一种汽车前纵梁后部组合体结构的制作方法

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1.本发明涉及汽车车身技术领域，尤其是涉及一种汽车前纵梁后部组合体结构。

背景技术：

2.前纵梁后部结构作为汽车纵向梁结构的重要组成部分，处于汽车前舱总成结构之中，在汽车纵向梁结构中起关键的正面碰撞传力的作用，是最重要的正碰传力路径，对发生正碰时维持驾驶舱结构的有效性，保护主副驾乘员的生命安全起重要的作用；同时纵梁后部结构处于前挡板、a柱、门槛的交界处，对车身框架的整体刚度也影响重大。
3.如图3和图4所示，传统的前纵梁后部结构100由前纵梁内板、前纵梁外板、前纵梁后部本体及加强板、门槛连接板、中通道连接板、前挡板支撑板等结构组成，这些零件均为钢板冲压件，通过焊接组合成一体，结构复杂、零件冗繁、工艺复杂、工序较多，生产周期长，并且需要电泳处理进行防腐，对环保不利。

技术实现要素：

4.针对现有技术不足，本发明是提供一种汽车前纵梁后部组合体结构，其连接简便，能有效提升碰撞安全及刚度性能。
5.为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
6.该汽车前纵梁后部组合体结构，所述前纵梁后部组合体结构为铝合金一体件，所述铝合金一体件上具有前纵梁连接接头、前挡板中横梁连接接头、前挡板中横梁连接接头、门槛梁连接结构以及a柱下部连接结构，并在铝合金一体件上设有加强筋结构。
7.进一步的：
8.所述加强筋结构为网格式加强筋结构。
9.所述前纵梁连接接头设在铝合金一体件的前部，前纵梁连接接头为前端及上面开口的半封闭腔体结构。
10.所述前挡板中横梁连接接头设在铝合金一体件前部的内侧，前挡板中横梁连接接头为上面开口的槽型结构。
11.所述前挡板中横梁连接接头设在铝合金一体件后部的内侧，前挡板中横梁连接接头为上面开口的槽型结构。
12.所述门槛梁连接结构设在铝合金一体件后部的外侧，所述门槛梁连接结构为直角板形状的搭接结构。
13.所述a柱下部连接结构设在铝合金一体件后部的外侧，所述a柱下部连接结构为竖直搭接面结构。
14.所述前纵梁连接接头、前挡板中横梁连接接头、前挡板中横梁连接接头、门槛梁连接结构以及a柱下部连接结构与对应的车身对接件之间均通过紧固件相连。
15.所述前挡板中横梁连接接头的槽型结构开在前纵梁连接接头的内侧壁上。
16.所述铝合金一体件上在前挡板中横梁连接接头和门槛梁搭接结构之间设有连接
板。
17.本发明与现有技术相比，具有以下优点：
18.该汽车前纵梁后部组合体结构设计合理，结构集成，多零件合并，少件化，铝合金压铸件可根据需要自由设计结构及厚度，更有利于减重、防腐及性能提升，有效提升了碰撞安全及刚度性能，降低了生产成本和管理成本；并且连接简便，生产效率高。
附图说明
19.下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
20.图1为本发明前纵梁后部组合体结构示意图。
21.图2为本发明组合体结构与周边关联件配合示意图。
22.图3为现有前纵梁后部结构示意图。
23.图4为现有前纵梁后部结构爆炸示意图。
24.图中：
25.201.前纵梁连接接头、202.前挡板中横梁连接接头、203.前挡板中横梁连接接头、204.门槛梁搭接结构、205.a柱下部搭接结构、301.前纵梁本体、302.a柱、303.门槛梁、304.前挡板中横梁、305.前挡板下横梁。
具体实施方式
26.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
27.如图1和图2所示，该汽车前纵梁后部组合体结构为铝合金一体件，采用铝合金材料一体压铸成型，压铸铝材料可以是普通的铝硅材料，热处理后需进行零件的最终整形，也可以是铝硅镁锰等免热处理材料，不需进行热处理和整形，生产简便。
28.铝合金一体件上具有前纵梁连接接头201、前挡板中横梁连接接头202、前挡板中横梁连接接头203、门槛梁连接结构204以及a柱下部连接结构205，并在铝合金一体件上设有加强筋结构，结构集成设置，安装连接简便。
29.前纵梁连接接头设在铝合金一体件的前部，前纵梁连接接头为前端及上面开口的半封闭腔体结构；前挡板中横梁连接接头设在铝合金一体件前部的内侧，前挡板中横梁连接接头为上面开口的槽型结构。
