一种汽车柔性前端模块结构的制作方法

本发明属于汽车制造领域，具体是一种汽车柔性前端模块结构。

背景技术：

汽车前端模块是车身前部外观尺寸控制的关键零件，是汽车发动机舱的重要组成部分，它与前纵梁、前轮罩外板总成连接，安装在前舱前部，其上可按需安装水箱、前大灯、前保险杠蒙皮、机罩锁等零件。中国专利文献cn106005035a于2016年10月12日公开了“一种电动汽车车身前端模块框架结构”，所述的前端模块框架与电动车车身上的前纵梁前端板固定连接；所述的前端模块框架为含长玻纤塑料制成的框架结构，其框架上朝向电动车车身前方的一面为框架底板，在所述的框架底板的两侧设置与其垂直的框架侧板，在两侧的两侧之间，设置多个连接加强板。该类型的现有前端模块，可以是钣金式的，可以是金属铸件的，也可以是塑胶件。但是一个普遍的问题是，无论哪种材质制成，其尺寸均在设计制造时固化，完全没有后期改变的可能。而在现代汽车开发领域，为了满足消费者快速变化的消费热点，降低开发成本，普遍会在一个基础车型上进行模块化设计，对各个部件进行模块化组合，采用模块化替换的方式，从而衍生出多个车款。基于同一车型的不同车款，设计的侧重点不同，外观尺寸也会有差异，不同车款前部的宽度和高度各有不同。而如前所述的固定了尺寸的前端模块，几乎是专车专用，完全没有通用性，很难满足模块化设计的要求，必须是为每个新车型设计和制造一个新的前端模块。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是，现有汽车前端模块的通用性差，从而提供一种汽车柔性前端模块结构，可按需部分替换，具有良好的通用性，可以适应模块化开发的要求。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种汽车柔性前端模块结构，包括上本体与下本体，上本体包括上横梁和连接在上横梁两侧的左上杆件和右上杆件，下本体包括下横梁和连接在下横梁两侧的左下杆件和右下杆件，左上杆件包括互为直角的甲侧壁与乙侧壁，左下杆件包括互为直角的丙侧壁与丁侧壁，甲侧壁与丙侧壁互相适配对应，乙侧壁与丁侧壁互相适配对应，左上杆件的下端设有插接端口，插接端口包括互为直角的甲插接壁与乙插接壁，甲插接壁的外侧面与丙侧壁的内侧面适配平行，乙插接壁的外侧面与丁侧壁的内侧面适配平行；甲插接壁和乙插接壁的外侧面上均凸起的设有上强化筋，上强化筋的延伸方向平行于左上杆件的轴向；上强化筋上凸起的设有定位块，丙侧壁和丁侧壁的内侧面上均凸起的设有下强化筋，下强化筋的延伸方向平行于左上杆件的轴向；下强化筋在对应的位置设有限位槽，定位块适配的插接在限位槽内；右上杆件与右下杆件相对左上杆件与左下杆件对称设置。

