汽车机舱纵梁与前围横梁的连接结构的制作方法

本发明涉及一种汽车零部件之间的连接结构，特别涉及一种汽车机舱纵梁与前围横梁的连接结构。

背景技术：

目前，市场上全铝车身技术越来越普及，全铝车身车型的机舱纵梁与横梁的连接主要有铝板冲压零件相互搭接或型材零件与铸铝零件搭接两种连接方式。铝板冲压零件相互搭接的形式，该结构组成零件较多且均冲压成型，纵梁与横梁均通过零件翻边点焊、焊接或铆接等形式连接。而型材零件与铸铝零件搭接形式，主要零部件为型材纵梁以及铸铝零件，两者主要通过铆接或焊接进行连接。

其中，铝合金零件冲压模具成本基本上在100万到200万不等，而型材零件模具成本只有1-4万。铝铸件结构复杂，设计周期长、模具成本高，存在不可见的铸造缺陷等缺点。如采用焊接这种连接方式，焊接存在较大面积的热影响区，导致热影响区材料性能降低30％-40％，而且焊接对零件的变形方向存在不确定性，这将导致车身制造精度降低。铆接的连接方式，存在剪切强度低、剥离强度低的缺点。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种汽车机舱纵梁与前围横梁的连接结构，以克服传统的连接结构零件模具开发成本高、零部件刚度及强度差、连接强度低、焊接影响区大、焊接工艺要求高、制造精度低的技术问题。

本发明提供的汽车机舱纵梁与前围横梁的连接结构，所述汽车机舱纵梁包括两个位于汽车两侧且沿汽车前后方向延伸的机舱纵梁总成，两个机舱纵梁总成的后端之间连接前围横梁，该两机舱纵梁总成分别通过一连接结构与所述前围横梁固定连接，该连接结构的前端与所述机舱纵梁总成左右两侧面胶接，该连接结构后端与所述前围横梁胶接。

进一步地，所述连接结构前端设有相互平行的第一胶接面与第二胶接面，该第一胶接面与第二胶接面与所述机舱纵梁总成左右两侧面胶接。

进一步地，所述连接结构后端还设有与所述前围横梁连接的第三胶接面与第四胶接面，该第三胶接面与第四胶接面相互平行设置。

进一步地，所述第三胶接面与第四胶接面呈阶梯状，所述第三胶接面设在所述第四胶接面左右两侧呈凸字形结构，所述第四胶接面远离所述机舱纵梁总成。

进一步地，所述第一胶接面、第二胶接面与所述第三胶接面相互垂直，所述第一胶接面、第二胶接面与所述第四胶接面相互垂直。

进一步地，该连接结构包括第一连接件与第二连接件，该第一连接件上设有一铰接部，所述铰接部内部还设有一弧形凹槽，该第二连接件一端设有与所述弧形凹槽形状相适配的凸块，该凸块可嵌入该弧形凹槽内，该第二连接件可以该凸块为旋转中心旋转。

进一步地，该第一连接件与第二连接体上均设有一粘接面，所述第二连接件通过该凸块嵌入该铰接部内旋转，使该两粘接面相互贴合。

进一步地，所述第一胶接面、第二胶接面、第四胶接面、以及第一连接件与第二连接件上的粘接面上均设有涂胶槽。

进一步地，所述前围横梁包括前围上横梁与前围下横梁，该前围上横梁与前围下横梁呈阶梯式结构。

进一步地，所述前围上横梁与位于第四胶接面上侧的第三胶接面胶接，位于第四胶接面下侧的第三胶接面与所述前围下横梁胶接，所述第四胶接面上侧与前围上横梁胶接，所述第四胶接面下侧与所述前围下横梁胶接。

本发明的汽车机舱纵梁与前围横梁的连接结构，机舱纵梁与前围横梁采用拥有较好的刚度及强度铝合金型材，且型材模具投入成本低，生产效率高。该连接结构结构新颖独特，实现纵梁与横梁的立体连接，采用结构胶粘接工艺，因结构胶冷粘接热固化的特性，使得粘接区域无热影响区，粘接固化后的强度不受影响。同时，在结构胶未固化之前利用其胶厚度消除零件自身制造误差以及零件之间的装配偏差，从而提高制造精度。

附图说明

图1为本发明汽车机舱纵梁与前围横梁的连接结构的立体结构示意图。

图2为图1中的分解结构示意图。

图3为机舱纵梁与连接结构连接装配示意图。

图4为机舱纵梁与连接结构的装配过程的剖面示意图。

图5为机舱纵梁与连接结构装配完成后的剖面示意图。

图6为前围上横梁的结构示意图。

图7为前围下横梁的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采用的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如图1、图2所示，一种汽车机舱纵梁与前围横梁的连接结构，所述汽车机舱纵梁包括两个位于汽车两侧且沿汽车前后方向延伸的机舱纵梁总成10，两个机舱纵梁总成10的后端连接一前围横梁30，该两机舱纵梁总成10分别通过一连接结构20与所述前围横梁30固定连接，该连接结构20的前端与所述机舱纵梁总成10左右两侧面胶接，该连接结构20后端与所述前围横梁30胶接。