30.前挡板中横梁连接接头设在铝合金一体件后部的内侧，前挡板中横梁连接接头为上面开口的槽型结构；门槛梁连接结构设在铝合金一体件后部的外侧，门槛梁连接结构为直角板形状的搭接结构；a柱下部连接结构设在铝合金一体件后部的外侧，a柱下部连接结构为竖直搭接面结构。
31.前纵梁连接接头、前挡板中横梁连接接头、前挡板中横梁连接接头、门槛梁搭接结构以及a柱下部搭接结构与对应的车身对接件之间均通过紧固件相连，避免焊接破坏强度。
32.加强筋设在铝合金一体件本体的内侧，加强筋结构为网格式加强筋结构，结构强度高。
33.进一步的，前挡板中横梁连接接头的槽型结构开在前纵梁连接接头的内侧壁上，结构紧凑；铝合金一体件上在前挡板中横梁连接接头和门槛梁搭接结构之间设有连接板，
可有效提高结构强度。
34.本发明采取的技术方案为将传统车身结构的前纵梁内板、前纵梁外板、前纵梁后部本体、前纵梁后部加强板、门槛连接板、中通道连接板、前挡板支撑梁等零件根据其作用和边界条件由传统的钢板冲压件焊接组合体设计为铝合金一体压铸件组合体，选用铝合金材料，采用高压压铸成型工艺，其结构特征涵盖了上述传统零件结构的主要特征，并形成一个整体接头的结构，有效的连接周边的零件。为了达到最佳的性能和最轻的重量，可根据具体的需求在局部自由的设计结构的厚度，自由的布置加强筋的数量和方向。
35.前纵梁后部组合体结构所用的材料为一种合金铝，可以是普通的铝硅合金材料，此种材料的抗拉强度为200—240mpa，屈服强度为100—120mpa，延展率为4％-5％，此种材料在压铸后产品需要进行热处理，热处理后强度可以提升20％，延展率可以提升至8％到10％；也可以是特殊的合金铝材料，合金元素可以是镁、铜、硅、锰中的一种或者几种的组合，合金含量可以在3％到15％之间，如果多种元素合金，总含量一般不超过15％，此种材料的抗拉强度为280—350mpa，屈服强度为150—210mpa，延展率为10％-16％，此种材料压铸后的产品不需要进行热处理。
36.根据前纵梁后部组合体的结构形式，采用高压铸造工艺来实现，高压铸造的技术特点为可成型比较复杂的结构和薄壁的结构，最小厚度可达到1mm到1.5mm。压铸用的压机吨位需在6500t以上，压铸时的压力需在30mpa以上。选用普通铝硅合金材料在产品压铸成型后，需进行热处理以提升产品的强度和延展性，热处理后产品会产生3—5mm的变形，需要用整形模具进行整形，整形的工艺与传统冲压工艺类似，对需要整形的部位开发模具，进行压制整形。选用免热处理的多重元素合金铝材料压铸后的产品在强度、延展性方面均达到要求，不需要进行热处理和后续的整形。
37.本发明前纵梁后部组合体结构，将前纵梁外板、前纵梁内板、前纵梁后部本体、前纵梁后部加强板、门槛连接板、中通道连接板、前档板支撑板设计为一个整体结构，采用铝合金材料通过高压压铸工艺实现。在汽车车身中，此结构作为车身框架结构的一个重要组成部分，在车身纵向梁结构中是一个重要的零件，在集成化设计后，同时集成了部分横向的梁结构，形成了一个与前纵梁301、a柱302、门槛303、前挡板中横梁304、前挡板下横梁305连接的接头结构。
38.本发明优选具体实例为：
39.本发明前纵梁后部组合体结构的前部包括与前纵梁连接的前纵梁连接接头201，此接头结构有一个“口”字形半封闭截面，前纵梁本体301插入此“口”字形半封闭截面结构内，与前纵梁连接接头形成了一个有效的连接，通过铆钉或者螺栓连接。与前挡板中横梁304连接的前挡板中横梁连接接头202，此接头结构有一个不规则半封闭截面，截面的形状可以根据前挡板中横梁的形状进行调整匹配，前挡板中横梁304结构插入此半封闭截面内，与前挡板中横梁连接接头形成了一个有效的连接，通过铆钉或者螺栓连接。此两个接头结构的厚度在4—6mm，其表面可设计4—6mm条状或者蜂窝状的加强筋结构，其内部可设计互相交错的加强筋结构，厚度为4—6mm。通过这两个接头可将整个前纵梁与前挡板中横梁有效的连接一体，在正面碰撞时可以有效的传力，保证结构不失效。
40.本发明前纵梁后部组合体结构的后部包括与前挡板下横梁305连接的前挡板中横梁连接接头203，此接头结构有一个“口”字形半封闭截面，截面形状可根据前挡板下横梁的
截面形状来调整匹配，前挡板下横梁305插入此“口”字形半封闭截面结构内，与前挡板中横梁连接接头形成了一个有效的连接，通过铆钉或者螺栓连接。前挡板中横梁连接接头的结构厚度为4—6mm。通过这个接头将前挡板下横梁305与前挡板中横梁304、前纵梁吸能区连接在一起，承接正碰前方传递来的力，保证结构的有效性。