在本技术方案中，将前端模块分解为上下两个部分，上部为上本体，形状为一个开口向下的c形，下部为下本体，形状为一个开口向上的c形，上本体和下本体通过左上杆件与左下杆件的对接、右上杆件与右下杆件的对接，可以扣合成一个“口”字型。其中，上本体上设有若干个安装点、安装面，可供安装机盖锁、前保险杠、喇叭、缓冲块等车头上部部件，下本体上设有若干个安装点、安装面，可供安装冷却模块、行人小腿保护部件、大灯、导风罩、防撞梁等车头下部部件。在需要进行模块化设计的时候，只需要按照需要更改的部分，选取适配的上本体或者下本体进行重新组合，就形成了全新的前端模块。而为了实现这一目的，需要对左上杆件与左下杆件的对接关系、右上杆件与右下杆件的对接关系进行设计。为此，本方案将左上杆件的下端设计了插接端口，插接端口上设计有插接结构，使插接端口的呈直角的两个插接壁可以与左下杆件呈直角的两个侧壁进行对应的插接固定。具体结构是，在插接端口的两个插接壁上，分别设置有凸起的上强化筋，上强化筋沿左上杆件的轴向延伸，以强化左上杆件，尤其是插接端口部位的强度，而将实现插接的定位块设置在上强化筋上；相应的，在左下杆件的两个侧壁上也分别设有下强化筋，下强化筋也同样的沿左上杆件的轴向延伸，用以强化左下杆件的上端与左上杆件的插接端口实现插接的部位的强度，而将可与定位块实现插接效果的限位槽设计在左下强化筋上，使定位块与限位槽实现有效的插接，并以此将左上杆件与左下杆件实现轴向上的对应连接，同时依靠设置的上强化筋与下强化筋对左上杆件与左下杆件尤其是插接部分进行强化。根据需要，导向槽可以独立设计，也可以设计在下强化筋与丙侧壁或丁侧壁之间的间隙中。这样设计后，左上、下杆件的连接仅需要一个插接动作即可，高效且可靠。于此同时，位于右侧的右上杆件与右下杆件也有同样的对称设计。如此一来，无论上、下本体如何单独改变，只要两者的插接部分的结构和尺寸保持不变，就可以任意组合搭配，实现了柔性更改，满足了模块化设计的要求。为了简化叙述，本文中仅描述模块左侧的技术特征，如无特别说明，右侧部分均为对称设计，描述从略。

作为优选，所述限位槽的开口处设有上大下小的导向结构。为了提高插接时定位块与限位槽的插接准确度，本方案在限位槽的上端开口处设计了上大下小的导向结构，可以将插接时由上向下移动的定位块快速引导至限位槽内。

作为优选，定位块包括至少一条纵向凸起的定位块竖筋和至少两条横向凸起且等长的定位块横筋，定位块横筋与定位块竖筋相交，且定位块竖筋的上下两端均连接有定位块横筋。本方案中，为了提高定位块的强度，在定位块上设计了纵向凸起的定位块竖筋和横向的定位块横筋，纵向即为左上杆件的轴向。这样的设计，使定位块竖筋和定位块横筋交错，形成强力的受力结构，可以大幅提高定位块的受力程度，在安装时和后期使用时，结构强度更好，整体部件的可靠性更高。

作为优选，所述上强化筋上纵向排列有至少2个定位块，下强化筋上设有数量相等的限位槽。在同一上强化筋上的定位块的数量可以不止是1个，可以是2个甚至更多；同样的，在下强化筋上设置了相应数量的限位槽。这样的设计，可以使跟多的定位块/限位槽形成插接关系，有助于分散插接受力，提高插接强度。

作为优选，甲插接壁和/或乙插接壁的外侧面上凸起的设有斜导向片，斜导向片为一边紧贴甲插接壁或乙插接壁的外侧面的下小上大的三角形，延伸方向平行于上杆件的轴向；丙侧壁和/或丁侧壁的内侧面上对应的凸出设有斜导向片限位块；斜导向片限位块的下端面与对接后的斜导向片的上端面适配；甲插接壁和/或乙插接壁、丙侧壁和/或丁侧壁的材质为塑胶。本设计中，斜导向片与斜导向片限位块构成一个止逆结构，当左上杆件向下与左下杆件进行插接的同时，斜导向片会与斜导向片限位块发生接触，并随着插接动作的继续，接触动作会组件形成对斜导向片限位块的推挤动作，通过斜导向片限位块使丙侧壁和/或丁侧壁的内侧面形成变形，直至插接到位后，斜导向片完全运行至斜导向片限位块下方，推挤动作结束，丙侧壁和/或丁侧壁的内侧面依靠弹性复位，将斜导向片限制于斜导向片限位块下方，使斜导向片无法回到斜导向片限位块以上。这样的设计可以使插接后的左上、左下杆件不再任意脱开，有助于提高插接效率和使用的可靠性。在应用中，塑胶的材质可以选择具有高强度和适当弹性的复合塑胶材质。为便于制造，可以将整个上本体和下本体都用塑胶制造。

