一种门槛梁总成的制作方法
【专利摘要】本申请公开了一种门槛梁总成，包括门槛梁前段，其中，所述门槛梁前段由超高强度钢板通过辊压加工成型，所述超高强度钢板的厚度不大于1.5mm。本实用新型提供的门槛梁总成，选用超高强度钢板取代现有的普通碳素钢板，由于超高强度钢板本身具有更高的强度，所以采用厚度更小的超高强度钢板仍然可以保证门槛梁前段的结构强度，令其碰撞性能不会降低，而由于其厚度得到了减小，从而使得门槛梁前段的自身重量得到了减小(每个门槛梁前段能够降重1kg以上)，并且材料成本也降低了百分之十五。同时，采用辊压成型工艺取代冲压成型工艺对超高强度钢板进行加工，能够使加工难度得到降低。
【专利说明】
一种门槛梁总成
技术领域
[0001]本实用新型涉及汽车车身部件技术领域，特别涉及一种门槛梁总成。
【背景技术】
[0002]节能减排已经成为汽车生产厂家对汽车产品的基本要求之一，为了满足国家法规的排放要求，降低汽车自重已经成为降低汽车油耗的主要手段之一。
[0003]汽车的门槛梁总成，是汽车的侧围和底板的主要连接结构。门槛梁总成包括门槛梁、门槛梁前段和门槛梁后段。其中，现有的门槛梁前段的结构如图1和图2所示，其整体为凹槽结构(如图2所示)，在凹槽的开口两侧分别设置有与地板边梁焊接的上搭边01和下搭边02，凹槽的底壁03与下侧壁04(此下侧壁04指的是与下搭边02连接的侧壁，如图2所示)连接的部位具有台阶结构05，并且门槛梁前段上还设置有凸筋06。此种门槛梁前段是采用普通的冲压成型工艺制造而成，材质为B280VK钢(B280VK为中国国标钢铁牌号，具体指的是冷乳碳素结构钢)，其材料牌号低，结构复杂，材料厚度为1.8mm，单件重量达6.0kg，导致汽车油耗较高。
[0004]在现有技术中，为了降低油耗而对门槛梁前段进行改进时，基本上需要满足重量降低、成本不增加和碰撞性能不降低等要求。而现有的两种减小门槛梁前段的改进方法中:一种是采用热成型工艺，材料选用超高强度钢板制成重量更小的门槛梁前段，但是此种成型方法存在工装模具费用高、工艺过程花费大的缺点，导致生产成本高于原门槛梁前段生产成本的百分之二十；另一种是采用和原来门槛梁前段相同的成型工艺，但材料选用铝镁合金制成重量更小的门槛梁前段，但是其存在固定连接工艺不成熟，风险大且材料成本高等缺陷，导致生产成本高出了原成本的百分之五十。因此，上述两种改进方法均不能较好的满足改进要求。
[0005]因此，如何在不增加生产成本、不降低碰撞性能的前提下，减小门槛梁前段的自身重量，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
【实用新型内容】
[0006]有鉴于此，本实用新型旨在提出一种新型的门槛梁总成，其能够在不增加自身生产成本、不降低自身碰撞性能的前提下，实现减小自身重量的目的。
[0007]为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0008]—种门槛梁总成，包括门槛梁前段，其中，所述门槛梁前段由超高强度钢板通过辊压加工成型，所述超高强度钢板的厚度不大于1.5_。
[0009]进一步的，上述门槛梁总成中，所述超高强度钢板为HC950/1180MS钢板，并且其厚度为1.5mmο
[0010]进一步的，上述门槛梁总成中，所述门槛梁前段形成的凹槽中，所述凹槽的下侧壁与所述凹槽的底壁之间，通过倾斜侧壁连接。
[0011]进一步的，上述门槛梁总成中，在所述门槛梁前段的长度方向上，所述倾斜侧壁从所述门槛梁前段的一端延伸至另一端。
[0012]进一步的，上述门槛梁总成中，所述下侧壁与所述底壁之间的夹角不大于97度。
[0013]进一步的，上述门槛梁总成中，所述凹槽的上侧壁与所述底壁之间的夹角不大于97度。
[0014]本实用新型提供的门槛梁总成中，与现有的门槛梁总成的不同之处在于，其门槛梁前段在制造时不再采用冲压成型的加工方式，而是改为辊压成型的加工方式，并且材料不再使用原来的厚度为1.8mm的B280VK钢板，而是选用超高强度钢板，并且令其厚度不大于
1.5mm。本实用新型提供的门槛梁总成，选用超高强度钢板取代现有的普通碳素钢板，由于超高强度钢板本身具有更高的强度，所以采用厚度更小的超高强度钢板仍然可以保证门槛梁前段的结构强度，令其碰撞性能不会降低，而由于其厚度得到了减小，从而使得门槛梁前段的自身重量得到了减小(每个门槛梁前段能够降重Ikg以上)，并且材料成本也降低了百分之十五。同时，采用辊压成型工艺取代冲压成型工艺对超高强度钢板进行加工，能够使加工难度得到降低。
