[发明专利]一种内高压成形副车架及其成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车副车架及其内高压成形方法。

背景技术

目前，传统的汽车副车架均采用冲压成形的钣金件焊接而成，基于这种传统结构，导致 存在以下问题：

在汽车设计过程中，由于动力布置形式(横置、纵置)、悬架结构、动力系统和副车架的 间隙需要，使得传统的副车架布置有困难，传统的副车架纵梁采用冲压成形的上下两片焊接 而成，有时候为了增加副车架强度，在上下片之间需要增加辅助加强支架，这就增加了副车 架的开发模具，增加了设计开发周期和制造成本，也造成了模具的巨大浪费，一定程度上不 利于整车重量的减轻。

在汽车制造过程中，传统副车架由于强度的需要而引起零件的增加，必然引起模具、定 位工装、焊接夹具的增加，不利于批量生产。

因此，需要对现有的副车架进行改进，使得在布置上、结构、功能、装配、制造、工艺 上可行，大大提高设计开发速度，降低成本，降低整车重量，提高整车经济性。

发明内容

基于以上背景技术，本发明要解决的技术问题是提供一种内高压成形副车架，使得整车 重量减轻、材料节省、产品模块化、提高副车架整体强度、提高产品性能及精度，且在生产 过程中可减少半成品零件数量，减少焊接、机械加工与产品装配工序等后加工处理，有效降 低生产成本、减轻整车重量、缩短加工周期。

为了实现上述目的，本发明的副车架结构具有如下构成：

一种内高压成形副车架，主体结构呈“井”字形，由两个纵梁、一个前横梁、一个后横 梁焊接而成，纵梁是内高压成形的管型结构，其剖切面呈中间小两头大的非规则形状。前横 梁是内高压成形的管型结构，其剖切面呈恒定的规则形状。左右两纵梁和前横梁、后横梁上 下片先焊接在一起形成整体式框架，然后将加强板、摆臂支架、悬置支架、稳定杆支架通过 各自定位孔，焊接在副车架上，最后，将四个衬套套管焊接在副车架上，从而达到产品的尺 寸及形位公差要求。

副车架纵梁和/或前横梁采用管件内高压成形技术，适用于等厚度不同形状的中空的结构 管件，方法是先将管材进行首道折弯工序，然后进行工序2拍扁，再进行第3道工序液压成 形，即将经工序2处理的管材放在成形模具中，通过管件内部压入高压流体，并在管材的轴 向方向施加压力补偿管料，把管料压入到模具腔体内成形，随后是工序4即切边、工艺孔的 处理，方法是对纵梁进行端部、定位孔的激光切割，最后道工序是清洗、表面处理等。

与传统的上下片钣金件冲压成形再焊接的副车架相比，本发明的副车架在空间上更紧凑。 纵梁、前横梁采用内高压成形方法，区别于传统的铸造副车架和钣金件上下片冲压焊接技术， 可达到减少结构件零件数目、焊接工序并缩短装配工序，达到减轻重量及降低成本的目标。

按照本发明的一种优选设计方案，副车架纵梁的横截面至少局部是圆形或椭圆形，纵梁 也可以至少部分设计成三角形或长方形。

设计过程中可以根据底盘布置(发动机、传动轴、稳定杆等)及与纵梁附近相关件的静 运动间隙的需要，对纵梁横截面更改，原则是：假定纵梁毛坯横截面周长为L，经设计后， 纵梁横截面周长为L1，那么了(L1-L)/L*100％所得的值应该小于或等于35％。

设计过程中，考虑到成形、焊接、装配的需要，在每个纵梁的前后部位均设计有两个定 位孔。

内高压纵梁的强度Q，与其管件厚度h成一次方正比关系，与管件横截面面积S成二次 方正比关系，所以在优化纵梁的强度Q的设计过程中可以有以下三种方案：

1、改变纵梁的材料；

2、改变纵梁的厚度h；

3、改变纵梁的横截面面积S。

本发明的副车架有益效果具体如下：

1、本发明的副车架与传统副车架减轻了重量：与冲压焊接件相比，内高压成形纵梁、 前横梁结构件可减少20％～30％；

2、本发明的副车架与传统副车架相比，内高压成形件通常仅需要一套模具，而冲压焊 接件由多个冲压件焊接而成，因此需要多套冲压模具，故新发明的副车架大大缩短设计周期， 节约了模具开发成本，节省了生产投资，降低了产品的成本，提高了产品的竞争力，增加了 汽车企业的利润；

3、本发明的副车架与传统副车架相比，减少半成品零件数量：在成形过程中可一次加 工出纵梁、前横梁。与冲压焊接件相比，副车架纵梁、前横梁零件由4个减少到2个，方便 了底盘件的模块化；