CN108945114A - 一种带榫套的金属榫卯结构及榫套的制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带榫套的金属榫卯结构及榫套的制作工艺，属于轻量化汽车技术领域。带榫套的金属榫卯结构包括母梁、公梁以及榫套。母梁上开设有榫孔，公梁穿过榫孔并与母梁之间留有装配间隙，榫套插入该装配间隙中，至其内表面与公梁外表面接触压紧且其外表面与母梁内表面接触压紧，形成公梁与母梁之间的榫卯连接结构。带榫套的金属榫卯结构既有利于公梁与母梁之间的穿插装配，又可以有效控制榫卯连接的松紧程度，同时还易于提高汽车的生产效率和连接质量。

Description

一种带榫套的金属榫卯结构及榫套的制作工艺

技术领域

本发明涉及轻量化汽车技术领域，尤其涉及一种带榫套的金属榫卯结构及榫套的制作工艺。

背景技术

轻量化已经成为汽车、尤其是新能源汽车的重要发展趋势之一，实施汽车轻量化可以有效降低汽车能耗，延长新能源汽车的续驶里程。

铝合金材料以其密度低、刚度重量比高、材料供应丰富而在轻量化车身结构中获得广泛应用，其中，车身结构通常是由一系列纵横梁相互交错而形成的骨架结构，对钢骨架结构，在骨架的交叉点处，通过是将一个方向上打断的骨架焊接到另一方向的连续骨架上，但是对铝合金骨架，由于铝合金的焊接性差，通常采用“L”型的金属连接角码和哈克螺栓将两个方向的骨架进行连接，这种方法带来连接结构复杂、成本高、工艺效率低、增加了大量连接件重量等一系列缺点。

在现有的技术中，多会采用一种铝合金榫卯结构，以实现铝合金骨架的有效连接。由于榫卯连接是中国的传统发明，并广泛应用在木工领域。该种连接方式可以保证两个方向的骨架材料的连续性，是一种简单高效的交叉连接方法。

然而，榫卯连接的前提是保证榫卯连接部位的紧配合，而不能有间隙。为此，在母梁上的榫孔尺寸不能大于公梁的外形尺寸。但是，这样又带来两根交叉梁穿插装配难度大的新问题，特别是对于一根公梁要顺序穿过多个榫孔或者有多组榫孔需要同时穿插配合时，紧配合难于实施装配，在工程上几乎无法实现。因此，铝合金汽车轻量化领域至今没有一种高效、实用、低成本的骨架结构连接技术。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种带榫套的金属榫卯结构及榫套的制作工艺，此带榫套的金属榫卯结构旨在解决现有技术中的轻量化汽车的车身结构的交叉梁之间装配难度大的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种带榫套的金属榫卯结构，所述带榫套的金属榫卯结构包括公梁、榫套以及母梁；所述母梁上开设有榫孔；所述公梁穿过所述榫孔并与所述母梁之间留有装配间隙；所述榫套插入所述装配间隙中，至所述榫套的内表面与所述公梁的外表面接触压紧、所述榫套的外表面与所述母梁的内表面接触压紧。

作为本发明的一种优选技术方案，所述榫套包括单楔体，所述单楔体具有第一楔状体，所述第一楔状体具有相对的第一大端和第一小端，所述第一大端的高度大于所述第一小端的高度，所述第一小端的高度小于所述装配间隙的高度，所述第一大端的高度大于所述装配间隙的高度。

作为本发明的一种优选技术方案，所述榫套包括双楔体，所述双楔体具有连续状的第一楔状体和第二楔状体，所述第一楔状体具有第一大端和第一小端，所述第二楔状体具有第二大端和第二小端；所述第一大端的高度大于所述第一小端的高度，所述第二大端的高度大于所述第二小端的高度；所述第一大端、所述第二大端的高度相等或依次减小。

作为本发明的一种优选技术方案，所述榫套包括三楔体，所述三楔体具有连续状的第一楔状体、第二楔状体和第三楔状体，所述第一楔状体具有第一大端和第一小端，所述第二楔状体具有第二大端和第二小端，所述第三楔状体具有第三大端和第三小端；所述第一大端的高度大于所述第一小端的高度，所述第二大端的高度大于所述第二小端的高度，所述第三大端的高度大于所述第三小端的高度；所述第一大端、所述第二大端、所述第三大端的高度相等或依次减小。

作为本发明的一种优选技术方案，所述榫套的横向截面呈四边“口”型结构，且其中的一边上具有开口。

作为本发明的一种优选技术方案，所述榫套的横向截面呈“U”型结构或“L”型结构或“一”型结构。

作为本发明的一种优选技术方案，榫套的小端伸出所述母梁的外露部分开口外翻，形成开口锁紧翻边。

一种榫套的制作工艺，包括以上所述的榫套，通过型材挤压工艺挤压出所述榫套的纵向截面的结构，通过冲弯工艺冲弯出所述榫套的横向截面的结构。

本发明的有益效果包括：

本发明具有以下显著效果：

1、通过预留母梁榫孔和公梁之间的装配间隙，大大降低了公梁与母梁穿插装配的难度，可以实现快速穿插。

2、通过榫套消除该装配间隙，保证了榫卯紧配合的性质，保证了连接质量。

3、工艺灵活、高效、适应性广泛。通过调整装配间隙大小、榫套纵截面的楔形尺寸和横截面的形状与尺寸，保证该工艺的适应性非常广泛。

4、工艺成本低。榫卯加工、榫套加工以及装配工艺简单、工装需求低，制造成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的单侧带榫套的金属榫卯结构装配示意图；