作为优选，斜导向片限位块的宽度大于斜导向片的厚度，斜导向片限位块上下凹的设有与斜导向片适配的斜导向片导向槽。斜导向片导向槽是用来对斜导向片进行导向的结构，可以使斜导向片以正确的位置和角度滑入斜导向片限位块的下方。

作为优选，所述斜导向片并列的成对设置，斜导向片导向槽适配的并列成对设置。为了提高止逆效果，本方案中斜导向片并列的成对设置。这样设计的另一个好处是，可以分散单个斜导向片与斜导向片限位块之间的互相受力，避免斜导向片或斜导向片限位块的受损。为了适配成对设置的斜导向片，斜导向片导向槽也被并列成对设置。如有必要，斜导向片可以以更多数量并列设置，而斜导向片导向槽也可以相应的数量并列设置。

作为优选，甲插接壁与乙插接壁中宽度较大者，其外侧面上凸起的设有2条上强化筋，分别位于其宽度方向的两端，2条上强化筋上均设有定位块；对应的丙侧壁或丁侧壁的内侧面上对应位置凸起的设有2条下强化筋，2条下强化筋上均设有限位槽，限位槽开口向上。本方案中，在甲插接壁与乙插接壁中宽度较大者上，增加设计了一条上强化筋，对应的再下杆件上也增加设计了一条下强化筋，增加的上强化筋上同样设计有定位块，而增加的下强化筋上也同样设计有显示槽。这样的设计相当于在原有的两组定位块/限位槽的基础上增加了第三组定位块/限位槽，以更好的满足准确定位和提高强度的要求。

作为优选，甲插接壁和/或乙插接壁上、丙侧壁和/或丁侧壁上对应的设有贯通的螺栓孔。如有必要，还可以以螺栓副通过螺栓孔将甲插接壁和/或乙插接壁上、丙侧壁和/或丁侧壁上进行紧固。

为了简略叙述，本方案仅描述了插接端口位于左上杆件下端的方案，也可以将左上杆件与左下杆件的位置对换，获得的效果也是同样的。同理，上、下强化筋及设于其上的定位块、限位槽的位置也可以互换，斜导向片与斜导向片限位块的位置也可以互换。

综上所述，本发明的有益效果是：可按需部分替换，具有良好的通用性，可以适应模块化开发的要求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的右视图。

图3是图1的立体图。

图4是图3的部件分解图。

图5是图3的另一视角的部件分解图。

图6是图4中a部放大图。

图7是图5中b部放大图。

图8是图6中c部放大图。

图9是图7中d部放大图。

图10是图1中e-e剖视图。

图11是图10中f部放大图。

图12是图2中g-g剖视图。

图13是图12中h部放大图。

其中：1上本体，2下本体，11左上杆件，12右上杆件，13定位块，14限位槽，15上强化筋，16下强化筋，17斜导向片，18斜导向片限位块，19螺栓孔，21左下杆件，22右下杆件，111甲侧壁，112乙侧壁，113甲插接壁，114乙插接壁，131定位块竖筋，132定位块横筋，181斜导向片导向槽，211丙侧壁，212丁侧壁。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1、图3所示的实施例，为一种汽车柔性前端模块结构，由高强度复合塑胶制成。该前端模块包括位于上方的上本体1和位于下方的下本体2。上本体包括上横梁和连接在上横梁两侧的左上杆件11和右上杆件12，形状为开口向下的c形；下本体包括下横梁和连接在下横梁两侧的左下杆件21和右下杆件22，形状为开口向上的c形。通过将左上杆件与左下杆件在竖直方向上对接、将右上杆件与右下杆件在竖直方向上对接，可以拼合成完整的口字型前端模块。本实施例中，左上杆件、左下杆件与右上杆件、右下杆件完全对称设计，为节约篇幅，如非特别说明，下文仅描述左侧的技术特征。

