一種變厚度汽車后地板下橫梁總成結(jié)構(gòu)的制作方法

本實(shí)用新型屬于汽車設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種變厚度汽車后地板下橫梁總成結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

汽車后地板下橫梁是焊裝在汽車后地板前部的一個(gè)小總成結(jié)構(gòu)，是對(duì)汽車后地板總成的加強(qiáng)，可以提升白車身扭轉(zhuǎn)剛度，同時(shí)也在汽車側(cè)面碰撞過(guò)程中，抵抗側(cè)面變形，減少側(cè)面侵入量。

目前汽車后地板下橫梁通常采用不變厚度的板料進(jìn)行冷沖壓加工制成，由于采用整體不變厚度的板料加工成的結(jié)構(gòu)不能較好滿足后地板的性能要求，一般采用兩種手段對(duì)其進(jìn)行加強(qiáng)。

一種是對(duì)后地板下橫梁零件的整體厚度進(jìn)行增加，來(lái)提升后地板總成的剛度和強(qiáng)度，由此會(huì)導(dǎo)致汽車車身整體質(zhì)量的增加，無(wú)法滿足目前汽車廠商對(duì)汽車輕量化越來(lái)越嚴(yán)格的要求。

另一種是在兩端設(shè)置有加強(qiáng)板，或是通過(guò)在兩端采用厚度較大的連接板進(jìn)行加強(qiáng)，這種形式的后地板下橫梁雖然能較好地加強(qiáng)后地板總成剛度和強(qiáng)度，但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，零件數(shù)量需要增加，附加模具、沖壓及焊接成本較高。

以上形式的結(jié)構(gòu)在力學(xué)上并沒(méi)有達(dá)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料利用的最優(yōu)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化以及材料合理利用，而通過(guò)本方案中的變厚度后地板下橫梁結(jié)構(gòu)，通過(guò)采用變厚度分布結(jié)構(gòu)，達(dá)到結(jié)構(gòu)最佳輕量化效果。

中國(guó)專利公告號(hào)203766902U公開(kāi)的一種車輛后地板下橫梁，通過(guò)在車輛后地板下橫梁中形成腔體，并在車輛后地板下橫梁中設(shè)置加強(qiáng)板，在不增加車輛后地板下橫梁質(zhì)量的前提下，有效提高了車輛下橫梁強(qiáng)度和剛度，改善車輛的側(cè)碰性能。

以上已公開(kāi)的汽車后地板下橫梁結(jié)構(gòu)中是采用多個(gè)等厚度結(jié)構(gòu)焊接在一起，加強(qiáng)件數(shù)量多，工藝復(fù)雜，附加的加工成本較高。

根據(jù)專利檢索，目前尚未發(fā)現(xiàn)采用連續(xù)變厚度材料制作后地板下橫梁總成的相關(guān)專利報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種變厚度后地板下橫梁總成結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)后地板下橫梁及其加強(qiáng)板的兩端接頭位置進(jìn)行局部厚度增加，提升汽車后地板總成結(jié)構(gòu)的剛強(qiáng)度，并實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)。通過(guò)借助柔性軋制技術(shù)制成的連續(xù)變厚度板材制作汽車后地板下橫梁及其加強(qiáng)件，由此后地板下橫梁總成結(jié)構(gòu)在車身橫向上不同位置具備不同的厚度分布，可以很好地滿足汽車側(cè)面碰撞的要求。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種變厚度后地板下橫梁總成結(jié)構(gòu)，包括后地板下橫梁、后地板下橫梁加強(qiáng)板，組成一個(gè)腔體結(jié)構(gòu)；后地板下橫梁及其加強(qiáng)板的兩端分別于汽車門(mén)檻梁相連接；其中，所述后地板下橫梁和后地板下橫梁加強(qiáng)板采用從中間到兩端依次變化的連續(xù)變厚度鋼板，其中，所述后地板下橫梁為金屬薄壁結(jié)構(gòu)，依次包括后地板下橫梁左段、后地板下橫梁左過(guò)渡段、后地板下橫梁中段、后地板下橫梁右過(guò)渡段、后地板下橫梁右段；其中，后地板下橫梁左、右段、中段的厚度為等厚度，后地板下橫梁左、右段的厚度較后地板下橫梁中段的厚度大；左、右過(guò)渡段的厚度為連續(xù)變厚度；所述后地板下橫梁加強(qiáng)板為金屬薄壁結(jié)構(gòu)，依次包括后地板下橫梁加強(qiáng)板左段、后地板下橫梁加強(qiáng)板左過(guò)渡段、后地板下橫梁加強(qiáng)板中段、后地板下橫梁加強(qiáng)板右過(guò)渡段、后地板下橫梁加強(qiáng)板右段；其中，后地板下橫梁加強(qiáng)板左段、右段、中段的厚度為等厚度，后地板下橫梁加強(qiáng)板左段、右段的厚度較后地板下橫梁加強(qiáng)板中段的厚度大；左、右過(guò)渡段的厚度為連續(xù)變厚度。

