汽车用车身铝型材水箱立柱和汽车的制作方法

本发明涉及汽车技术领域，尤其是涉及一种汽车用车身铝型材水箱立柱和汽车。

背景技术：

随着全铝车身技术越来越普及，但目前市场上还未有型材式水箱立柱在汽车上应用，基本上均为钢板冲压式立柱。所以铝合金型材的车身水箱立柱结构及连接技术还未涉及。

钢板冲压零件相互搭接形式，主要零部件均冲压成型，纵梁与立柱连接均通过零件翻边焊接或铆接。

零件主要通过铆接或焊接进行连接。铝冲压件结构复杂、设计周期长、模具费用(至少500万以上)等缺点。其焊接存在较大的热影响区，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，这将车身制造精度降低焊接。铆接存在低剪切强度、低剥离强度的缺点。

由上述可以看出，现有技术中，铝冲压件具有如下缺点：

钢板冲压零件相互搭接形式，结构复杂，单件强度及刚度较低，而型材具有良好的强度，较高的刚度，特别是针对机舱前端较高的扭转、弯曲交变载荷。

量产成本问题：钢板冲压模具成本较高，基本上50万到100万不等。

连接有效性问题：采用焊接这种连接方式，焊接存在较大的热影响区，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及变形量大，这将车身制造精度降低。铆接存在低剪切强度、低剥离强度的缺点。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种汽车用车身铝型材水箱立柱和汽车，以解决现有技术中存在的技术问题。

本发明提供的汽车用车身铝型材水箱立柱，包括主板、第一连接架和第二连接架；

所述第一连接架和所述第二连接架固定设置在所述主板的同一侧；

所述第一连接架包括第一撑板和第二撑板；

所述第一撑板、所述第二撑板与所述主板共同构成三角腔结构；

所述第二连接架包括第三撑板和第四撑板；

所述第三撑板和所述第四撑板与所述主板共同构成三角腔结构。

进一步的，所述第一撑板上设置有第一连接孔；

所述第一连接孔设置在所述三角腔内。

进一步的，所述第一连接孔内设置有铆钉。

进一步的，所述第三撑板上设置有第二连接孔；

所述第二连接孔设置在所述三角腔外。

进一步的，所述第一撑板远离所述第二撑板的一侧设置有第一涂胶槽。

进一步的，所述第一涂胶槽的深度为0.2mm-2mm。

进一步的，所述第一涂胶槽内设置有结构胶。

进一步的，所述第三撑板远离所述第三撑板的一侧设置有第二涂胶槽。

进一步的，所述第一撑板和所述第二撑板均设置为多段，沿所述主板的长度方向分布。

本发明还提供了一种汽车，其包括上述任一项所述的汽车用车速铝型材水箱立柱。

本发明提供的汽车用车身铝型材水箱立柱和汽车，在主板上设置了两个连接架，实现一个零件同时两个同向侧面与另一零件可靠连接，断面结构使得产品拥有较高的强度、刚度、抗弯抗扭能力；使用铝合金型材纵/横梁，拥有较高的强度及强度，且模具投入较低，生产效率高。

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或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的汽车用车身铝型材水箱立柱的立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的汽车用车身铝型材水箱立柱的主视图；

图3为图2的a-a剖视图；

图4为图3的c处局部放大图；

图5为图3的d处局部放大图；

图6为本发明实施例提供的汽车用车身铝型材水箱立柱与纵梁之间的连接状态参考图；

图7为图6的b-b剖视图。

附图标记：

1：主板；2：第一撑板；3：第二撑板；4：第三撑板；5：第四撑板；6：第一三角腔；7：第二三角腔；8：第二涂胶槽；9：第一涂胶槽；10：水箱立柱；11：纵梁。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如附图1-图7所示，本发明提供了一种汽车用车身铝型材水箱立柱，包括主板1、第一连接架和第二连接架；

所述第一连接架和所述第二连接架固定设置在所述主板1的同一侧；

所述第一连接架包括第一撑板2和第二撑板3；

所述第一撑板2、所述第二撑板3与所述主板1共同构成三角腔结构；

所述第二连接架包括第三撑板4和第四撑板5；

所述第三撑板4和所述第四撑板5与所述主板1共同构成三角腔结构。

在本实施例中，通过在主板1的一侧设置第一连接架和第二连接架，将水箱立柱10与纵梁11通过第一连接架和第二连接架进行双重连接，既能够增加了连接强度，保证连接的可靠性，又能够增加断面结构的强度、刚度和抗弯抗扭能力。

在本实施例中，在主板1、第一撑板2和第二撑板3共同围设为第一三角腔6；主板1、第三撑板4和第四撑板5共同围设成第二三角腔7。

在本实施例中，第一撑板2与主板1垂直设置，第三撑板4与主板1垂直设置，也就是说，通过第一撑板2和第三撑板4与纵梁11进行连接，而第二撑板3对第一撑板2形成支撑，第四撑板5对第三撑板4形成支撑，进而增加了第一撑板2和第三撑板4的结构强度。

