一種前副車架及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種前副車架，包括：連接到一起從而形成前副車架主體的上板和下板，并且在所述前副車架主體的左右兩側(cè)，所述上板和所述下板之間具有下擺臂前安裝支架和下擺臂后安裝部；用于將所述前副車架主體連接到車身上的前側(cè)構(gòu)件；所述前側(cè)構(gòu)件與所述前安裝支架一體沖壓成型，所述前安裝支架的前側(cè)壁與所述上板或下板焊接連接、底壁與所述下板焊接連接以形成前后雙層加強(qiáng)結(jié)構(gòu)和上下雙層加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還提供了制造上述前副車架的方法。本發(fā)明具有強(qiáng)度高、焊接方便、定位精度高的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種前副車架及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車車架領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]前副車架作為汽車上重要的承載部件，支撐連接汽車的多個(gè)零部件，包括轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、動(dòng)力總成、穩(wěn)定桿總成等關(guān)鍵部件。其疲勞壽命、尺寸精度對(duì)整車的安全性以及整車性能的發(fā)揮起著至關(guān)重要的作用。
[0003]前副車架存在鑄造件和板材焊接件兩種，后一種由于具有良好的燃油經(jīng)濟(jì)性而被越來越廣泛地采用，而汽車在行駛過程中難免由于頻繁的起步、剎車、加減速、顛簸而產(chǎn)生前后方向的力、左右方向的力、上下方向的力，通過懸架下擺臂傳遞到前副車架，為了簡潔，附圖中只標(biāo)示出前后方向的力F。但是由于板材本身較薄，且上、下板左右兩側(cè)的邊緣一般為非規(guī)則形狀，造成上、下板疲勞開裂等問題，故技術(shù)人員一直在努力改善前副車架的結(jié)構(gòu)來解決此問題?，F(xiàn)有技術(shù)如圖1所示，前副車架由上板101和下板102連接到一起形成前副車架主體100，在前副車架100的左右兩側(cè)的下擺臂(未示出)的前、后安裝點(diǎn)分別采用前安裝支架103和上、下板之間形成的后安裝部104的形式。下擺臂再連接轉(zhuǎn)向節(jié)、車輪。然后，前副車架主體100通過前側(cè)構(gòu)件105與車身連接。然而，正如圖1所示出的，前安裝支架103、前側(cè)構(gòu)件105是互不相關(guān)的單獨(dú)構(gòu)件，出于安裝方便的考慮，前側(cè)構(gòu)件105只與上板101或者下板102焊接連接。在圖1中可見，前側(cè)構(gòu)件105是與下板102焊接連接，然后上板101與下板102焊接連接并部分覆蓋前安裝支架103，這種安裝方式在圖4中更清晰示出，前安裝支架103為單層受力結(jié)構(gòu)。圖2是通過對(duì)沿圖1中的A-A線剖開處的焊接搭接結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)來提高受力強(qiáng)度的一種嘗試，前安裝支架103是焊接在前副車架主體100的外部，即上板101僅部分覆蓋前安裝支架103，與圖1中不同的是，下板102是抵靠在前安裝支架103的后側(cè)壁上進(jìn)行焊接的，同時(shí)為了提高前安裝支架103附近的前副車架主體100的受力強(qiáng)度，在上板101和下板102之間焊接一個(gè)撐板106從而使上板101與下板102成為一種開口盒形結(jié)構(gòu)。這種拼焊結(jié)構(gòu)，滿足了前副車架主體100的強(qiáng)度要求，但是對(duì)于前安裝支架103本身來說，仍然只有一個(gè)前側(cè)壁經(jīng)受力F，為單層受力結(jié)構(gòu)，其本身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并不高，并且這種拼焊結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，前安裝支架103的焊接位置也比較隨意，定位精度不高。同時(shí)，該結(jié)構(gòu)也是按照?qǐng)D4中的焊接順序進(jìn)行的，因此可見撐板106與上板101之間并無焊接，前安裝支架103與上板之間也無焊接，強(qiáng)度不高。