優(yōu)選的，所述后地板下橫梁總成結(jié)構(gòu)形成的腔體中部位置的腔體高度為80-100mm，兩端的腔體高度逐漸增加，其高度為100-140mm，腔體的寬度為30-50mm。

優(yōu)選的，所述后地板下橫梁左、右段的厚度為1.5-3.0mm；后地板下橫梁中段的厚度為0.8-1.5mm；所述后地板下橫梁加強(qiáng)板左、右段的厚度為1.5-3.0mm；后地板下橫梁加強(qiáng)板中段的厚度為0.8-1.5mm。

優(yōu)選的，所述后地板下橫梁及其加強(qiáng)板的左、右過(guò)渡段的厚度變化梯度處于1:50～1:200之間，即厚度每變化1mm，左、右過(guò)渡段長(zhǎng)度為50mm～200mm。

優(yōu)選的，所述后地板下橫梁及其加強(qiáng)板通過(guò)點(diǎn)焊連接，后地板下橫梁及其加強(qiáng)板和門(mén)檻梁通過(guò)點(diǎn)焊或二保焊連接。

后地板下橫梁總成的抗彎曲扭轉(zhuǎn)的能力與總成截面形狀及厚度相關(guān)，其截面面積及厚度越大，結(jié)構(gòu)抗彎曲扭轉(zhuǎn)的能力越強(qiáng)，因此，本實(shí)用新型變厚度汽車后地板下橫梁總成除了通過(guò)結(jié)構(gòu)腔體提升截面面積之外，還通過(guò)局部增加兩端與門(mén)檻梁連接部位的厚度，進(jìn)一步提高了總成抗彎曲能力，同時(shí)也有利于側(cè)面碰撞安全性的提升。

本實(shí)用新型后地板下橫梁和后地板下橫梁加強(qiáng)板采用從中間到兩端依次變化的連續(xù)變厚度鋼板。

本實(shí)用新型后地板下橫梁結(jié)構(gòu)從截面上看，其形成的截面腔體高度要小于后地板下橫梁的高度，在后地板下橫梁中部位置腔體高度為80-100mm，兩端的腔體高度逐漸增加，其高度為100-140mm，從而有效提高后地板下橫梁結(jié)構(gòu)在兩側(cè)的強(qiáng)度和剛性；為保證腔體有足夠的剛性，截面腔體的寬度為30-50mm。

后地板下橫梁和后地板下橫梁加強(qiáng)板可設(shè)計(jì)成三個(gè)等厚度段和兩個(gè)連續(xù)厚度過(guò)渡段的結(jié)構(gòu)形式，即兩端采用較大厚度的等厚度段，中間采用較小厚度的等厚度段，三者之間有兩個(gè)厚度連續(xù)變化的過(guò)渡段。

由此，后地板下橫梁和后地板下橫梁加強(qiáng)板在不同區(qū)域就可以根據(jù)厚度不同設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)后地板下橫梁結(jié)構(gòu)從兩端到中間在抗彎曲強(qiáng)度上從強(qiáng)到弱的變化。

為了實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的變厚度結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型通過(guò)柔性軋制工藝方法來(lái)是實(shí)現(xiàn)，即采用一個(gè)等厚度的卷料，通過(guò)柔性軋制生產(chǎn)獲得沿著軋制方向有不同板厚的連續(xù)變厚度卷料，通過(guò)落料得到具有設(shè)計(jì)的不同厚度區(qū)域的金屬板料，之后通過(guò)熱沖壓或冷沖壓等工藝，分別獲得具有不同厚度區(qū)域的金屬件。

本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型后地板下橫梁結(jié)構(gòu)的薄壁厚度從中間到兩端逐漸增厚，符合汽車車身剛度強(qiáng)度對(duì)后地板下橫梁總成的要求，提升扭轉(zhuǎn)彎曲剛度，同時(shí)由有利于側(cè)面碰撞安全性的提高。采用本實(shí)用新型的前地板下橫梁結(jié)構(gòu)，通過(guò)運(yùn)用變厚度板料設(shè)計(jì)，在提升性能的同時(shí)，可以有效減少結(jié)構(gòu)件數(shù)量，實(shí)現(xiàn)材料的最大利用，達(dá)到結(jié)構(gòu)輕量化的效果，減少零件在加工、焊接等方面的綜合成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的剖視圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例后地板下橫梁的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例后地板下橫梁加強(qiáng)板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例用板料厚度過(guò)渡區(qū)域的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖1～圖5，本實(shí)用新型的一種變厚度后地板下橫梁總成結(jié)構(gòu)，包括后地板下橫梁1、后地板下橫梁加強(qiáng)板2，組成一個(gè)腔體結(jié)構(gòu)；后地板下橫梁1及其加強(qiáng)板2的兩端分別于汽車門(mén)檻梁相連接；所述后地板下橫梁和后地板下橫梁加強(qiáng)板采用從中間到兩端依次變化的連續(xù)變厚度鋼板，其中，