如图2及图4所示，该连接结构20包括第一连接件201与第二连接件202，该第一连接件201上设有一铰接部25，该铰接部25内部还设有一弧形凹槽26，该第二连接件202一端设有与所述弧形凹槽26形状相适配的凸块27，该凸块27可嵌入该弧形凹槽26内，该第二连接件202能够以该凸块27为旋转中心旋转。

具体地，所述连接结构20前端设有第一胶接面21与第二胶接面22，其中，该第一胶接面21位于该第一连接件201上，该第二胶接面22设在该第二连接件202上，该第一胶接面21与第二胶接面22相对且平行设置在该机舱纵梁总成10左右两侧。该第一胶接面21与第二胶接面22与所述机舱纵梁总成10左右两侧面通过结构胶连接。

该连接结构20后端还设有与所述前围横梁30连接的第三胶接面23与第四胶接面24，该第三胶接面23与第四胶接面24相互平行设置。所述第三胶接面23与第四胶接面24呈阶梯状，所述第三胶接面23设在所述第四胶接面24上下两侧呈凸字形结构，所述第四胶接面24远离所述机舱纵梁总成10。

可以理解的，所述第一胶接面21、第二胶接面22与所述第三胶接面23相互垂直，所述第一胶接面21、第二胶接面22与所述第四胶接面24相互垂直。

其中，该第一连接件201与第二连接件202上均设有一粘接面(图未标号)，所述第二连接件202通过该凸块27嵌入该铰接部25内，并沿图4中箭头所示方向旋转，使两粘接面相互贴合，该第一胶接面21与第二胶接面22平行且均与所述机舱纵梁总成10左右两侧面贴合(如图5所示)。

为保证胶接区域的连接强度，在所述第一胶接面21、第二胶接面22、第四胶接面24、以及第一连接体201与第二连接体202的粘接面上均设有涂胶槽(图未标号)，在本实施例中，该涂胶槽的深度为0.2mm，使胶接区域拥有足够的结构胶，且明确作用区域。

如图2、图6及图7所示，所述前围横梁30包括前围上横梁31与前围下横梁32，该前围上横梁31与前围下横梁32呈阶梯式结构。该第三胶接面23位于该第四胶接面24上侧部分与所述前围上横梁31胶接，该第三胶接面23位于该第四胶接面24下侧部分与所述前围下横梁32连接。该第四胶接面24的上侧与所述前围上横梁31胶接，其下侧部分与前围下横梁32胶接。

图4为机舱纵梁与连接结构的装配过程的剖面示意图，其装配过程如图4所示，先在第一连接件201的第一胶接面21上涂敷结构胶并与所述机舱纵梁总成10的右侧面粘接装配，第二连接件202一端的凸块27嵌入到该第一连接件201的铰链部25中，该铰接部25内部以及第二胶接面22上事先涂敷有结构胶，接着，该第二连接件202沿图4中箭头方向旋转，直至第二连接件202上的第二胶接面22与机舱纵梁总成10的左侧面粘接装配，装配完毕后的状态如图5所示。

应当理解的，该铰接部25内部也涂敷结构胶，能够防止零件装配后出现异响。该第一连接件201与第二连接件202相贴合的粘接面同样采用结构胶粘接连接。

接着，进行与前围横梁30的装配，因前围横梁30分为前围上横梁31与前围下横梁32，且该前围上横梁31与前围下横梁32采用前后阶梯式结构，与连接结构20粘接后能够实现立体连接。具体地，先在第三胶接面23与第四胶接面24上涂敷结构胶，该第三胶接面23位于该第四胶接面24上侧部分与所述前围上横梁31胶接，该第三胶接面23位于该第四胶接面24下侧部分与所述前围下横梁32连接。该第四胶接面24的上端与所述前围上横梁31胶接，其下侧部分与前围下横梁32胶接。

需要说明的是，本发明中使用的结构胶，其常温下为稠状流体，加热到一定温度后保持一段时间即可充分固化，其固化温度较低，与焊接相比无热影响区，即粘接区域零件的强度不受影响，等同于母材。本实施例中所采用的结构胶，在加热到190°后保持30分钟即可充分固化。也就是说，可在结构胶未固化前利用结构胶厚度消除零件自身制造偏差以及零件之间的装配误差，达到提高制造精度的目的。

本发明中，机舱纵梁总成10与前围横梁30均采用性能较好的铝合金型材，型材内部晶粒更细，因而具有较好的强度及刚度，另外，铝合金型材模具的成本也较低，使得本发明的模具成本大大降低，同时也可提高生产效率。

综上所述，本发明的汽车机舱纵梁与前围横梁的连接结构，机舱纵梁与前围横梁采用拥有较好的刚度及强度的铝合金型材，且型材模具投入成本低，生产效率高。该连接结构结构新颖独特，实现纵梁与横梁的立体连接，采用结构胶粘接工艺，因结构胶冷粘接热固化的特性，使得粘接区域无热影响，粘接固化后的强度不受影响。同时，在结构胶未固化之前利用其胶厚度消除零件自身制造误差以及零件之间的装配偏差，从而提高制造精度。

本文应用了具体个例对本发明的汽车机舱纵梁与前围横梁的连接结构及实施例进行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施例及其应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。