[发明专利]一种精铸-焊接复合工艺汽车气瓶支架总成

说明书

本发明提出了一种精铸‑焊接复合工艺的汽车气瓶支架总成，包括：车架大梁、连接支架、连接方管、底部方管框架、底部薄板、冲焊支架；其中车架大梁与连接支架通过螺栓装配，连接支架与连接方管、底部方管框架、冲焊支架、底部薄板之间通过焊接方式连接。本发明通过采用轻量化设计手法对现有技术中的由17块冲压板拼焊而成的气瓶连接支架设计为一体化成型的精铸件，通过失蜡法精密铸造工艺技术成型，与其余部件装配焊接组成，连接支架为该总成中最为重要的安保件，其一体化成型的精铸件连接支架减轻了产品重量，提高了产品强度、产品尺寸精度与产品表面质量，减少了装配焊接工序，消除了现有的由17块冲压板拼焊结构造成的多处焊缝集中应力，整体提升了产品的竞争力。

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种精铸-焊接复合工艺汽车气瓶支架架总成。

背景技术

气瓶支架总成是天然气车型气瓶的固定支撑部件，目前侧置式气瓶支架总成的结构主要由车架大梁、连接支架、连接方管、底部方管框架、冲焊支架、底部薄板组成。现有的连接支架多采用钢板拼焊方案，为满足强度和刚度要求，现有连接支架由17块冲压钢板拼焊而成，结构形状尖锐、焊缝较多，结构较重。钢板切割、拼装焊接工序复杂；多处焊缝应力集中，强度低，产品容易变形，尺寸不稳定，最终表现为产品性能仅初步满足要求，材料利用率低，制造成本高，生产效率低，安全风险大，产品竞争力低。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种精铸-焊接复合工艺汽车气瓶支架总成，用来解决现有气瓶支架总成中的连接支架存在的焊接应力大、强度低、易变形、材料利用率低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种精铸-焊接复合工艺汽车气瓶支架总成，包括：

车架大梁，连接支架，所述连接支架采用筋骨分明、镂空的精铸件结构；连接方管，底部方管框架，底部薄板，冲焊支架；

其中，所述总成中车架大梁与连接支架通过螺栓装配，连接支架与连接方管、底部方管框架通过焊接方式连接，底部方管框架与冲焊支架、底部薄板通过焊接方式连接。

在上述技术方案的基础上，优选的，所述气瓶支架总成中，对于标准件的车架大梁、连接方管、底部方管框架、冲焊支架均采用现有技术中的产品结构，对于安全性要求较高的连接支架采用轻量化设计方法，设计成为一体化成型的铸件结构，采用精密铸造工艺来实现该结构的成型，通过设计工艺细节优化与热处理工艺优化，完成产品制造以及性能提升，最终实现气瓶支架总成重量减轻，降低制造成本，同时安全性提升。

进一步优选的，所述方法包括：

S1:对连接支架进行一体化轻量化设计；

S2:对气瓶支架总成进行有限元分析，验证强度分析结果；

S3:采用精密铸造工艺进行成型制造，对工艺细节进行优化，减小变形；

S4:对热处理工艺优化，提高材料韧性；

S5:完成加工，通过焊接装配，完成总成的制造。

进一步优选的，所述S1具体为：所述连接支架属于重要安保件，设计采用拓扑优化指导设计思路以及精铸件轻量化设计手法完成一体成型的轻量化精铸件结构，消除原冲压件结构由17块冲压板焊接造成的多处焊缝集中应力、减少装配焊接工序、产品表面精度高、强度提升、结构重量减轻49.5%，降低制造成本。

进一步优选的，所述S2具体为：对该气瓶支架总成结合实际使用工况，建立全面合理的有限元分析模型，分别制定垂跳、制动、转向、组合等工况，全面考察气瓶支架总成的强度情况，分析结果强度满足要求，且优于原冲压件结构。