量生產。因此，需要對現有的副車架進行改進，使得在布置上、結構、功能、裝配、制造、工藝 上可行，大大提高設計開發速度，降低成本，降低整車重量，提高整車經濟性。
發明內容
基于以上背景技術，本發明要解決的技術問題是提供一種內高壓成形副車架，使 得整車重量減輕、材料節省、產品模塊化、提高副車架整體強度、提高產品性能及精度，且在 生產過程中可減少半成品零件數量，減少焊接、機械加工與產品裝配工序等后加工處理，有 效降低生產成本、減輕整車重量、縮短加工周期。為了實現上述目的，本發明的副車架結構具有如下構成一種內高壓成形副車架，主體結構呈“井”字形，由兩個縱梁、一個前橫梁、一個后 橫梁焊接而成，縱梁是內高壓成形的管型結構，其剖切面呈中間小兩頭大的非規則形狀。前 橫梁是內高壓成形的管型結構，其剖切面呈恒定的規則形狀。左右兩縱梁和前橫梁、后橫梁 上下片先焊接在一起形成整體式框架，然后將加強板、擺臂支架、懸置支架、穩定桿支架通 過各自定位孔，焊接在副車架上，最后，將四個襯套套管焊接在副車架上，從而達到產品的 尺寸及形位公差要求。副車架縱梁和/或前橫梁采用管件內高壓成形技術，適用于等厚度不同形狀的中 空的結構管件，方法是先將管材進行首道折彎工序，然后進行工序2拍扁，再進行第3道工 序液壓成形，即將經工序2處理的管材放在成形模具中，通過管件內部壓入高壓流體，并在 管材的軸向方向施加壓力補償管料，把管料壓入到模具腔體內成形，隨后是工序4即切邊、 工藝孔的處理，方法是對縱梁進行端部、定位孔的激光切割，最后道工序是清洗、表面處理等。與傳統的上下片鈑金件沖壓成形再焊接的副車架相比，本發明的副車架在空間上 更緊湊。縱梁、前橫梁采用內高壓成形方法，區別于傳統的鑄造副車架和鈑金件上下片沖壓焊接技術，可達到減少結構件零件數目、焊接工序并縮短裝配工序，達到減輕重量及降低成 本的目標。按照本發明的一種優選設計方案，副車架縱梁的橫截面至少局部是圓形或橢圓 形，縱梁也可以至少部分設計成三角形或長方形。
設計過程中可以根據底盤布置(發動機、傳動軸、穩定桿等)及與縱梁附近相關件 的靜運動間隙的需要，對縱梁橫截面更改，原則是假定縱梁毛坯橫截面周長為L，經設計 后，縱梁橫截面周長為Li，那么了(Ll-L)/L*100%所得的值應該小于或等于35%。設計過程中，考慮到成形、焊接、裝配的需要，在每個縱梁的前后部位均設計有兩 個定位孔。內高壓縱梁的強度Q，與其管件厚度h成一次方正比關系，與管件橫截面面積S成 二次方正比關系，所以在優化縱梁的強度Q的設計過程中可以有以下三種方案1、改變縱梁的材料；2、改變縱梁的厚度h;3、改變縱梁的橫截面面積S。本發明的副車架有益效果具體如下1、本發明的副車架與傳統副車架減輕了重量與沖壓焊接件相比，內高壓成形縱 梁、前橫梁結構件可減少20% 30% ；2、本發明的副車架與傳統副車架相比，內高壓成形件通常僅需要一套模具，而沖 壓焊接件由多個沖壓件焊接而成，因此需要多套沖壓模具，故新發明的副車架大大縮短設 計周期，節約了模具開發成本，節省了生產投資，降低了產品的成本，提高了產品的競爭力， 增加了汽車企業的利潤；3、本發明的副車架與傳統副車架相比，減少半成品零件數量在成形過程中可一 次加工出縱梁、前橫梁。與沖壓焊接件相比，副車架縱梁、前橫梁零件由4個減少到2個，方 便了底盤件的模塊化；4、本發明的副車架與傳統副車架相比，提高了強度、剛性及疲勞強度成形過程中 液體具冷卻作用，使工件被"冷作強化"，獲得比一般沖壓加工更高的工件強度；
下面借助附圖所示的實施例詳細描述本發明，圖示為圖1是本發明內高壓成形副車架的俯視結構示意圖，圖2是圖1所示的副車架的縱梁的立體圖，圖3是圖2所示的副車架的縱梁的俯視圖，圖4是圖2所示的副車架的縱梁沿著A-A線的截面圖，圖5是圖2所示的副車架的縱梁沿著B-B線的截面圖，圖6是圖2所示的副車架的縱梁沿著C-C線的截面圖，圖7是圖2所示的副車架的縱梁沿著D-D線的截面圖，圖8是圖2所示的副車架的縱梁沿著E-E線的截面圖，圖9是圖2所示的副車架的縱梁沿著F F線的截面圖；附圖標記
1、襯套套管，2、加強支架，3、前橫梁，4、加強支架，5、縱梁，6、擺臂支架，7、擺臂支 架，8、穩定桿支架，9、后懸置支架，10、后橫梁上片，11、擺臂支架，12、加強支架，13、后橫梁 下片，14、加強支架，15、擺臂支架，16、穩定桿支架，17、擺臂支架，18、擺臂支架，19、縱梁。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發明的技術內容，特舉以下實施例詳細說明。請參閱圖1 圖9所示，本發明的副車架連接結構，由兩個縱梁(5，19)，一個前橫 梁(3)，后橫梁上下片(10，13)，六個擺臂支架(6，7，11，15，17，18)，四個加強板(2，4，12， 14)，四個襯套套管(1)，兩穩定桿支架(8，16)和一個發動機后懸置支架(9)焊接而成，這種 副車架整體框架結構，具有強度高，剛性好等特點，副車架縱梁(5，19)、前橫梁(3)乃內高 壓成形，圖4至圖9顯示了縱梁的各橫截面形狀特征。