汽车门槛总成的制作方法

本发明属于汽车技术领域，具体地说，本发明涉及一种汽车门槛总成。

背景技术：

随着经济实力及技术水平的不断提高，汽车主机厂也越来越重视车身整体强度，人们对汽车的碰撞安全性能要求越来越高，对碰撞的要求也越来越高，碰撞方案中在乘员保护方面特别是侧面碰撞测试中增加了侧面碰撞壁障的重量及尺寸，碰撞方案也开始对行人保护的评分和试验细则有了详细说明，这也推动了整个中国汽车产业安全技术的不断提升。

在传统的汽车车身上，门槛总成部分均设有门槛加强板，门槛加强板主要为分段连接的钣金冲压件且数量较多，由于冲压成型模具数量增多、生产工序增加等因素导致成本高且重量高。

目前，能源和环境问题日趋严峻，节能减排已成为当今世界面临的重要问题。在能源问题没有很好的解决等情况下，汽车轻量化是应对此问题快速而有效的有力措施，也是各大主机厂争相开发新材料、新工艺、新结构来给车身减重。然而，现有技术中的汽车门槛总成，主要以高强钢和热成型钢板为主要减重方法，因此，在保障侧碰安全性能时，无法满足轻量化要求。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种汽车门槛总成，目的是降低车身重量。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：汽车门槛总成，包括门槛外板、与门槛外板为相对设置的门槛内板以及设置于门槛外板和门槛内板之间的门槛加强板，门槛外板和门槛加强板均采用碳纤维增强复合材料制成，门槛内板采用钢板制成。

所述门槛外板和所述门槛内板相连接且门槛外板和门槛内板之间形成容纳所述门槛加强板的空腔结构，门槛加强板与门槛外板和门槛内板为胶接连接。

所述门槛外板包括第一外板侧壁、与第一外板侧壁连接且为相对设置的第二外板侧壁和第三外板侧壁、与第二外板侧壁连接的第一外板翻边以及与第三外板侧壁连接的第二外板翻边，第一外板翻边和第二外板翻边与所述门槛内板连接，第一外板侧壁与所述门槛加强板连接，门槛加强板位于第二外板侧壁和第三外板侧壁之间。

所述第一外板翻边和所述第一外板侧壁分别与所述第二外板侧壁的一端边缘连接且第一外板翻边和第一外板侧壁分别朝向第二外板侧壁的一侧延伸，所述第二外板翻边和所述第一外板侧壁分别与所述第三外板侧壁的一端边缘连接且第二外板翻边和第一外板侧壁分别朝向第三外板侧壁的一侧延伸。

所述门槛外板与b柱加强板连接，b柱加强板包括顶部横梁、中部纵梁和底部横梁，底部横梁的横截面为开口朝向所述门槛外板的c形，门槛外板嵌入底部横梁的内部。

所述底部横梁包括第一底梁侧壁、与第一底梁侧壁连接且为相对设置的第二底梁侧壁和第三底梁侧壁、与第二底梁侧壁连接的第一底梁翻边以及与第三底梁侧壁连接的第二底梁翻边，所述第一外板翻边与第一底梁翻边连接，所述第二外板翻边与第二底梁翻边连接，所述第一外板侧壁与第一底梁侧壁连接，所述第二外板侧壁与第二底梁侧壁连接，所述第三外板侧壁与第三底梁侧壁连接。

所述b柱加强板与侧围外板连接，侧围外板具有与所述第一底梁侧壁和所述第一底梁翻边为胶接连接的胶接面，胶接面位于b柱加强板的外侧，所述门槛外板位于b柱加强板的内侧。

所述门槛加强板包括第一加强板侧壁、与第一加强板侧壁连接且为相对设置的第二加强板侧壁和第三加强板侧壁、与第二加强板侧壁连接的第四加强板侧壁、与第三加强板侧壁连接的第五加强板侧壁、与第四加强板侧壁连接的第一加强板翻边以及与第五加强板侧壁连接的第二加强板翻边，第一加强板侧壁与所述门槛外板连接，第一加强板翻边和第二加强板翻边与所述门槛内板连接。