41.本发明所述的前纵梁后部组合体结构的侧部包括与门槛梁303连接的门槛梁搭接结构204，此门槛梁搭接结构204与前挡板中横梁连接接头、前挡板下横梁305在x向平齐，形成一体，使门槛梁303与前挡板下横梁305有效的连接在一起，门槛梁搭接结构204与门槛梁303在y向和z向配合搭接，通过fds或者螺栓连接。门槛梁搭接结构204结构厚度为4—6mm，加强筋的设计原则为顺着碰撞力的传递方向设计，因此在y方向上可以设计加强筋，加强筋厚度为4—6mm。
42.在此门槛梁搭接结构204的上方包括一个与前纵梁连接接头、a柱下部首尾相连的a柱下部搭接结构205，a柱下部搭接结构与前纵梁连接接头是压铸一体结构，与a柱下部通过铆钉或者螺栓连接。此搭接结构厚度为4—6mm，其表面有纵横交错布置的加强筋，加强筋厚度为4—6mm。
43.本发明中前纵梁连接接头、前挡板中横梁连接接头、前挡板中横梁连接接头、门槛梁搭接结构、a柱下部搭接结构为一体压铸前纵梁后部组合体，通过这些具体的结构将前纵梁本体、a柱下部、门槛、前挡板中横梁、前挡板下横梁有效的连接在一起，在正碰过程中，可以有效的将碰撞力从前纵梁传递到前挡板中横梁、前挡板下横梁、a柱下部、门槛梁上，保证主副驾驶舱车身框架结构的有效性，保证乘员的安全。同时前纵梁后部组合体相当于一个大的接头结构，将相关连的梁结构组合成一个完整有效的框架，对车身整体的扭转刚度起到很好的提升作用。
44.本发明汽车前纵梁后部组合体结构设计合理，结构集成，多零件合并，少件化，铝合金压铸件可根据需要自由设计结构及厚度，更有利于减重、防腐及性能提升，有效提升了碰撞安全及刚度性能，降低了生产成本和管理成本；并且连接简便，生产效率高。
45.上述仅为对本发明较佳的实施例说明，上述技术特征可以任意组合形成多个本发明的实施例方案。
46.上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种汽车前纵梁后部组合体结构，其特征在于：所述前纵梁后部组合体结构为铝合金一体件，所述铝合金一体件上具有前纵梁连接接头、前挡板中横梁连接接头、前挡板中横梁连接接头、门槛梁连接结构以及a柱下部连接结构，并在铝合金一体件上设有加强筋结构。2.如权利要求1所述汽车前纵梁后部组合体结构，其特征在于：所述加强筋结构为网格式加强筋结构。3.如权利要求1所述汽车前纵梁后部组合体结构，其特征在于：所述前纵梁连接接头设在铝合金一体件的前部，前纵梁连接接头为前端及上面开口的半封闭腔体结构。4.如权利要求1或3所述汽车前纵梁后部组合体结构，其特征在于：所述前挡板中横梁连接接头设在铝合金一体件前部的内侧，前挡板中横梁连接接头为上面开口的槽型结构。5.如权利要求1所述汽车前纵梁后部组合体结构，其特征在于：所述前挡板中横梁连接接头设在铝合金一体件后部的内侧，前挡板中横梁连接接头为上面开口的槽型结构。6.如权利要求1或5所述汽车前纵梁后部组合体结构，其特征在于：所述门槛梁连接结构设在铝合金一体件后部的外侧，所述门槛梁连接结构为直角板形状的搭接结构。7.如权利要求1所述汽车前纵梁后部组合体结构，其特征在于：所述a柱下部连接结构设在铝合金一体件后部的外侧，所述a柱下部连接结构为竖直搭接面结构。8.如权利要求1所述汽车前纵梁后部组合体结构，其特征在于：所述前纵梁连接接头、前挡板中横梁连接接头、前挡板中横梁连接接头、门槛梁连接结构以及a柱下部连接结构与对应的车身对接件之间均通过紧固件相连。9.如权利要求4所述汽车前纵梁后部组合体结构，其特征在于：所述前挡板中横梁连接接头的槽型结构开在前纵梁连接接头的内侧壁上。10.如权利要求6所述汽车前纵梁后部组合体结构，其特征在于：所述铝合金一体件上在前挡板中横梁连接接头和门槛梁搭接结构之间设有连接板。

技术总结

本发明公开了一种汽车前纵梁后部组合体结构，所述前纵梁后部组合体结构为铝合金一体件，所述铝合金一体件上具有前纵梁连接接头、前挡板中横梁连接接头、前挡板中横梁连接接头、门槛梁连接结构以及A柱下部连接结构，并在铝合金一体件上设有加强筋结构。该汽车前纵梁后部组合体结构设计合理，结构集成，多零件合并，少件化，铝合金压铸件可根据需要自由设计结构及厚度，更有利于减重、防腐及性能提升，有效提升了碰撞安全及刚度性能，降低了生产成本和管理成本；并且连接简便，生产效率高。生产效率高。生产效率高。