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0016]图1为现有技术中门槛梁前段的结构示意图；
[0017]图2为图1的截面图；
[0018]图3为本实用新型实施例提供的门槛梁总成中门槛梁前段的结构示意图；
[0019]图4为图3的截面图。
[0020]在图1-图4中:
[0021 ] 上搭边-01，下搭边-02，底壁-03，下侧壁-04，台阶结构-05，凸筋-06 ；
[0022]下侧壁-1，底壁-2，倾斜侧壁-3，上侧壁-4，上搭边-5，下搭边_6，翻边避让结构_7，避让切边豁口-8。
【具体实施方式】
[0023]本实用新型旨在提出一种新型的门槛梁总成，其能够在不增加自身生产成本、不降低自身碰撞性能的前提下，实现减小自身重量的目的。
[0024]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0025]如图3和图4所示，本实用新型实施例提供的门槛梁总成，其主要是对门槛梁总成的门槛梁前段进行了改进，其改进方式是将其材质进行了替换，由原来的B280VK钢替换为超高强度钢，并且钢板厚度由原来的1.8mm改为1.5mm或小于1.5mm，例如，在保证门滥梁前段自身强度和碰撞性能符合要求的前提下，或者选用其他牌号的超高强度钢时，钢板的厚度也可也为1.4mm、1.3mm等。因为超高强度钢的结构强度较B280VK钢大，所以选用更薄的超高强度钢制造门槛梁前段，仍然能够保证其结构强度和碰撞性能，但却能够使门槛梁前段的自身重量得到降低。而为了降低超高强度钢的加工难度，本实施例不再使用原来的冲压加工工艺，而是选用更适于对超高强度钢进行加工的辊压成型工艺。
[0026]优选本实施例中的超高强度钢为HC950/1180MS钢(HC950/1180MS为中国国标钢铁牌号，具体为具有较强抗拉强度的马氏体钢)，在多种超高强度钢中，HC950/1180MS钢的显微组织几乎全部为马氏体组织，与其他超高强度钢相比，马氏体组织更多，从而令其具有相对较高的抗拉强度，其抗拉强度一般在100MPa以上。经过回火处理的超高强度钢具有很好的塑性，使其在能够保持较高强度的前提下，仍具有足够的成型性能，更加有利于本实施例提供的门槛梁前段的生产制造。
[0027]本实施例中，由于门槛梁前段的材质和加工工艺发生了改变，所以对应的也对门槛梁前段的部分结构也进行了一些适应性改动，这些改动包括:将原来位于凹槽的下侧壁I和底壁2之间的台阶结构改进为倾斜侧壁3 ；在门槛梁前段的长度方向上，即图3的左右方向上，令该倾斜侧壁3从门槛梁前段的一端延伸至另一端，也就是将倾斜侧壁3设置为左右相通;将下侧壁I和底壁2之间的夹角、上侧壁4和底壁2之间的夹角均改为97度;取消原有的凸筋结构。而为了满足与周边搭接零部件配合要求，其余部分的结构不做改动。具体如下:
[0028]本实施例中，车体左、右侧的门槛梁前段上，其与地板边梁搭接的结构保持不变，门槛梁前段的上搭边5、下搭边6及多个翻边避让结构7保持不变；门槛梁前段上所有的孔的大小保持不变，地面孔位置不变，冲孔与成型翻边圆角的距离不小于5mm，以保证冲孔孔径的精度，避免辊压成型后孔径发生变形而导致零部件的制造精度无法达到设计要求。侧面孔的位置随上侧壁4与底壁2之间的夹角、下侧壁I与底壁2之间夹角的变化而变化，上侧壁4与底壁2之间的夹角α由100度调整至97度或小于97度(例如96度、95度等)，下侧壁I与底壁2之间的夹角β的角度由103度调整至97度或小于97度(例如96度、95度等)，此种设置方式能够尽可能的减少对周边部件的安装配合进行调整，有效的保证了周边部件的原有功能结构，同时也保证了辊压的成型质量，不会出现拉延缺陷起皱、劲缩(延伸过渡减薄)、拉裂等现象。使用辊压成型工艺加工门槛梁前段时，是逐渐整形凹槽结构的，所以需要的拔模角度可以更小，同时也能满足辊压件的设计制造精度要求。原结构中的凸筋取消，上侧壁4做平，因为辊压成型是整体成型，截面需要完全一致，并且由于超高强度钢板强度太高，后期再整形凸筋会造成开裂，故取消此两个凸筋。原有的台阶结构调整成倾斜侧壁3(该倾斜侧壁3具体指的是与下侧壁I和底壁2均不垂直、具有夹角的壁面)，并做成左右相通，如图3和图4所示。因为台阶结构辊压成型不易保证其加工精度，并且成型更困难，采用倾斜侧壁3的结构代替台阶结构，能够提高车身的弯扭刚度，有助增加车身的模态刚度，有利于车身性能目标的达成。