所述第四加强板侧壁的厚度为从一端至另一端逐渐减小，第四加强板侧壁的一端与所述第二加强板侧壁连接且第四加强板侧壁的该端厚度最大，第四加强板侧壁的另一端与所述第一加强板翻边连接且第四加强板侧壁的该端厚度最小，所述第五加强板侧壁的厚度为从一端至另一端逐渐减小，第五加强板侧壁的一端与所述第三加强板侧壁连接且第五加强板侧壁的该端厚度最大，第五加强板侧壁的另一端与所述第二加强板翻边连接且第五加强板侧壁的该端厚度最小。

所述门槛内板包括第一内板侧壁、与第一内板侧壁连接且为相对设置的第二内板侧壁和第三内板侧壁、与第二内板侧壁连接的第一内板翻边以及与第三内板侧壁连接的第二内板翻边，第一内板翻边和第二内板翻边与所述门槛外板连接，第一内板侧壁与所述门槛加强板连接，门槛加强板位于第二内板侧壁和第三内板侧壁之间。

本发明的汽车门槛总成，采用碳纤维增强复合材料作为门槛外板和门槛加强板，采用钢板冷冲压制作门槛内板，加强了门槛总成的整体强度，门槛总成减重20％-35％，这样既满足车辆轻量化的要求，又加强了门槛总成在车辆发生侧碰时对驾驶室乘员的保护作用，提高了整车安全性能。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明汽车门槛总成的分解示意图；

图2是本发明汽车门槛总成的主视图；

图3是本发明汽车门槛总成与车身的装配示意图；

图4是图3中a-a剖视图；

图中标记为：

10、侧围外板；11、上横梁；12、b柱；13、下横梁；14、第二胶接面；15、第一胶接面；

20、b柱加强板；21、顶部横梁；22、中部纵梁；23、第一底梁翻边；24、第二底梁翻边；25、第一底梁侧壁；26、第二底梁侧壁；27、第三底梁侧壁；

30、门槛外板；31、第一外板翻边；32、第一外板侧壁；33、第二外板翻边；34、第二外板侧壁；35、第三外板侧壁；

40、门槛加强板；41、第一加强板翻边；42、第二加强板翻边；43、第一加强板侧壁；44、第二加强板侧壁；45、第三加强板侧壁；46、第四加强板侧壁；47、第五加强板侧壁；

50、门槛内板；51、第一内板翻边；52、第二内板翻边；53、第一内板侧壁；54、第二内板侧壁；55、第三内板侧壁；

60、结构胶；61、结构胶；62、结构胶；63、结构胶；64、结构胶；65、结构胶；66、结构胶；67、结构胶；68、结构胶。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1至图4所示，本发明提供了一种汽车门槛总成，包括门槛外板30、与门槛外板30为相对设置的门槛内板50以及设置于门槛外板30和门槛内板50之间的门槛加强板40，门槛外板30和门槛加强板40均采用碳纤维增强复合材料制成，门槛内板50采用钢板制成。

具体地说，如图1至图4所示，门槛外板30用于与b柱加强板20和侧围外板10连接，b柱加强板20与侧围外板10为焊接连接，侧围外板10位于b柱加强板20的外侧，门槛外板30在侧围外板10和b柱加强板20的底部同时与侧围外板10和b柱加强板20固定连接，门槛内板50用于与汽车车身焊接连接。门槛加强板40、门槛外板30和门槛内板50具有一定的长度，门槛加强板40、门槛外板30和门槛内板50的长度方向相平行且门槛加强板40、门槛外板30和门槛内板50的长度方向与汽车车身的长度方向相平行。

如图1至图4所示，门槛外板30和门槛内板50相连接且门槛外板30和门槛内板50之间形成容纳门槛加强板40的空腔结构，该空腔结构为“口”字形，门槛加强板40与门槛外板30和门槛内板50为胶接连接，门槛外板30与门槛内板50也为胶接连接。门槛外板30和门槛加强板40为长条形碳纤维增强复合材料制成的结构，既减少零部件数量，又减轻整车重量，提升整车安全性。碳纤维增强复合材料采用多层碳纤维布通过树脂胶接而成，碳纤维布为编织布、单向布或多轴向布，胶接是将多层碳纤维布按照优化后方案铺设并树脂浸润固化成型。

