一種前副車架及其制造方法
【專利摘要】本發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，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構件；所述前側構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結構和上下雙層加強結構。本發明還提供了制造上述前副車架的方法。本發明具有強度高、焊接方便、定位精度高的優點。
【專利說明】一種前副車架及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及汽車車架領域。
【背景技術】
[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零部件，包括轉向機構、動力總成、穩定桿總成等關鍵部件。其疲勞壽命、尺寸精度對整車的安全性以及整車性能的發揮起著至關重要的作用。
[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濟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、下板左右兩側的邊緣一般為非規則形狀，造成上、下板疲勞開裂等問題，故技術人員一直在努力改善前副車架的結構來解決此問題。現有技術如圖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的左右兩側的下擺臂(未示出)的前、后安裝點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。下擺臂再連接轉向節、車輪。然后，前副車架主體100通過前側構件105與車身連接。然而，正如圖1所示出的，前安裝支架103、前側構件105是互不相關的單獨構件，出于安裝方便的考慮，前側構件105只與上板101或者下板102焊接連接。在圖1中可見，前側構件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為單層受力結構。圖2是通過對沿圖1中的A-A線剖開處的焊接搭接結構進行改進來提高受力強度的一種嘗試，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的后側壁上進行焊接的，同時為了提高前安裝支架103附近的前副車架主體100的受力強度，在上板101和下板102之間焊接一個撐板106從而使上板101與下板102成為一種開口盒形結構。這種拼焊結構，滿足了前副車架主體100的強度要求，但是對于前安裝支架103本身來說，仍然只有一個前側壁經受力F，為單層受力結構，其本身的結構強度并不高，并且這種拼焊結構也比較復雜，前安裝支架103的焊接位置也比較隨意，定位精度不高。同時，該結構也是按照圖4中的焊接順序進行的，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，強度不高。
[0004]為了同時提高前副車架主體100與前安裝支架103的受力強度，一種在結構上進行改進的嘗試在圖3中被示出。在此結構中，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直接連接形成一個開口盒形結構而無需撐板106，這簡化了焊接結構。同時在理想狀態下，前安裝支架103的前側壁1031與上板101或者下板102能夠焊接連接形成雙層加強結構，底壁1032與下板102能夠焊接連接也形成雙層加強結構，從而同時提高了前副車架主體100與前安裝支架103的受力強度，或者說，此時前安裝支架103成為了上板101和下板102的一個加強支架。[0005]但是在實際生產中，這種理想的結構很難達到。首先，本來前安裝支架103的定位精度就不高，而焊接機器人的焊頭伸入前安裝支架103內實施焊接時，必須觸碰前安裝支架103，難免造成前安裝支架103移動從而進一步惡化了定位精度，而由于前側壁1031和底壁1032均存在焊接需要，因此在狹小的空間內再增加夾緊裝置也是不切實際的，這會妨礙焊接機器人焊頭的動作。為解決焊接難問題，技術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，實現前安裝支架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械領域對于機械組裝順序要由下到上、由內到外的技術教導。但實施此方法的問題在于，對上板101與下板102進行焊接是沿著兩板邊緣進行的大范圍焊接，與對前安裝支架103進行焊接時所采用的焊接方式、焊接機器人并不相同，在完成上板101與下板102的焊接后再返回來對前安裝支架103的前側壁1031進行焊接顯然會影響生產節拍，而在生產線上增加一個焊接位和焊接機器人又會帶來生產成本的增加。因此出于節約成本的考慮，在完成前安裝支架103在下板102上的定位焊接后，不會再進行前側壁1031的焊接，這樣實際上并未形成理想的前后雙層加強結構，而只是由圖3中的上板101或者前側壁1031分別單獨受力，例如從前向后的力時是由上板101單獨承受，而從后向前的力是由前側壁1031單獨承受，這使得技術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，也不能解決單獨的前安裝支架103定位不準的問題，而且如果前安裝支架103存在大量焊接的話會導致支架變形及焊接應力集中，這會給后續的車輛組裝帶來麻煩。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是解決上述問題，提供一種受力強度好、定位精度高、焊接方便的前副車架結構及其制造方法。