[0029]另外，还令门槛梁前段上焊接轮廓的多个避让切边豁口8不变，以使周边搭接边界零部件能够直接借用此结构，而且也能保证制造工艺不必调整，尽可能的保持门槛梁总成的强度和弯扭刚度。具体的，辊压成型工艺无法直接辊压出焊接边上的翻边避让结构7，需要后期增加使用冲压模具进行整形操作，来完成多个翻边避让结构7的成型。
[0030]本实施例中，制造门槛梁前段的材料由厚度为1.8mm的B280VK钢板，替换为厚度为1.5臟的此950/118013钢板，可以大大减少重量(每台汽车实现减重21^)，并且由于材料强度的提高，使门槛梁前段总体的车体强度没有减弱，满足了整车碰撞性能的新国内五星标准。用倾斜侧壁3取代二级的台阶结构，能够保证辊压成型可以用带状板材流水辊压成型，并做成完全相通的结构。并且，改为倾斜侧壁3后，也能够提升改后车体的弯扭刚度，有效地增加了门槛梁前段的横截面面积，可以有效提升其静态弯扭刚度。门槛梁前段上，孔的孔径和位置基本不变，可以保证与其配合的其余部件和边界钣金件保持原功能结构，改动量最小，个别孔需要调整孔位，保证孔边与圆角钣金距离大于6mm，减小落料后成型对孔精度的影响，保证冲孔的精度。上侧壁4与底壁2的夹角α和下侧壁I与底壁2夹角β的大小分别由100度和103度调整为97度，不仅有利于辊压工艺制造，而且还可以增大门槛梁前段的截面积，提升了料厚减小后的车体的弯扭刚度。
[0031]新的辊压成型的门槛梁前段的制造工艺为:首先板材通过切割机切割成一定尺寸宽度的细长条的卷料(或直接定制大于门槛梁前段宽度尺寸的卷料)；然后通过冲孔模分段进行冲孔，冲压全部的门槛梁前段上的孔，每大于门槛梁前段长度一定尺寸，保证每件后续工序的制造余量;之后令其通过辊压成型设备进行辊压成型，做成凹槽结构;之后通过切边模分段切成一定长度的段状半成型件(大于门槛梁长度一定余量尺寸)；最后一道工序就是通过整形、翻边及切边的普通冲压工序，把门槛梁前段的半成型件整形出焊接搭边(上搭边5和下搭边6)、内板凸台、加强板凸台、避让切边豁口8和翻边避让结构7，并且切除多余的轮廓边料，完成门槛梁前段辊压成型的加工。
[0032]本实施例提供的门槛梁总成，解决了车体的轻量化问题，实现了车身降重目标，并且降低了车身的成本，但碰撞和性能目标没有降低，提高了整车效益，帮助了国家排放标准目标的实现。单台车能够实现降重2kg，门槛梁前段的单件降重达百分之十七，并且降低了零部件的成本，单件实现降低成本百分之二十。
[0033]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间其余的相同相似部分互相参见即可。
[0034]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种门槛梁总成，包括门槛梁前段，其特征在于，所述门槛梁前段由超高强度钢板通过辊压加工成型，所述超高强度钢板的厚度不大于1.5mm。2.根据权利要求1所述的门槛梁总成，其特征在于，所述超高强度钢板为HC950/1180MS钢板，并且其厚度为1.5mm。3.根据权利要求1所述的门槛梁总成，其特征在于，所述门槛梁前段形成的凹槽中，所述凹槽的下侧壁与所述凹槽的底壁之间，通过倾斜侧壁连接。4.根据权利要求3所述的门槛梁总成，其特征在于，在所述门槛梁前段的长度方向上，所述倾斜侧壁从所述门槛梁前段的一端延伸至另一端。5.根据权利要求3所述的门槛梁总成，其特征在于，所述下侧壁与所述底壁之间的夹角不大于97度。6.根据权利要求3所述的门槛梁总成，其特征在于，所述凹槽的上侧壁与所述底壁之间的夹角不大于97度。
【文档编号】B62D25/00GK205524475SQ201620050997
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月19日
【发明人】尚德平, 徐艳斌, 赵晓河, 刘跃田, 曹梦颖, 王远宏
【申请人】北京长安汽车工程技术研究有限责任公司