如图1至图4所示，门槛外板30包括第一外板侧壁32、与第一外板侧壁32连接且为相对设置的第二外板侧壁34和第三外板侧壁35、与第二外板侧壁34连接的第一外板翻边31以及与第三外板侧壁35连接的第二外板翻边33，第一外板翻边31和第二外板翻边33与门槛内板50连接，第一外板侧壁32与门槛加强板40连接，门槛加强板40位于第二外板侧壁34和第三外板侧壁35之间。第一外板翻边31和第二外板翻边33与第一外板侧壁32相平行，第一外板翻边31、第二外板翻边33、第一外板侧壁32、第二外板侧壁34和第三外板侧壁35的壁厚大小相同。第一外板翻边31和第一外板侧壁32分别与第二外板侧壁34的一端边缘连接且第一外板翻边31和第一外板侧壁32分别朝向第二外板侧壁34的一侧延伸，第二外板翻边33和第一外板侧壁32分别与第三外板侧壁35的一端边缘连接且第二外板翻边33和第一外板侧壁32分别朝向第三外板侧壁35的一侧延伸。第一外板侧壁32位于第二外板侧壁34和第三外板侧壁35之间，第一外板侧壁32的两端边缘与第二外板侧壁34和第三外板侧壁35的端部边缘连接且为圆弧过渡。第一外板侧壁32为竖直设置，第一外板侧壁32的壁厚方向与汽车车身的宽度方向相平行，第二外板侧壁34位于第三外板侧壁35的上方，第二外板侧壁34与第一外板侧壁32的上端边缘连接，第三外板侧壁35与第一外板侧壁32的下端边缘连接，第一外板翻边31朝向第二外板侧壁34的上方延伸，第二外板翻边33朝向第三外板侧壁35的下方延伸。

如图1至图4所示，门槛加强板40位于第二外板侧壁34和第三外板侧壁35之间，门槛加强板40与第二外板侧壁34之间具有间隙，门槛加强板40与第三外板侧壁35之间也具有间隙。第一外板侧壁32与门槛内板50为相对设置，门槛加强板40位于第一外板侧壁32和门槛内板50之间，门槛加强板40与第一外板侧壁32为胶接连接。第一外板翻边31和第二外板翻边33与门槛内板50为胶接连接，第一外板翻边31和第二外板翻边33处于同一竖直方向上。

如图1至图4所示，门槛加强板40是横截面(该横截面为与门槛加强板40的长度方向相垂直的截面)呈ω形的结构，门槛加强板40的开口朝向门槛内板50。门槛加强板40包括第一加强板侧壁43、与第一加强板侧壁43连接且为相对设置的第二加强板侧壁44和第三加强板侧壁45、与第二加强板侧壁44连接的第四加强板侧壁46、与第三加强板侧壁45连接的第五加强板侧壁47、与第四加强板侧壁46连接的第一加强板翻边41以及与第五加强板侧壁47连接的第二加强板翻边42，第一加强板侧壁43与门槛外板30连接，第一加强板翻边41和第二加强板翻边42与门槛内板50连接。第一加强板翻边41和第二加强板翻边42与第一加强板侧壁43相平行且与第一外板翻边31和第二外板翻边33相平行，第一加强板侧壁43、第二加强板侧壁44和第三加强板侧壁45的壁厚大小相同。第一加强板翻边41和第二加强板侧壁44分别与第四加强板侧壁46的一端边缘连接且第一加强板翻边41朝向第四加强板侧壁46的上方延伸，第一加强板翻边41与第四加强板侧壁46相垂直，第二加强板翻边42和第三加强板侧壁45分别与第五加强板侧壁47的一端边缘连接且第二加强板翻边42朝向第五加强板侧壁47的下方延伸，第二加强板翻边42与第五加强板侧壁47相垂直。第一加强板侧壁43位于第二加强板侧壁44和第三加强板侧壁45之间，第一加强板侧壁43的两端边缘与第二加强板侧壁44和第三加强板侧壁45的端部边缘连接且为圆弧过渡，第一加强板侧壁43与第二加强板侧壁44和第三加强板侧壁45大致为相垂直。第一加强板侧壁43为竖直设置，第一加强板侧壁43的壁厚方向与汽车车身的宽度方向相平行，第二加强板侧壁44位于第三加强板侧壁45的上方，第二加强板侧壁44与第一加强板侧壁43的上端边缘连接，第三加强板侧壁45与第一加强板侧壁43的下端边缘连接。