[0007]為實現上述目的，本發明的實施例提供了如下技術方案:
[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，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構件；所述前側構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結構和上下雙層加強結構。
[0009]優選地，所述上板具有側開口，所述前側構件下端與所述下板焊接連接，上端向上延伸穿過所述側開口。
[0010]優選地，在所述側開口處所述前側構件與所述上板焊接連接。
[0011]優選地，所述前側構件為槽型結構。
[0012]優選地，所述前側構件與所述前安裝支架的共同的壁部沖壓出凸臺。
[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，并在上板兩側預留側開口 ；將一體沖壓成型的前側構件和前安裝支架從所述前副車架主體的側面插入，使所述前側構件進入所述側開口 ；將所述前安裝支架的前側壁與所述上板或者下板焊接連接形成前后雙層加強結構，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結構。
[0014]優選地，在最后一個步驟中，將所述前側構件的下端與所述下板焊接連接。[0015]優選地，在完成所述前側構件的下端與所述下板的焊接連接后，還在所述側開口處對所述前側構件和所述上板進行焊接連接。
[0016]由于本發明中前安裝支架與前側構件是一體沖壓成型的，而前側構件的安裝需要與車身上的安裝點精確對應，因此前側構件在前副車架上所處位置精度已經在設計階段進行了嚴格要求，前安裝支架的定位精度由此相應地得到了滿足。在前側構件定位后，前安裝支架相應定位，此時進行底壁、前側壁的焊接不會再造成前安裝支架的位移，在一個焊接位置上就能實現兩壁焊接，從而易于形成前后、上下雙層加強結構。
[0017]進一步地，采用在上板側開口的方式進行前側構件的安裝，既方便定位，又方便后續焊接的進行。
[0018]進一步地，在側開口處存在上板與前側構件的焊接連接，同時前側構件的下端與下板存在焊接連接，使得前側構件與上、下板形成加強結構，進一步提高了前安裝支架的受力強度。
[0019]進一步地，前側構件為槽型結構，使得前側構件與上板焊接后，前安裝支架受力得到前側構件緩沖，然后再傳遞到上板、下板，能夠降低上、下板邊緣處的應力集中，降低撕裂幾率。
[0020]進一步地，凸臺的存在既提高了受力強度，又能夠在后續安裝過程中調整下擺臂前安裝位置的開檔尺寸。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]接下來將結合附圖對本發明的具體實施例作進一步詳細說明，其中:
[0022]圖1是現有技術中的前副車架結構示意圖；
[0023]圖2是類似于沿著圖1中的A-A線剖開的示意圖，表明了現有技術中的與圖1不同的前安裝支架焊接結構；
[0024]圖3是理想狀態下的前安裝支架焊接結構示意圖；
[0025]圖4示出了現有技術中前副車架的焊接順序；
[0026]圖5是本發明的實施例中前側構件與前安裝支架一體沖壓成型后的結構示意圖；
[0027]圖6是本發明的實施例中的前副車架爆炸圖；
[0028]圖7是本發明的實施例中前安裝支架的焊接結構示意圖。
[0029]上圖中標記說明:前副車架主體100、上板101、下板102、前安裝支架103、后安裝部104、前側構件105、撐板106、側開口 1011、焊縫1012、下焊接點1021、前側壁1031、底壁1032、后側壁1033、凸臺1034、上端1051、下端1052、側壁1053、底壁1054。
【具體實施方式】
[0030]參考圖5，可見前側構件105與前安裝支架103 —體沖壓成型。前安裝支架103具有前側壁1031、底壁1032和后側壁1033，并且對于前側構件105來說，它與前安裝支架103具有一個共同的壁部1033，該壁1033與前側構件105的另一個側壁1053、前側構件105的底壁1054共同形成了一個槽型結構。并且，前側構件105的上端1051用于實現與車身的連接，下端1052具有翻邊結構用于實現與下板102的焊接。在壁補1033上還沖壓處了凸臺 1034。[0031 ] 參考圖6，是本發明的實施例中的前副車架爆炸圖，同時表明了本發明的實施例中的前副車架焊接順序。