如图4、图5所示，左上杆件包括互为直角的甲侧壁111与乙侧壁112，左下杆件包括互为直角的丙侧壁211与丁侧壁212。在插接好的状态下，甲侧壁与丙侧壁的外侧面齐平，而乙侧壁与丁侧壁的外侧面齐平。左上杆件的下端设有插接端口，插接端口包括互为直角的甲插接壁13与乙插接壁14，甲插接壁的外侧面与丙侧壁的内侧面适配平行，乙插接壁的外侧面与丁侧壁的内侧面适配平行。

如图6、图7所示，甲插接壁和乙插接壁的外侧面上均凸起的设有上强化筋5，其中乙插接壁上的上强化筋有2条，分别位于乙插接壁的两侧端部。上强化筋的延伸方向平行于左上杆件的轴向；上强化筋上凸起的设有定位块3，丙侧壁和丁侧壁的内侧面上均凸起的设有下强化筋6，下强化筋的延伸方向平行于左上杆件的轴向；下强化筋在对应的位置设有限位槽4，定位块适配的插接在限位槽内。本例中，限位槽设置在下强化筋的侧面与丙侧壁或丁侧壁之间的间隙中。限位槽的开口处设有上大下小的导向结构，以便定位块快速插入。上强化筋上纵向排列有2个定位块，下强化筋上设有数量相等的限位槽。本例中，甲插接壁的外侧面上凸起的设有斜导向片7，斜导向片为一边紧贴甲插接壁的外侧面的下小上大的三角形，延伸方向平行于左上杆件的轴向；丙侧壁的内侧面上对应的凸出设有斜导向片限位块8；斜导向片限位块的下端面与对接后的斜导向片的上端面适配。斜导向片为并列的成对设置，而斜导向片限位块的宽度大于斜导向片的厚度，斜导向片限位块上下凹的设有与斜导向片适配的斜导向片导向槽81，如图9所示。斜导向片导向槽同样为适配的成对设置。本例中，乙插接壁和丁侧壁上还在对应位置设置有贯通的螺栓孔9，可以使用螺栓副在插接完成后将两者紧固起来。

如图8所示，本例中的定位块上设有凸起的一个定位块竖筋31和三个定位块横筋32，构成e字形，可以形成更好的强度。

图2、图11所示，可见定位块与限位槽的插接关系。如图示，上强化筋上共设有上下2个限位槽，限位槽的上端开口设有上大下小的导向结构，对应的有2个定位块插接在限位槽中。

图1、图12、图13所示，可见斜导向片与斜导向片限位块的限位关系。如图示，丙侧壁内侧面上凸起设有斜导向片限位块，与丙侧壁内侧面对应的甲插接壁上凸起的设有斜导向片。由于整个前端模块都是高强度复合塑胶制成，因此丙侧壁和甲插接壁均稍具弹性，在受到挤压力时，丙侧壁和甲插接壁会产生形变，在插接过程中，斜导向片以其上大下小的斜面挤压的滑过斜导向片限位块的端部，直至完全插接到位后，丙侧壁和甲插接壁复位，斜导向片的上端面适配的限位在斜导向片限位块的下端面下，形成止逆效果，避免斜导向片上行导致插接松脱。

右侧的右上杆件与右下杆件的插接关系与左侧完全对称。

上本体上设有若干个安装点、安装面，可供安装机盖锁、前保险杠、喇叭、缓冲块等车头上部部件，下本体上设有若干个安装点、安装面，可供安装冷却模块、行人小腿保护部件、大灯、导风罩、防撞梁等车头下部部件。根据模块化设计的需要，除了左上杆件与左下杆件的插接关系结构、右上杆件与右下杆件的插接关系结构，左、右两侧的上下杆件之间的距离位置等参数不可改动，其他各个参数均可按需调整增删，可以单独保留上本体或下本体的其中之一，也可以两者都进行更换，按需任意组合上本体和下本体。

使用本方案的汽车柔性前端模块结构，可以大幅提升前端模块的通用性，可以按照需要任意调整设计，可以充分满足模块化设计的要求，对降低开发成本、加快开发速度都具有积极意义。