如图1至图4所示，第一加强板侧壁43位于第一外板侧壁32和门槛内板50之间，第一加强板侧壁43位于第一外板侧壁32的内侧，第一加强板侧壁43与第一外板侧壁32为胶接连接。第二外板侧壁34位于第二加强板侧壁44的上方且两者之间具有间隙，第三外板侧壁35位于第三加强板侧壁45的下方且两者之间具有间隙。第一加强板翻边41和第二加强板翻边42与门槛内板50为胶接连接，第一加强板翻边41和第二加强板翻边42处于同一竖直方向上。

如图1至图4所示，第四加强板侧壁46位于第二加强板侧壁44和第一加强板翻边41之间，第五加强板侧壁47位于第三加强板侧壁45和第二加强板翻边42之间，第四加强板侧壁46位于第五加强板侧壁47的上方。作为优选的，第四加强板侧壁46的厚度为从一端至另一端逐渐减小，第四加强板侧壁46的一端与第二加强板侧壁44连接且第四加强板侧壁46的该端厚度最大，第四加强板侧壁46的另一端与第一加强板翻边41连接且第四加强板侧壁46的该端厚度最小，第四加强板侧壁46的厚度方向为竖直方向。第五加强板侧壁47的厚度为从一端至另一端逐渐减小，第五加强板侧壁47的一端与第三加强板侧壁45连接且第五加强板侧壁47的该端厚度最大，第五加强板侧壁47的另一端与第二加强板翻边42连接且第五加强板侧壁47的该端厚度最小，第五加强板侧壁47的厚度方向为竖直方向。第二加强板侧壁44的各个位置处的厚度大小相等，第二加强板侧壁44为等厚度体，第二加强板侧壁44的厚度与第四加强板侧壁46的厚度最大端的厚度大小相同，第三加强板侧壁45的各个位置处的厚度大小相等，第三加强板侧壁45也为等厚度体，第三加强板侧壁45的厚度与第五加强板侧壁47的厚度最大端的厚度大小相同。第四加强板侧壁46和第五加强板侧壁47采用丢层方式完成，第四加强板侧壁46和第五加强板侧壁47的长度根据有限元仿真分析方法分析整车侧面碰撞最大侵入量来确定，确保质量稳定性及性能可靠性。第四加强板侧壁46和第五加强板侧壁47的设置，保证了汽车车身侧面碰撞有效吸能的同时不至于侵入量过大，提高了整车安全性能。

如图1至图4所示，门槛内板50包括第一内板侧壁53、与第一内板侧壁53连接且为相对设置的第二内板侧壁54和第三内板侧壁55、与第二内板侧壁54连接的第一内板翻边51以及与第三内板侧壁55连接的第二内板翻边52，第一内板翻边51和第二内板翻边52与门槛外板30连接，第一内板侧壁53与门槛加强板40连接，门槛加强板40位于第二内板侧壁54和第三内板侧壁55之间。第一内板翻边51和第二内板翻边52与第一内板侧壁53相平行，第一内板翻边51、第二内板翻边52、第一内板侧壁53、第二内板侧壁54和第三内板侧壁55的壁厚大小相同。第一内板翻边51和第一内板侧壁53分别与第二内板侧壁54的一端边缘连接且第一内板翻边51和第一内板侧壁53分别朝向第二内板侧壁54的一侧延伸，第二内板翻边52和第一内板侧壁53分别与第三内板侧壁55的一端边缘连接且第二内板翻边52和第一内板侧壁53分别朝向第三内板侧壁55的一侧延伸。第一内板侧壁53位于第二内板侧壁54和第三内板侧壁55之间，第一内板侧壁53的两端边缘与第二内板侧壁54和第三内板侧壁55的端部边缘连接且为圆弧过渡。第一内板侧壁53为竖直设置，第一内板侧壁53的壁厚方向与汽车车身的宽度方向相平行，第二内板侧壁54位于第三内板侧壁55的上方，第二内板侧壁54与第一内板侧壁53的上端边缘连接，第三内板侧壁55与第一内板侧壁53的下端边缘连接，第一内板翻边51朝向第二内板侧壁54的上方延伸，第二内板翻边52朝向第三内板侧壁55的下方延伸。