[0004]為了同時(shí)提高前副車架主體100與前安裝支架103的受力強(qiáng)度，一種在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)的嘗試在圖3中被示出。在此結(jié)構(gòu)中，前安裝支架103位于上板101和下板102之間，在前安裝支架103附近上板101和下板102直接連接形成一個(gè)開口盒形結(jié)構(gòu)而無需撐板106，這簡化了焊接結(jié)構(gòu)。同時(shí)在理想狀態(tài)下，前安裝支架103的前側(cè)壁1031與上板101或者下板102能夠焊接連接形成雙層加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，底壁1032與下板102能夠焊接連接也形成雙層加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，從而同時(shí)提高了前副車架主體100與前安裝支架103的受力強(qiáng)度，或者說，此時(shí)前安裝支架103成為了上板101和下板102的一個(gè)加強(qiáng)支架。[0005]但是在實(shí)際生產(chǎn)中，這種理想的結(jié)構(gòu)很難達(dá)到。首先，本來前安裝支架103的定位精度就不高，而焊接機(jī)器人的焊頭伸入前安裝支架103內(nèi)實(shí)施焊接時(shí)，必須觸碰前安裝支架103，難免造成前安裝支架103移動(dòng)從而進(jìn)一步惡化了定位精度，而由于前側(cè)壁1031和底壁1032均存在焊接需要，因此在狹小的空間內(nèi)再增加夾緊裝置也是不切實(shí)際的，這會(huì)妨礙焊接機(jī)器人焊頭的動(dòng)作。為解決焊接難問題，技術(shù)人員所采取的一種方法如圖4所示，先將前安裝支架103焊接到下板102上，實(shí)現(xiàn)前安裝支架102的定位，然后再將上板101與下板102焊接從而將前安裝支架103夾在上、下板之間。這一焊接順序也符合機(jī)械領(lǐng)域?qū)τ跈C(jī)械組裝順序要由下到上、由內(nèi)到外的技術(shù)教導(dǎo)。但實(shí)施此方法的問題在于，對(duì)上板101與下板102進(jìn)行焊接是沿著兩板邊緣進(jìn)行的大范圍焊接，與對(duì)前安裝支架103進(jìn)行焊接時(shí)所采用的焊接方式、焊接機(jī)器人并不相同，在完成上板101與下板102的焊接后再返回來對(duì)前安裝支架103的前側(cè)壁1031進(jìn)行焊接顯然會(huì)影響生產(chǎn)節(jié)拍，而在生產(chǎn)線上增加一個(gè)焊接位和焊接機(jī)器人又會(huì)帶來生產(chǎn)成本的增加。因此出于節(jié)約成本的考慮，在完成前安裝支架103在下板102上的定位焊接后，不會(huì)再進(jìn)行前側(cè)壁1031的焊接，這樣實(shí)際上并未形成理想的前后雙層加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，而只是由圖3中的上板101或者前側(cè)壁1031分別單獨(dú)受力，例如從前向后的力時(shí)是由上板101單獨(dú)承受，而從后向前的力是由前側(cè)壁1031單獨(dú)承受，這使得技術(shù)人員的努力大打折扣。其次，即使為了解決焊接問題而加大成本投入，也不能解決單獨(dú)的前安裝支架103定位不準(zhǔn)的問題，而且如果前安裝支架103存在大量焊接的話會(huì)導(dǎo)致支架變形及焊接應(yīng)力集中，這會(huì)給后續(xù)的車輛組裝帶來麻煩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是解決上述問題，提供一種受力強(qiáng)度好、定位精度高、焊接方便的前副車架結(jié)構(gòu)及其制造方法。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案:
[0008]一種前副車架，包括:連接到一起從而形成前副車架主體的上板和下板，并且在所述前副車架主體的左右兩側(cè)，所述上板和所述下板之間具有下擺臂前安裝支架和下擺臂后安裝部；用于將所述前副車架主體連接到車身上的前側(cè)構(gòu)件；所述前側(cè)構(gòu)件與所述前安裝支架一體沖壓成型，所述前安裝支架的前側(cè)壁與所述上板或下板焊接連接、底壁與所述下板焊接連接以形成前后雙層加強(qiáng)結(jié)構(gòu)和上下雙層加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
[0009]優(yōu)選地，所述上板具有側(cè)開口，所述前側(cè)構(gòu)件下端與所述下板焊接連接，上端向上延伸穿過所述側(cè)開口。
[0010]優(yōu)選地，在所述側(cè)開口處所述前側(cè)構(gòu)件與所述上板焊接連接。
[0011]優(yōu)選地，所述前側(cè)構(gòu)件為槽型結(jié)構(gòu)。
[0012]優(yōu)選地，所述前側(cè)構(gòu)件與所述前安裝支架的共同的壁部沖壓出凸臺(tái)。