[0032]與圖1中所示的結構相同的是，本實施例中也是由上板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構件105，同時下擺臂后安裝部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中所示結構不同的是，在圖6所示的結構中采用了圖5中所示的前側構件105與前安裝支架103 —體沖壓成型的結構，并且在上板101上具有側開口 1011，由此與圖4相比，整個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之間就形成了一個兩側開口的盒形結構。然后將一體沖壓成型的前側構件105和前安裝支架103從前副車架主體100的側面插入，使前側構件105進入側開口 1011，這樣就實現了前側構件105的定位，相應地前安裝支架103也被定位。由于前側構件105與車身的連接位置需要嚴格對應，因此前側構件105在整個副車架上的位置精度已經在設計階段、生產階段得到了嚴格保證，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上板101、下板102、前側構件105向車身傳遞的路徑的優化。此后，即使在不對前側構件105進行焊接的條件下，焊接機器人也能夠直接將焊頭伸入前安裝支架103對前側壁1031和底壁1032進行焊接，也不會造成前安裝支架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1021，而并未示出前側壁1031與上板101或下板102的焊接點，但本領域普通技術人員能夠很容易地想象，前側壁1031能夠采用同一焊頭、以相同的方式實現與上板101或者下板102的焊接。另外，前側構件105與前安裝支架103實際上成為了一個大的構件，因此適應較大范圍的焊接而不易變形。當然，出于獲得更加良好的受力強度的目的，優選在對底壁1032與下板102進行焊接時，也對前側構件105的下端1052與下板102進行焊接，因此圖6中的下焊接點1021為兩組，同時結合圖7可見，在完成下端1052與下板102的焊接連接后，還在側開口 1011處，前側構件105和上板101的抵靠部分進行焊接連接形成焊縫1012。這樣，上板101、下板102、前側構件105、前安裝支架103共同圍成了局部加強結構。
[0033]參考圖7，其更具體地示出了組裝完成后前安裝支架103附近的結構。可見上板101和下板102經過彎折后在前側壁1031前方已經實現了焊接連接，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，前側壁1031與上板101或下板102焊接連接后形成了實際上的前后雙層加強結構，即上板101的一部分與前側壁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結構一起，形成了一個理想的焊接結構下擺臂前部的受力能力得到提高。此時，仍以從前向后的力F進行分析，可知在前側，F是由上板101與前側壁1031共同承受，然后一部分經由底壁1032向著下板102衰減，一部分向著上板101衰減。而在前側構件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的邊緣容易出現應力集中的急劇變化處的強度更高，不容易出現開裂。而在力經過前側構件105的槽型結構衰減后，也降低了力繼續沿著上板101邊緣向后傳遞過程中的強度，因此上板101的整個側邊緣均不容易產生撕裂。
[0034]雖然本發明是結合以上實施例進行描述的，但本發明并不限定于上述實施例，而只受權利要求的限定，本領域普通技術人員能夠容易地對其進行修改和變化，但并不離開本發明的實質構思和范圍。
【權利要求】
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構件； 所述前側構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結構和上下雙層加強結構。
2.根據權利要求1所述的前副車架，其特征在于，所述上板具有側開口，所述前側構件下端與所述下板焊接連接，上端向上延伸穿過所述側開口。
3.根據權利要求2所述的前副車架，其特征在于，在所述側開口處所述前側構件與所述上板焊接連接。
4.根據權利要求1所述的前副車架，其特征在于，所述前側構件為槽型結構。
5.根據權利要求1所述的前副車架，其特征在于，所述前側構件與所述前安裝支架的共同的壁部沖壓出凸臺。
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，并在上板兩側預留側開口 ； 將一體沖壓成型的前側構件和前安裝支架從所述前副車架主體的側面插入，使所述前側構件進入所述側開口； 將所述前安裝支架的前側壁與所述上板或者下板焊接連接形成前后雙層加強結構，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結構。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 將所述前側構件的下端與所述下板焊接連接。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 在完成所述前側構件的下端與所述下板的焊接連接后，在所述側開口處對所述前側構件和所述上板進行焊接連接。
【文檔編號】B62D21/00GK103738399SQ201410015062
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月13日 優先權日:2014年1月13日
【發明者】胡春波, 李磊, 楊子平, 殷呂 申請人:安徽江淮汽車股份有限公司