如图1至图4所示，门槛加强板40位于第二内板侧壁54和第三内板侧壁55之间，门槛加强板40与第二内板侧壁54之间具有间隙，门槛加强板40与第三内板侧壁55之间也具有间隙。门槛加强板40位于第一内板侧壁53和第一外板侧壁32之间，门槛加强板40与第一内板侧壁53为胶接连接。第一内板侧壁53与第一外板侧壁32相平行，第一内板侧壁53与第一加强板翻边41和第二加强板翻边42为胶接连接。第一内板翻边51与第一外板翻边31为胶接连接，第二内板翻边52与第二外板翻边33为胶接连接，第一内板翻边51和第二内板翻边52处于同一竖直方向上。

如图1至图4所示，门槛外板30与b柱加强板20连接，b柱加强板20包括顶部横梁21、中部纵梁22和底部横梁，底部横梁的横截面为开口朝向门槛外板30的c形，门槛外板30嵌入底部横梁的内部，底部横梁包围在门槛外板30上，门槛外板30位于底部横梁的内侧，门槛内板50位于门槛外板30的内侧。底部横梁包括第一底梁侧壁25、与第一底梁侧壁25连接且为相对设置的第二底梁侧壁26和第三底梁侧壁27、与第二底梁侧壁26连接的第一底梁翻边23以及与第三底梁侧壁27连接的第二底梁翻边24，第一外板翻边31与第一底梁翻边23连接，第二外板翻边33与第二底梁翻边24连接，第一外板侧壁32与第一底梁侧壁25连接，第二外板侧壁34与第二底梁侧壁26连接，第三外板侧壁35与第三底梁侧壁27连接。第一底梁翻边23和第二底梁翻边24与第一底梁侧壁25相平行，第一底梁翻边23、第二底梁翻边24、第一底梁侧壁25、第二底梁侧壁26和第三底梁侧壁27的壁厚大小相同。第一底梁翻边23和第一底梁侧壁25分别与第二底梁侧壁26的一端边缘连接且第一底梁翻边23和第一底梁侧壁25分别朝向第二底梁侧壁26的一侧延伸，第二底梁翻边24和第一底梁侧壁25分别与第三底梁侧壁27的一端边缘连接且第二底梁翻边24和第一底梁侧壁25分别朝向第三底梁侧壁27的一侧延伸。第一底梁侧壁25位于第二底梁侧壁26和第三底梁侧壁27之间，第一底梁侧壁25的两端边缘与第二底梁侧壁26和第三底梁侧壁27的端部边缘连接且为圆弧过渡。第一底梁侧壁25为竖直设置，第一底梁侧壁25的壁厚方向与汽车车身的宽度方向相平行，第二底梁侧壁26位于第三底梁侧壁27的上方，第二底梁侧壁26与第一底梁侧壁25的上端边缘连接，第三底梁侧壁27与第一底梁侧壁25的下端边缘连接，第一底梁翻边23朝向第二底梁侧壁26的上方延伸，第二底梁翻边24朝向第三底梁侧壁27的下方延伸。

如图1至图4所示，第一底梁侧壁25与第一外板侧壁32相平行，第一外板侧壁32位于第一底梁侧壁25的内侧，第一底梁侧壁25与第一外板侧壁32为胶接连接。第一底梁翻边23与第一外板翻边31为胶接连接，第二底梁翻边24与第二外板翻边33为胶接连接，第一底梁翻边23和第二底梁翻边24处于同一竖直方向上，第一外板翻边31位于第一底梁翻边23和第一内板翻边51之间，第二外板翻边33位于第二底梁翻边24和第二内板翻边52之间。上述结构的b柱加强板20和门槛内板50与门槛外板30相连接，加强了门槛总成的整体强度，提高了整车安全性能。