[0013]一種前副車架制造方法，包括:將上板和下板焊接到一起形成前副車架主體，并在上板兩側(cè)預(yù)留側(cè)開口 ；將一體沖壓成型的前側(cè)構(gòu)件和前安裝支架從所述前副車架主體的側(cè)面插入，使所述前側(cè)構(gòu)件進(jìn)入所述側(cè)開口 ；將所述前安裝支架的前側(cè)壁與所述上板或者下板焊接連接形成前后雙層加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，將所述前安裝支架的底壁與所述下板焊接連接形成上下雙層加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
[0014]優(yōu)選地，在最后一個(gè)步驟中，將所述前側(cè)構(gòu)件的下端與所述下板焊接連接。[0015]優(yōu)選地，在完成所述前側(cè)構(gòu)件的下端與所述下板的焊接連接后，還在所述側(cè)開口處對(duì)所述前側(cè)構(gòu)件和所述上板進(jìn)行焊接連接。
[0016]由于本發(fā)明中前安裝支架與前側(cè)構(gòu)件是一體沖壓成型的，而前側(cè)構(gòu)件的安裝需要與車身上的安裝點(diǎn)精確對(duì)應(yīng)，因此前側(cè)構(gòu)件在前副車架上所處位置精度已經(jīng)在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行了嚴(yán)格要求，前安裝支架的定位精度由此相應(yīng)地得到了滿足。在前側(cè)構(gòu)件定位后，前安裝支架相應(yīng)定位，此時(shí)進(jìn)行底壁、前側(cè)壁的焊接不會(huì)再造成前安裝支架的位移，在一個(gè)焊接位置上就能實(shí)現(xiàn)兩壁焊接，從而易于形成前后、上下雙層加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
[0017]進(jìn)一步地，采用在上板側(cè)開口的方式進(jìn)行前側(cè)構(gòu)件的安裝，既方便定位，又方便后續(xù)焊接的進(jìn)行。
[0018]進(jìn)一步地，在側(cè)開口處存在上板與前側(cè)構(gòu)件的焊接連接，同時(shí)前側(cè)構(gòu)件的下端與下板存在焊接連接，使得前側(cè)構(gòu)件與上、下板形成加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高了前安裝支架的受力強(qiáng)度。
[0019]進(jìn)一步地，前側(cè)構(gòu)件為槽型結(jié)構(gòu)，使得前側(cè)構(gòu)件與上板焊接后，前安裝支架受力得到前側(cè)構(gòu)件緩沖，然后再傳遞到上板、下板，能夠降低上、下板邊緣處的應(yīng)力集中，降低撕裂幾率。
[0020]進(jìn)一步地，凸臺(tái)的存在既提高了受力強(qiáng)度，又能夠在后續(xù)安裝過程中調(diào)整下擺臂前安裝位置的開檔尺寸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]接下來將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明，其中:
[0022]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的前副車架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是類似于沿著圖1中的A-A線剖開的示意圖，表明了現(xiàn)有技術(shù)中的與圖1不同的前安裝支架焊接結(jié)構(gòu)；
[0024]圖3是理想狀態(tài)下的前安裝支架焊接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4示出了現(xiàn)有技術(shù)中前副車架的焊接順序；
[0026]圖5是本發(fā)明的實(shí)施例中前側(cè)構(gòu)件與前安裝支架一體沖壓成型后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖6是本發(fā)明的實(shí)施例中的前副車架爆炸圖；
[0028]圖7是本發(fā)明的實(shí)施例中前安裝支架的焊接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]上圖中標(biāo)記說明:前副車架主體100、上板101、下板102、前安裝支架103、后安裝部104、前側(cè)構(gòu)件105、撐板106、側(cè)開口 1011、焊縫1012、下焊接點(diǎn)1021、前側(cè)壁1031、底壁1032、后側(cè)壁1033、凸臺(tái)1034、上端1051、下端1052、側(cè)壁1053、底壁1054。
【具體實(shí)施方式】
