一种汽车防撞梁及制作方法与流程

本发明涉及汽车的零部件技术领域，特别是涉及一种防撞梁及制备方法。

背景技术：

随着科学技术的进步，汽车也得到了迅猛的发展。在我国，汽车的使用非常高，并且的汽车的保有量也呈逐年增长，交通拥堵和安全的问题也愈发凸显，随之而来的交通事故也频频发生。当然，一些不可抗力的交通意外事故不可能完全避免。防撞梁作为汽车的重要部件，在车辆碰撞过程中能最大限度的保护乘员安全。因此，提高汽车防撞梁的可靠性具有重要意义。

目前，市场上大部分的防撞梁的结构都较为单一，仅包括防撞横梁和后方的吸能盒，并且防撞横梁的两端与后方的吸能盒焊接呈一体。当发生不同程度的碰撞时，防撞梁的吸能效果较差，容易对车位上的驾驶员或者乘员造成生命危险，而且容易造成其他零部件的损坏，提高了维修成本。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种汽车防撞梁及制作方法，可以提高汽车在碰撞过程中的吸能能力，提高汽车的安全性，降低维修成本。

一种汽车防撞梁，包括横梁和吸能板，所述吸能板的横截面呈U形结构，吸能板的长度方向呈向外凸起的曲面，且吸能板上沿长度方向设置有向外凸出的弧形结构，吸能板的两端设置有向外凸出的鼓包；所述吸能板的顶面设置有孔；所述吸能板和横梁固定连接形成一个封闭腔，封闭腔内填充有与其内壁粘接的缓冲料。

发生碰撞时，吸能板的曲面设计使得吸能板具备更大的弹性变形，可以卸掉一部分撞击力，从而增强吸能板的抗压能力；吸能板上向外凸出的弧形结构在撞击过程中先受到撞击力发生变形，其他位置陆续感应到撞击力，从而承载起弧形结构的变形，当其他位置承载的撞击力达到极限时，其他位置再发生变形，这个过程增强了吸能板的变形能力，有效地提高了吸能板在碰撞过程中的吸能能力。当发生侧向撞击时，吸能板两端设计的鼓包最先接触到侧向撞击力而发生变形，再而传递到其余部位，使鼓包能够最大限度吸收侧向撞击力，有效地减缓了侧向撞击力的快速传递。封闭腔填充的缓冲料具有一定的强度和良好的弹性，能够进一步化解撞击过程中撞击力并延缓撞击力的传递。

优选地，所述缓冲料含有5-28wt％的丙烯腈、25-30wt％的丁二烯、35-40wt％的苯乙烯、5-10wt％的X、2-5wt％的镍粉和5-10wt％的碳纤维颗粒；所述X选自铁粉、铜粉、铝粉中的一种。

丙烯腈、X和苯乙烯能够提高缓冲料的硬度，丁二烯使得缓冲料拥有较好的延展性和抗冲击性，镍粉在不降低缓冲料韧性的情况下提高了缓冲料的强度；使得缓冲料不仅具有较高的强度，而且还兼具一定的弹性，对撞击力的吸收能力更强。

优选地，所述吸能板设置有呈上下布置的两个弧形结构，弧形结构间设置有加强筋；所述鼓包呈圆柱形，鼓包与吸能板通过弧面过渡。吸能板上的两个弧形结构加强了吸能效果。加强筋使得弧形结构在撞击力的作用下产生一个拉扯力，使得弧形结构不至于被快速压溃，增强了弧形结构的抗压能力。在侧向撞击过程中，圆柱形鼓包以及弧面过渡设计通过变形能够有效地吸收一部分撞击力，以及延缓撞击力的传递。

优选地，所述横梁两端的背面与纵梁通过吸能盒固定连接，吸能盒的各个侧面呈波浪形。吸能盒的波浪形侧面在碰撞时依次压溃吸能，并实现了有效叠加以支撑吸能盒变形后的高度。

优选地，所述吸能板两端的顶面均设置有孔。

一种上述的汽车防撞梁的制作方法，包括以下步骤：

a.配料：缓冲料含有5-28wt％的丙烯腈、25-30wt％的丁二烯、35-40wt％的苯乙烯、5-10wt％的X、2-5wt％的镍粉和5-10wt％的碳纤维颗粒；所述X选自铁粉、铜粉、铝粉中的一种；

b.混合：将步骤a中配好的料倒入搅拌装置中，使其充分混合；

c.溶解：将充分混合的配料放入溶解装置中，再将溶解装置加热到170-240℃，直到配料全部溶解成液体；

d.成型：将溶解成液体的配料通过所述吸能板顶面一端的孔注塑到吸能板和横梁形成的封闭腔中；注塑过程中，防撞梁固定在震动装置上保持震动；待吸能板顶面另一端的孔溢出液体，即停止注塑；

e.冷却：将成型后的防撞梁放置在空气中进行冷却，获得成品的防撞梁。

优选地，所述步骤c中，溶解温度为200-230℃。

优选地，所述步骤d中，注塑速度为300-500mm/s。

本发明的有益效果体现在：

本发明的结构简单，制造方便，吸能效果好，安全性能高；而且能够降低其他零部件的损坏，从而减少维修成本。吸能板的曲面设计和弧形结构，增强了吸能板的变形能力，减缓了撞击力的快速传递。吸能板和横梁之间的缓冲料不仅具有较高的强度，而且还兼具一定的弹性，能够进一步化解撞击过程中产生的撞击力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为图1中A-A的断面图；