所述后地板下橫梁1為金屬薄壁結(jié)構(gòu)，依次包括后地板下橫梁左段11、后地板下橫梁左過(guò)渡段12、后地板下橫梁中段13、后地板下橫梁右過(guò)渡段14、后地板下橫梁右段15；其中，后地板下橫梁左、右段11、15、中段13的厚度為等厚度，后地板下橫梁左、右段11、15的厚度較后地板下橫梁中段13的厚度大；左、右過(guò)渡段12、14的厚度為連續(xù)變厚度；

所述后地板下橫梁加強(qiáng)板2為金屬薄壁結(jié)構(gòu)，依次包括后地板下橫梁加強(qiáng)板左段21、后地板下橫梁加強(qiáng)板左過(guò)渡段22、后地板下橫梁加強(qiáng)板中段23、后地板下橫梁加強(qiáng)板右過(guò)渡段24、后地板下橫梁加強(qiáng)板右段25；其中，后地板下橫梁加強(qiáng)板左段、右段21、25、中段23的厚度為等厚度，后地板下橫梁加強(qiáng)板左段、右段21、25的厚度較后地板下橫梁加強(qiáng)板中段23的厚度大；左、右過(guò)渡段22、24的厚度為連續(xù)變厚度。

優(yōu)選的，所述后地板下橫梁總成結(jié)構(gòu)形成的腔體中部位置的腔體高度為80-100mm，兩端的腔體高度逐漸增加，其高度為100-140mm，腔體的寬度為30-50mm。

優(yōu)選的，所述后地板下橫梁左、右段的厚度為1.5-3.0mm；后地板下橫梁中段的厚度為0.8-1.5mm；所述后地板下橫梁加強(qiáng)板左、右段的厚度為1.5-3.0mm；后地板下橫梁加強(qiáng)板中段的厚度為0.8-1.5mm。

優(yōu)選的，所述后地板下橫梁及其加強(qiáng)板的左、右過(guò)渡段的厚度變化梯度處于1:50～1:200之間，即厚度每變化1mm，左、右過(guò)渡段長(zhǎng)度分別為50mm～200mm。

優(yōu)選的，所述后地板下橫梁及其加強(qiáng)板通過(guò)點(diǎn)焊連接，后地板下橫梁及其加強(qiáng)板和門(mén)檻梁通過(guò)點(diǎn)焊或二保焊連接。

圖2所示為本實(shí)用新型實(shí)例后地板下橫梁結(jié)構(gòu)的中部剖面示意圖。圖中可見(jiàn)，由后地板下橫梁1和后地板下橫梁加強(qiáng)板2組成的腔體結(jié)構(gòu)，可以有效提升前縱梁后端結(jié)構(gòu)的抗彎曲特性。

后地板下橫梁結(jié)構(gòu)從截面上看，其形成的截面腔體高度要小于后地板下橫梁的高度，在后地板下橫梁中部位置腔體高度為80-100mm，兩端的腔體高度逐漸增加，其高度為100-140mm，從而有效提高后地板下橫梁結(jié)構(gòu)在兩側(cè)的強(qiáng)度和剛性；為保證腔體有足夠的剛性，截面腔體的寬度為30-50mm。

本實(shí)用新型采用連續(xù)變厚度金屬板材，用于制作一種汽車后地板下橫梁及其加強(qiáng)板，所制成的后地板下橫梁及其加強(qiáng)板在車身橫向設(shè)計(jì)有不同的厚度，該方案通過(guò)對(duì)兩端與車身門(mén)檻接頭相連位置進(jìn)行局部增厚，達(dá)到部件總成減重并減少結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件數(shù)量的目的，很好克服傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)加強(qiáng)方案的不足，在實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)的同時(shí)，可以提升汽車扭轉(zhuǎn)剛度和側(cè)面碰撞安全性，滿足汽車技術(shù)發(fā)展要求。

為了實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的變厚度結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型通過(guò)柔性軋制工藝方法來(lái)是實(shí)現(xiàn)，即采用一個(gè)等厚度的卷料，通過(guò)柔性軋制生產(chǎn)獲得沿著軋制方向有不同板厚的連續(xù)變厚度卷料，通過(guò)落料得到具有設(shè)計(jì)的不同厚度區(qū)域的金屬板料，之后通過(guò)熱沖壓或冷沖壓等工藝，分別獲得具有不同厚度區(qū)域的金屬件。板料的縱向剖切面的厚度示意圖如圖5所示。

汽車安全與輕量化成為汽車發(fā)展的重要趨勢(shì)。變厚度后地板前橫梁結(jié)構(gòu)是在后地板前橫梁的不同部位設(shè)計(jì)有不同厚度，并采用經(jīng)過(guò)柔性軋制的連續(xù)變厚度板料制作而成。本實(shí)用新型變厚度結(jié)構(gòu)不僅能很好地滿足車身對(duì)扭轉(zhuǎn)彎曲剛度的要求，也能最大程度上減少材料使用，能在保證安全性的前提下，實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)。

本實(shí)用新型采用變厚板結(jié)合汽車設(shè)計(jì)要求來(lái)實(shí)現(xiàn)變厚度零件設(shè)計(jì)及制作的方法，還可以繼續(xù)用于其他汽車關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)中，如汽車座椅橫梁、A柱等。