[0030]參考圖5，可見前側(cè)構(gòu)件105與前安裝支架103 —體沖壓成型。前安裝支架103具有前側(cè)壁1031、底壁1032和后側(cè)壁1033，并且對(duì)于前側(cè)構(gòu)件105來說，它與前安裝支架103具有一個(gè)共同的壁部1033，該壁1033與前側(cè)構(gòu)件105的另一個(gè)側(cè)壁1053、前側(cè)構(gòu)件105的底壁1054共同形成了一個(gè)槽型結(jié)構(gòu)。并且，前側(cè)構(gòu)件105的上端1051用于實(shí)現(xiàn)與車身的連接，下端1052具有翻邊結(jié)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)與下板102的焊接。在壁補(bǔ)1033上還沖壓處了凸臺(tái) 1034。[0031 ] 參考圖6，是本發(fā)明的實(shí)施例中的前副車架爆炸圖，同時(shí)表明了本發(fā)明的實(shí)施例中的前副車架焊接順序。
[0032]與圖1中所示的結(jié)構(gòu)相同的是，本實(shí)施例中也是由上板101和下板102連接到一起從而形成前副車架主體100，并且也具有用于將前副車架主體連接到車身上的前側(cè)構(gòu)件105，同時(shí)下擺臂后安裝部104也是由上板101、下板102焊接到一起后形成的。但與圖1至圖5中所示結(jié)構(gòu)不同的是，在圖6所示的結(jié)構(gòu)中采用了圖5中所示的前側(cè)構(gòu)件105與前安裝支架103 —體沖壓成型的結(jié)構(gòu)，并且在上板101上具有側(cè)開口 1011，由此與圖4相比，整個(gè)前副車架組裝順序能夠被改變:首先是上板101和下板102焊接到一起形成前副車架主體100，這樣上板101和下板102之間就形成了一個(gè)兩側(cè)開口的盒形結(jié)構(gòu)。然后將一體沖壓成型的前側(cè)構(gòu)件105和前安裝支架103從前副車架主體100的側(cè)面插入，使前側(cè)構(gòu)件105進(jìn)入側(cè)開口 1011，這樣就實(shí)現(xiàn)了前側(cè)構(gòu)件105的定位，相應(yīng)地前安裝支架103也被定位。由于前側(cè)構(gòu)件105與車身的連接位置需要嚴(yán)格對(duì)應(yīng)，因此前側(cè)構(gòu)件105在整個(gè)副車架上的位置精度已經(jīng)在設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)階段得到了嚴(yán)格保證，前安裝支架103的定位精度也因此得到了保證，能夠保證前安裝支架103由于外界的顛簸等原因受到的力在經(jīng)上板101、下板102、前側(cè)構(gòu)件105向車身傳遞的路徑的優(yōu)化。此后，即使在不對(duì)前側(cè)構(gòu)件105進(jìn)行焊接的條件下，焊接機(jī)器人也能夠直接將焊頭伸入前安裝支架103對(duì)前側(cè)壁1031和底壁1032進(jìn)行焊接，也不會(huì)造成前安裝支架103的位移。在圖6中僅示出了底壁1032與下板102的一組下焊接點(diǎn)1021，而并未示出前側(cè)壁1031與上板101或下板102的焊接點(diǎn)，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠很容易地想象，前側(cè)壁1031能夠采用同一焊頭、以相同的方式實(shí)現(xiàn)與上板101或者下板102的焊接。另外，前側(cè)構(gòu)件105與前安裝支架103實(shí)際上成為了一個(gè)大的構(gòu)件，因此適應(yīng)較大范圍的焊接而不易變形。當(dāng)然，出于獲得更加良好的受力強(qiáng)度的目的，優(yōu)選在對(duì)底壁1032與下板102進(jìn)行焊接時(shí)，也對(duì)前側(cè)構(gòu)件105的下端1052與下板102進(jìn)行焊接，因此圖6中的下焊接點(diǎn)1021為兩組，同時(shí)結(jié)合圖7可見，在完成下端1052與下板102的焊接連接后，還在側(cè)開口 1011處，前側(cè)構(gòu)件105和上板101的抵靠部分進(jìn)行焊接連接形成焊縫1012。這樣，上板101、下板102、前側(cè)構(gòu)件105、前安裝支架103共同圍成了局部加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