图3为本发明实施例注塑的示意图。

1-横梁，2-吸能板，21-弧形结构，22-鼓包，23-孔，24-加强筋，3-缓冲料，4-吸能盒

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利的保护范围。

实施例1

如图1、图2和图3所示，本实施例公开了一种汽车防撞梁，包括横梁1和吸能板2。吸能板2的长度方向呈向外凸起的曲面，发生碰撞时，吸能板2的曲面设计使得吸能板2具备更大的弹性变形，可以卸掉一部分撞击力，从而增强吸能板2的抗压能力；吸能板2上沿长度方向设置有向外凸出的呈上下布置的两个弧形结构21，弧形结构21在撞击过程中先受到撞击力发生变形，其他位置陆续感应到撞击力，从而承载起弧形结构的变形，当其他位置承载的撞击力达到极限时，其他位置再发生变形，这个过程增强了吸能板2的变形能力，有效地提高了吸能板2在碰撞过程中的吸能能力，而且两个弧形结构21进一步加强了吸能效果；弧形结构21间设置有加强筋24，加强筋24使得弧形结构21在撞击力的作用下产生一个拉扯力，使得弧形结构21不至于被快速压溃，增强了弧形结构21的抗压能力；吸能板2的两端设置有向外凸出的鼓包22，鼓包22呈圆柱形，鼓包22与吸能板2通过弧面过渡，当发生侧向撞击时，吸能板2两端设计的鼓包22最先接触到侧向撞击力而发生变形，再而传递到其余部位，使鼓包22能够最大限度吸收侧向撞击力，有效地减缓了侧向撞击力的快速传递，鼓包22的圆柱形设计以及弧面过渡可以进一步的加强撞击力的吸收和延缓撞击力的传递。

吸能板2的横截面呈U形结构，吸能板2和横梁1固定连接形成一个封闭腔，封闭腔内填充有与其内壁粘接的缓冲料3。缓冲料3含有5-28wt％的丙烯腈、25-30wt％的丁二烯、35-40wt％的苯乙烯、5-10wt％的X、2-5wt％的镍粉和5-10wt％的碳纤维颗粒，X选自铁粉、铜粉、铝粉中的一种。本实施例中，缓冲料3的成分的重量百分比为28wt％的丙烯腈、25wt％的丁二烯、35wt％的苯乙烯、5wt％的X、2wt％的镍粉和5wt％的碳纤维颗粒，X选用铁粉；丙烯腈、X和苯乙烯能够提高缓冲料的硬度，丁二烯使得缓冲料拥有较好的延展性和抗冲击性，镍粉在不降低缓冲料韧性的情况下提高了缓冲料的强度，使得缓冲料3不仅具有较高的强度，而且还兼具一定的弹性，对撞击力的吸收能力更强。综上，封闭腔填充的缓冲料3具有一定的强度和良好的弹性，能够进一步化解撞击过程中撞击力并减缓撞击力的传递。

吸能板2两端的顶面均设置有孔23，便于将液体的缓冲料3注塑到吸能板2和横梁1形成一个封闭腔。横梁1两端的背面与纵梁通过吸能盒4固定连接，吸能盒4的各个侧面呈波浪形；吸能盒4的波浪形侧面在碰撞时依次压溃吸能，并实现了有效叠加以支撑吸能盒变形后的高度。

一种制作上述汽车防撞梁的方法，先将吸能板2通过冲压成型为目标形状，再将加强筋24焊接在两个弧形结构21之间，然后将吸能板2与横梁1进行固定连接，接着进行以下步骤：

a.配料：28wt％的丙烯腈、25wt％的丁二烯、35wt％的苯乙烯、5wt％的X、2wt％的镍粉和5wt％的碳纤维颗粒，X选用铁粉；

b.混合：将步骤a中配好的料倒入搅拌装置中，使其充分混合；

c.溶解：将充分混合的配料放入溶解装置中，再将溶解装置加热到170-240℃，直到配料全部溶解成液体；

d.成型：将溶解成液体的配料通过吸能板2顶面一端的孔21以300-500mm/s注塑到吸能板和横梁1形成的封闭腔中；注塑过程中，防撞梁固定在震动装置上保持震动；待吸能板顶面另一端的孔21溢出液体，即停止注塑；

e.冷却：将成型后的防撞梁放置在空气中进行冷却，获得成品的防撞梁。

实施例2

本实施例所包括的部件、工艺参数和工艺流程与实施例1基本相同，所不同的是X选用铝粉。相比实施例1而言，本实施例中，用铝粉代替了铁粉，降低了缓冲料3的硬度，但是提高了缓冲料3的弹性。

实施例3

本实施例所包括的部件、工艺参数和工艺流程与实施例1基本相同，所不同的是缓冲料3按照重量百分比为5wt％的丙烯腈、30wt％的丁二烯、40wt％的苯乙烯、10wt％的X、5wt％的镍粉和10wt％的碳纤维颗粒进行配料。相比实施例1而言，本实施例中，丙烯腈的重量百分比下降，其成分均上升，从整体上提高了缓冲料3的强度和弹性。

实施例4

本实施例所包括的部件、工艺参数和工艺流程与实施例3基本相同，所不同的是X选用铜粉。相比实施例3而言，本实施例中，用铜粉代替了铁粉，缓冲料3的强度没有明显的变化，但是缓冲料3的弹性得到了提高。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。