副車架縱梁、前橫梁采用管件內高壓成形技術，適用于等厚度不同形狀的中空的 結構管件，方法是先將管材進行首道折彎工序，然后進行工序2拍扁，再進行第3道工序液 壓成形，即將經工序2處理的管材放在成形模具中，通過管件內部壓入高壓流體，并在管材 的軸向方向施加壓力補償管料，把管料壓入到模具腔體內成形，隨后是工序4即切邊、工藝 孔的處理，方法是對縱梁、前橫梁進行端部、定位孔的激光切割，最后道工序是清洗、表面處 理等。縱梁(5，19)的設計主要是考慮到與發動機、傳動軸等的間隙要求，縱梁的軸向走 向比較平緩(ζ方向落差小)，便于內高壓工藝成形，減少了半成品數量。縱梁(5，19)的厚 度恒定，同樣有利于內高壓成形工藝，有利于材料的貼模，以及軸向材料的補給，能夠方便 的調整縱梁內壓與軸向位移的搭配關系，減少了成形缺陷，提高了開發成功率，從而縮短了 開發周期。由圖4至圖9是縱梁的橫截面形狀，可以看出縱梁的截面形狀為長方形，進行邊倒 角，有些截面是不規則形狀(圖6、圖7)，因為設計間隙需要，各截面的設計均滿足上述原則 (假定縱梁毛坯橫截面周長為L，經設計后，縱梁橫截面周長為Li，那么了(Ll-L)/L*100% 所得的值應該小于或等于35%為佳)。副車架后橫梁上下片先焊接成一個整件，通過工裝夾具定位和縱梁(5，19)、前橫 梁(3)焊接成框架結構；然后再與工裝夾具定位好的四個擺臂支架(6，7，11，15，17，18)、發 動機后懸置支架焊接；然后再與工裝夾具定位好的四個加強板(2，4，12，14)、兩穩定桿支 架(8，16)進行焊接；最后與工裝夾具定位好的四個襯套套管(1)進行焊接，以保證各襯套 套管之間的尺寸形狀位置公差要求。綜上，本發明用的副車架內高壓成形縱梁、前橫梁結構設計獨特、結構簡單、工藝 可行性好、裝配簡便，使得整車重量減輕、材料節省、產品模塊化、提高副車架整體強度、提 高產品性能及精度，且在生產過程中可減少半成品零件數量，減少焊接、機械加工與產品裝 配工序等后加工處理，有效降低生產成本、減輕整車重量、縮短加工周期等優點。在此說明書中，本發明已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出 各種修改和變換而不背離本發明的實質和范圍。因此，說明書和附圖應被認為是說明性的 而非限制性的。
權利要求
一種內高壓成形副車架，主體結構呈“井”字形，由兩個縱梁(5，19)、一個前橫梁(3)、一個后橫梁焊接而成，其特征在于，所述縱梁(5，19)是內高壓成形的管型結構，其剖切面呈中間小兩頭大的非規則形狀。
2.根據權利要求1所述的內高壓成形副車架，其特征在于，所述縱梁(5，19)的橫截面 至少局部是圓形、橢圓形、三角形或長方形。
3.根據權利要求1所述的內高壓成形副車架，其特征在于，所述縱梁(5，19)具有恒定 的壁厚。
4.根據權利要求1所述的內高壓成形副車架，其特征在于，所述縱梁(5，19)各焊接有 3個擺臂支架。
5.根據權利要求1所述的內高壓成形副車架，其特征在于，所述縱梁(5，19)的各自的 兩端各焊接有1個襯套套管。
6.根據權利要求1所述的內高壓成形副車架，其特征在于，所述縱梁(5，19)與后橫梁 焊接處各焊接有1個穩定桿支架。
7.根據權利要求1所述的內高壓成形副車架，其特征在于，所述后橫梁上焊接有發動 機后懸置支架(9)。
8.根據權利要求1所述的內高壓成形副車架，其特征在于，所述兩個縱梁(5，19)、一個 前橫梁(3)、一個后橫梁的焊接之處設有加強板。
9.根據權利要求1所述的內高壓成形副車架，其特征在于，所述前橫梁(3)是內高壓成 形的管型結構，其剖切面呈恒定的規則形狀。
10.權利要求1或9所述的內高壓成形副車架，所述內高壓成形的方法是(1)管道折 彎，(2)工件拍扁，(3)液壓成形，(4)切邊、工藝孔處理，(5)清洗、表明處理。
全文摘要
一種內高壓成形副車架及其成形方法，該副車架主體結構呈“井”字形，由兩個縱梁(5，19)、一個前橫梁(3)、一個后橫梁焊接而成，縱梁(5，19)是內高壓成形的管型結構，其剖切面呈中間小兩頭大的非規則形狀。內高壓成形的方法步驟是(1)管道折彎，(2)工件拍扁，(3)液壓成形，(4)切邊、工藝孔處理，(5)清洗、表明處理。內高壓成形縱梁及前橫梁可以避免縱梁、前橫梁由上下兩個沖壓件焊接而成，節省了材料贏得了設計空間，從而獲得一個輕量化、高強度、高精度、省能源的副車架裝置。
文檔編號B62D21/02GK101811517SQ20101014861
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月16日 優先權日2010年4月16日
發明者但世群, 吳憲, 張振宇, 張松峰, 李國華, 邵杰 申請人:無錫同捷汽車設計有限公司