[0033]參考圖7，其更具體地示出了組裝完成后前安裝支架103附近的結(jié)構(gòu)?？梢娚习?01和下板102經(jīng)過彎折后在前側(cè)壁1031前方已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了焊接連接，因此將前安裝支架103完全夾在了上板101和下板102之間，而并非圖1、圖2中所示出的僅部分覆蓋。而且，前側(cè)壁1031與上板101或下板102焊接連接后形成了實(shí)際上的前后雙層加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，即上板101的一部分與前側(cè)壁1031共同受力，與底壁1032與下板102焊接連接形成的上下雙層加強(qiáng)結(jié)構(gòu)一起，形成了一個(gè)理想的焊接結(jié)構(gòu)下擺臂前部的受力能力得到提高。此時(shí)，仍以從前向后的力F進(jìn)行分析，可知在前側(cè)，F(xiàn)是由上板101與前側(cè)壁1031共同承受，然后一部分經(jīng)由底壁1032向著下板102衰減，一部分向著上板101衰減。而在前側(cè)構(gòu)件105與上板101的焊縫1012處，首先上板101的部分力由具有較大面積的后側(cè)壁1033承受，然后由于焊縫1012的存在使得上板101的邊緣容易出現(xiàn)應(yīng)力集中的急劇變化處的強(qiáng)度更高，不容易出現(xiàn)開裂。而在力經(jīng)過前側(cè)構(gòu)件105的槽型結(jié)構(gòu)衰減后，也降低了力繼續(xù)沿著上板101邊緣向后傳遞過程中的強(qiáng)度，因此上板101的整個(gè)側(cè)邊緣均不容易產(chǎn)生撕裂。
[0034]雖然本發(fā)明是結(jié)合以上實(shí)施例進(jìn)行描述的，但本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施例，而只受權(quán)利要求的限定，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠容易地對(duì)其進(jìn)行修改和變化，但并不離開本發(fā)明的實(shí)質(zhì)構(gòu)思和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種前副車架，其特征在于，包括: 連接到一起從而形成前副車架主體的上板和下板，并且在所述前副車架主體的左右兩偵牝所述上板和所述下板之間具有下擺臂前安裝支架和下擺臂后安裝部； 用于將所述前副車架主體連接到車身上的前側(cè)構(gòu)件； 所述前側(cè)構(gòu)件與所述前安裝支架一體沖壓成型，所述前安裝支架的前側(cè)壁與所述上板或下板焊接連接、底壁與所述下板焊接連接以形成前后雙層加強(qiáng)結(jié)構(gòu)和上下雙層加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前副車架，其特征在于，所述上板具有側(cè)開口，所述前側(cè)構(gòu)件下端與所述下板焊接連接，上端向上延伸穿過所述側(cè)開口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的前副車架，其特征在于，在所述側(cè)開口處所述前側(cè)構(gòu)件與所述上板焊接連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前副車架，其特征在于，所述前側(cè)構(gòu)件為槽型結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前副車架，其特征在于，所述前側(cè)構(gòu)件與所述前安裝支架的共同的壁部沖壓出凸臺(tái)。
6.一種前副車架制造方法，其特征在于，包括: 將上板和下板焊接到一起形成前副車架主體，并在上板兩側(cè)預(yù)留側(cè)開口 ； 將一體沖壓成型的前側(cè)構(gòu)件和前安裝支架從所述前副車架主體的側(cè)面插入，使所述前側(cè)構(gòu)件進(jìn)入所述側(cè)開口； 將所述前安裝支架的前側(cè)壁與所述上板或者下板焊接連接形成前后雙層加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，將所述前安裝支架的底壁與所述下板焊接連接形成上下雙層加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 將所述前側(cè)構(gòu)件的下端與所述下板焊接連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 在完成所述前側(cè)構(gòu)件的下端與所述下板的焊接連接后，在所述側(cè)開口處對(duì)所述前側(cè)構(gòu)件和所述上板進(jìn)行焊接連接。
【文檔編號(hào)】B62D21/00GK103738399SQ201410015062
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】胡春波, 李磊, 楊子平, 殷呂 申請(qǐng)人:安徽江淮汽車股份有限公司