优选的实施方式为，所述第一撑板2上设置有第一连接孔；

所述第一连接孔设置在所述三角腔内。

所述第一连接孔内设置有铆钉。

所述第三撑板4上设置有第二连接孔；

所述第二连接孔设置在所述三角腔外。

在本实施例中，第一撑板2上设置第一连接孔，第三撑板4上设置有第二连接孔。

第一连接架和第二连接架分别通过铆钉和第一连接孔、第二连接孔，将主板1与纵梁11连接在一起。

也就是说，在主板1上设置具有三角腔的第一连接架和第二连接架，实现一个零件同时两个同向侧面与另一零件可靠连接，保证在前碰试验过程保证碰撞力的稳定传导，以及承载纵向水箱安装承载力；其与机舱纵梁11的各搭接处采用一颗抽芯铆钉连接，实现无夹具即可准确定位。

优选的实施方式为，所述第一撑板2远离所述第二撑板3的一侧设置有第一涂胶槽9。

所述第一涂胶槽9的深度为0.2mm-2mm。

所述第一涂胶槽9内设置有结构胶。

所述第三撑板4远离所述第三撑板4的一侧设置有第二涂胶槽8。

在本实施例中，在第一撑板2上远离第二撑板3的一侧设置有第一涂胶槽9，其内设置结构胶，用于将第一撑板2与纵梁11进行粘接。

在本实施例中，在第三撑板4远离第四撑板5的一侧，设置有第二涂胶槽8，在期内设置结构胶，用于将第三撑板4与纵梁11进行粘接。

水箱立柱10与机舱纵梁11连接处，即在第一撑板2远离第二撑板的一侧、第三撑板4远离第四撑板5的一侧涂覆结构胶，实现连接处的大面积粘接，其为主要连接力。

力的传递：车身水箱立柱10的型材双三角空腔结构、双侧面连接结构以及胶粘大面连接，有效及可靠的保证了碰撞力的传导及水箱重力承载。

装配工艺：装配前在水箱立柱10搭接区域涂覆结构胶，然后将其插入后侧向压合，再将抽芯铆钉插入对应的铆接孔，铆接后即固定。

零部件粘接工艺：采用热固化结构胶，常温下为稠状流体，加热到190摄氏度后保持30分钟即充分固化，即在结构胶未固化前利用其胶厚度消除零件自身制造偏差以及零件之间的装配偏差，从而实现制造精度提高，粘接厚度0.2-2mm均可，因而可大大消除制造偏差。

设计0.2mm涂胶槽，保证粘接作用区域拥有足够的的结构胶，且明确作业区域。

优选的实施方式为，所述第一撑板2和所述第二撑板3均设置为多段，沿所述主板1的长度方向分布。

在不影响第一连接架的强度的情况下，在本实施例中，将第一撑板2和第二撑板3均分割为了多段，进而能够减轻第一连接架的重量和降低第一连接架的成本。

本发明还提供了一种汽车，其包括上述任一项所述的汽车用车速铝型材水箱立柱10。

本发明利用铝合金型材及其创新式连接结构、涂胶槽结构、结构胶粘接工艺，实现低模具投入、高力学性能、可靠连接以及高制造精度。

由上述可以看出，本发明具有以下优点：

1)车身水箱立柱10设计双侧面连接结构，实现一个零件同时两个同向侧面与另一零件可靠连接，这是冲压零件无法现实的。

其断面结构使得产品拥有较高的强度、刚度、抗弯抗扭能力。另外，各搭接处采用两颗抽芯铆钉连接，实现无夹具即可准确定位；车身水箱立柱10、机舱纵梁11均采用铝合金型材，实现性能较好的铝合金型材代替工艺复杂的冲压板材及铸件，型材内部晶粒更细因而拥有较好的刚度及强度，模具成本成百倍降低，铝合金冲压模具成本基本上200万到100万不等，但型材模具成本只有1-4万。

生产效率高。

2)所有连接采用结构胶胶粘连接，实现型材与型材大面连接，粘接后进行热固化，固化温度为170-190摄氏度，胶粘连接无焊接类热影响区，强度较高，且测试所得其强度等同于母材，即主板1，克服点焊只能局部点连接，保护焊存在热影响区的缺陷。

3)采用结构胶热固化工艺，在结构胶未固化前利用其胶厚度消除零件自身制造偏差以及零件之间的装配偏差，从而实现制造精度提高(粘接厚度0.2-2mm均可，因而可大大消除制造偏差)。

4)巧妙设计涂胶槽，深度为0.2mm，保证粘接作用区域拥有足够的的结构胶，且明确作业区域。

本发明提供的汽车用车身铝型材水箱立柱10和汽车，在主板1上设置了两个连接架，实现一个零件同时两个同向侧面与另一零件可靠连接，断面结构使得产品拥有较高的强度、刚度、抗弯抗扭能力；使用铝合金型材纵/横梁，拥有较高的强度及强度，且模具投入较低，生产效率高。

最后应说明的是：以上各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。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。