如图1至图4所示，顶部横梁21位于底部横梁的上方，顶部横梁21与底部横梁的长度方向相平行且与门槛外板30的长度方向相平行，中部纵梁22为竖直设置，中部纵梁22的上端与顶部横梁21固定连接，中部纵梁22的下端与底部横梁固定连接。底部横梁的长度小于门槛外板30的长度，底部横梁是在门槛外板30的长度方向上的中间位置处与门槛外板30连接，这样可以在整车侧面碰撞时起到加强作用，有效保护门槛外板30因碰撞产生过大的冲击力而提前失效，达到提升整车侧面碰撞安全的作用。

如图1至图4所示，b柱加强板20与侧围外板10连接，侧围外板10具有与第一底梁侧壁25和第一底梁翻边23为胶接连接的胶接面，胶接面位于b柱加强板20的外侧，门槛外板30位于b柱加强板20的内侧。侧围外板10包括上横梁11、b柱12和下横梁13，上横梁11位于下横梁13的上方，上横梁11与下横梁13的长度方向相平行且与汽车车身的长度方向相平行，b柱12为竖直设置，b柱12的上端与上横梁11固定连接，b柱12的下端下横梁13固定连接。顶部横梁21位于上横梁11的内侧全额顶部横梁21与上横梁11为焊接连接，中部纵梁22位于b柱12的内部且中部纵梁22与b柱12为焊接连接，底部横梁位于下横梁13的内侧且底部横梁与下横梁13为胶接连接。侧围外板10的胶接面包括第一胶接面15和第二胶接面14，第一胶接面15和第二胶接面14为下横梁13的内壁面，第一胶接面15位于第二胶接面14的下方，第一胶接面15位于第一底梁侧壁25的外侧且与第一底梁侧壁25为胶接连接，第二胶接面14位于第一底梁翻边23的外侧且与第一底梁翻边23为胶接连接，下横梁13与第二底梁侧壁26之间具有间隙。

如图4所示，门槛外板30的第一外板侧壁32通过结构胶66与门槛加强板40的第一加强板侧壁43形成胶接连接结构；门槛加强板40的第一加强板翻边41和第二加强板翻边42分别通过结构胶67、68与门槛内板50的第一内板侧壁53的上部和下部形成胶接连接结构，门槛外板30的第一外板翻边31通过结构胶61与门槛内板50的第一内板翻边51形成胶接连接结构，门槛外板30的第二外板翻边33通过结构胶65与门槛内板50的第二内板翻边52形成胶接连接结构。门槛外板30的第一外板侧壁32通过结构胶64与b柱加强板20的底部横梁形成胶接连接结构；侧围外板10的第一胶接面15和第二胶接面14分别通过结构胶62、63与门槛外板30形成胶接连接结构；侧围外板10的上横梁11、b柱12和下横梁13分别与b柱加强板20的顶部横梁21、中部纵梁22和底部横梁为焊接连接。结构胶61、结构胶62、结构胶63、结构胶64、结构胶65、结构胶66、结构胶67和结构胶68的胶接厚度设置为0.2毫米～1.0毫米。

本发明的汽车门槛总成采用碳纤维增强复合材料作为门槛外板30和门槛加强板40，采用钢板冷冲压制作门槛内板50，门槛外板30、门槛加强板40和门槛内板50通过结构胶固定连接形成门槛总成；碳纤维增强复合材料具有质量轻、强度高、耐腐蚀、耐疲劳、可设计性强等特点；通过有限元仿真分析，优化门槛总成结构及碳纤维增强复合材料铺层方式，并通过结构胶固定安装在汽车车身上，减少了常规车型零件数量，加强了门槛总成的整体强度，降低了汽车整体重量，从而有效提高汽车侧碰安全性能的同时，使门槛总成减重20％-35％。这样，既满足车辆轻量化的要求，又加强了门槛总成在车辆发生侧碰时对驾驶室乘员的保护作用，提高了整车安全性能。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。