CN1040958A - 一种新颖的玻璃钢汽车车身结构及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

一种新颖的玻璃钢汽车车身结构，采用整体式箱型结构、双层薄壳结构、局部增强蜂窝组织结构等。其优点为具有高强度、高刚度和节省材料等。为实现上述新结构所采用的加工工艺及模具。

Description

本发明涉及一种玻璃钢汽车的车身结构，这种车身也有人称之为全塑汽车车身，或称为复合材料的汽车车身。

玻璃钢是一种复合材料，其基体多采用不饱和树酯或环氧树酯，并加入玻璃纤维制品或其它种类的有机或无机纤维，以增加基体强度。这种复合材料具有许多独特的优点：机械性能好，可与同体积的钢材比美，质地轻，约为钢材的1/3～1/4，从而可大大减轻汽车的自重，以降低油耗，增加有效载荷;同时还具有耐腐蚀等优点，是制造汽车车身的一种理想的材料。

近年来，国内外有许多厂家和研究机构都在试图利用这种材料制作汽车车身。但由于汽车车身的结构和造型都比较复杂，而玻璃钢的弹性模量低，生产工艺还存在某些不够完善的地方，在生产中，不仅效率低，而质量也难于保证，因此不适于工业化生产。

例如：国内曾有一种技术（见专利CN851    01504），利用聚苯乙烯或聚氨酯，制作泡沫内胎模型上，分层糊制环氧树酯玻璃纤维布（内层），及聚酯玻璃纤维布（外层），经固化及表面处理后，即可制成车身。这种工艺的生产周期较长，例如环氧树脂内层的固化需要36小时，而聚酯外层的固化又需46小时，因此一个车身的生产周期大约需要100～150小时左右、效率很低。而内胎模型是由聚苯乙烯或聚氨酯发泡制成，强度低易于变形，很难保证产品的尺寸精度，而手工糊制的车身的最后表面，是自然形成的表面，其平整度及光洁度都比较低，即使通过精细的表面处理，也难于达到理想的效果。

还有一种工艺是：先行制作加工外表及内表层的模具及框架模具，然后分别在各自的模具上分层糊制树脂纤维布，以制成内表层、外表层及框架，待固化定型后，拆去模型，将外表层、内表层及骨架粘接组合成一体，即可制成车身。这种工艺的特点是解决了车身的尺寸精度及表面光洁度，但由于是分别制作的，单个构件的强度不高，易于变形，而粘接的强度也较低，影响到车身整体的强度。另一个问题是固化的内外表层及骨架间的配合尺寸难于得到保证。

本发明的目的是提供一种新颖的车身结构及相应的工艺。这种车身结构的特点是：

（1）由外表层、内表层构成的车身，是能承受应力的蒙皮表层所形成的双层薄壳结构。

（2）在承受应力的部分及设置有承力构件的部分，在内外表层间设置有局部加强的蜂窝组织结构。

（3）、采用专门的工艺保证，使车身的内、外表层制成后，即可组合进行固化定型，使之成为不经“组装”即可一次成形的整体式箱型结构。

为了适应上述的新结构，在工艺和模具上，具有如下特点：

（1）外表层是在外模具型腔内加工制作而成，内表层是在内模具上加工制作而成的。

（2）外模具和内模具都是可分解的组合式模具，组合后外模具的型腔为车身的外形，而组合后内模具的外形则为载人舱的型腔。

（3）外表层及内表层是分别在各自的模具上制作的，在固化前即行组合，并在予定的部位设置所需的蜂窝组织，嵌合件及其它予埋件，组合成整件后进行固化处理，使车身成为一次成形的结构件。

由上述结构和加工工艺制成的车身将具有以下特点：

（1）采用了整体式箱型结构，将车身作为一个受力的整体结构的处理，加大车身的惯性矩，以提高车身的刚度，从设计上弥补材料性能方面存在的缺陷。由于玻璃钢车身的弹性模量低约为钢材的1/10，制成单件进行组装，易于变形，难以保证设计要求。

（2）由于外表层、内表层是在专用的模具上加工制作而成，其尺寸精度、表面光洁度、平整度均可由模具保证。

（3）由内表层、外表层所构成的双层薄壳结构，其表层蒙皮能承受应力，可提高车身强度，并可减少材料消耗。

（4）此外，车身内表层是在内表层模型上制成的，在模型的表面刻制适当的花纹，即可相应地翻制在车身内表层上，作为内饰、对于中、低档轿车来讲，可考虑减去内饰。

（5）由于本发明所提供的生产工艺，不需要复杂的设备，从而可以改变生产汽车车身必须具备大型冲压设备，费用昂贵的大型模具等传统的生产格局。

为了对本发明做进一步的阐述，以实施例，参照附图进行详细说明如下：

图1为汽车车身外形图。

图2为局部结构和模具图。

图3为汽车车身承力部位的结构图。

图4为图3中A-A剖面图。

如图1中所示为小轿车的车身图，它是由外表层（1）和内表层（2）组成的，在内、外表层之间的局部承力部位装有蜂窝组织构件（3）以增加其强度。

图2中所示是车身局部和模具的剖面图，外表层（1）在外表层模具（5）内，用分层糊制树酯玻璃纤维布制成，而内表层（2）是在内表层模具（4）上用同样方法糊制而成，在内表层（2）和外表层（1）之间需加强的部位，装有由玻璃钢制的蜂窝组织构件（3），图示的剖面是在内、外表层中装好蜂窝组织构件后，连模具一起送入炉中加热固化的情形。

图3所示蜂窝组织构件（3）与内、外表层之间的安装位置，蜂窝组织构件是纵向安装在内、外表层之间。图4中所示为图3中A-A剖视。

工艺过程如下：

（1）组合外模具，进行表面处理后，糊制外表层，糊制工艺与一般加工工艺相同;

（2）组合内模具，糊制内表层;

（3）将所需的予埋件、嵌合件、蜂窝组织等，设置于外表层内所需的部位;

（4）将内模具连同制作成的内表层，置于反置的外模具内;

（5）在内表层的底部（车底板）上，装置蜂窝组织，糊制底板外层，并与车身外表层相联接;

（6）将组合好的车身整体，连同内外模具，同时送入固化室进行固化。

（7）拆去外模具的联结件（紧固、定位件），分解拆卸外模具。

（8）拆去内模具的联结件，分解拆卸内模具，并由车门口取出内模组件;

（9）对车身进行表面处理，并作局部修补;

（10）将车身送入升温室，进行后处理消除变形。

Claims (5)

1、一种新颖的玻璃汽车车身结构其特征在于，该结构是由外表层、内表层和蜂窝组织构件所组成。并使该结构形成整体式箱型结构。

2、由权利要求1、所述的汽车车身，其特征在于：构成该车身的内表层、外表层为承受应力的蒙皮所构成的双层薄壳结构。

3、由权利要求1、所述的汽车车身，其特征在于在局部承力部位或装置承力构件的部分，在内表层、外表层之间，设置有局部加强的蜂窝组织结构。

4、由权利要求1、所述的汽车车身，其特征在于该结构形成了能提高汽车车身刚度的整体式箱型结构。

5、为实现上述新结构而采用的加工工艺及模具。

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