图2为本发明第一实施例提供的单侧带榫套的金属榫卯爆炸结构示意图；

图3为本发明第一实施例提供的双侧带榫套的金属榫卯结构装配示意图；

图4为本发明第一实施例提供的双侧带榫套的金属榫卯结构爆炸示意图；

图5为本发明第一实施例提供的榫套小端开口锁紧翻遍结构示意图。

图6为本发明第一实施例提供的榫套纵向截面单楔体结构示意图；

图7为本发明第一实施例提供的榫套纵向截面双楔体结构示意图；

图8为本发明第一实施例提供的榫套纵向截面三楔体结构示意图；

图9为本发明第一实施例提供的榫套横向截面口型榫套结构示意图；

图10为本发明第一实施例提供的榫套横向截面U型榫套结构示意图；

图11为本发明第一实施例提供的榫套横向截面L型榫套结构示意图；

图12为本发明第一实施例提供的榫套横向截面I型榫套结构示意图。

图标：1-公梁；2-榫套；3-母梁；4-榫孔；5-单楔体；50-第一楔状体；501-第一大端；502-第一小端；6-双楔体；60-第一楔状体；601-第一大端；602-第一小端；61-第二楔状体；611-第二大端；612-第二小端；7-带榫套的金属榫卯结构；8-三楔体；80-第一楔状体；801-第一大端；802-第一小端；81-第二楔状体；811-第二大端；812-第二小端；82-第三楔状体；821-第三大端；822-第三小端。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和展示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。

本实施例提供一种带榫套的金属榫卯结构7，其具体结构如下文所阐述。

请参照图1，配合参照图2，在本实施例中，带榫套的金属榫卯结构7包括公梁1、榫套2以及母梁3。母梁3上开设有榫孔4。公梁1穿过榫孔4并与母梁3之间留有装配间隙。榫套2插入装配间隙中，至榫套2的内表面与公梁1的外表面接触压紧、榫套2的外表面与母梁3的内表面接触压紧。

需要说明的是，图1和图2中的带榫套的金属榫卯结构7为单侧榫套2装配结构。其是将公梁1从母梁3的一侧穿过榫孔4，并与母梁3榫卯连接的。

而在图3和图4中，带榫套的金属榫卯结构7为双侧榫套2装配结构。其是将公梁1从母梁3的两侧分别穿进榫孔4，并通过榫套2与母梁3榫卯连接的。

请参照图5，在本实施例中，榫套2的小端伸出母梁3的外露部分开口外翻，形成开口锁紧翻边。

请参照图6，在本实施例中，榫套2主要采用的是单楔体状结构。其中，单楔体5具有第一楔状体50。第一楔状体50具有相对的第一大端501和第一小端502。第一大端501的高度大于第一小端502的高度，第一小端502的高度小于装配间隙的高度，第一大端501的高度大于装配间隙的高度。

需要说明的是，在其他的实施例中，榫套2还可以采用双楔体状结构。如图7中所示，双楔体6具有连续状的第一楔状体60和第二楔状体61。第一楔状体60具有第一大端601和第一小端602，第二楔状体61具有第二大端611和第二小端612。第一大端601的高度大于第一小端602的高度，第二大端611的高度大于第二小端612的高度。第一大端601、第二大端611的高度相等或依次减小。

榫套2还可以采用三楔体状结构，或者其他的多楔体状结构，并不局限于本实施例中的数量和结构。如图8中所示，三楔体8具有连续状的第一楔状体80、第二楔状体81和第三楔状体82。第一楔状体80具有第一大端801和第一小端802，第二楔状体81具有第二大端811和第二小端812，第三楔状体82具有第三大端821和第三小端822。第一大端801的高度大于第一小端802的高度，第二大端811的高度大于第二小端812的高度，第三大端821的高度大于第三小端822的高度。第一大端801、第二大端811、第三大端821的高度相等或依次减小。

进一步地，请参照图9，在本实施例中，榫套2的横向截面呈四边“口”型结构且其中的一边上具有开口。

需要说明的是，在其他的实施例中，榫套2的横向截面可以采用其他的截面形状。如图10至图12中所示，榫套2的横向截面可以采用“U”型结构或“L”型结构或“一”型结构。

需要说明的是，在本实施例中，榫套2的制作工艺主要是通过型材挤压工艺挤压出榫套2的纵向截面的结构，通过冲弯工艺冲弯出榫套2的横向截面的结构。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种带榫套的金属榫卯结构，其特征在于：所述带榫套的金属榫卯结构包括公梁、榫套以及母梁；所述母梁上开设有榫孔；所述公梁穿过所述榫孔并与所述母梁之间留有装配间隙；所述榫套插入所述装配间隙中，至所述榫套的内表面与所述公梁的外表面接触压紧且所述榫套的外表面与所述母梁的内表面接触压紧。

2.根据权利要求1所述的带榫套的金属榫卯结构，其特征在于：所述榫套包括单楔体，所述单楔体具有第一楔状体，所述第一楔状体具有相对的第一大端和第一小端，所述第一大端的高度大于所述第一小端的高度，所述第一小端的高度小于所述装配间隙的高度，所述第一大端的高度大于所述装配间隙的高度。

3.根据权利要求1所述的带榫套的金属榫卯结构，其特征在于：所述榫套包括双楔体，所述双楔体具有连续状的第一楔状体和第二楔状体，所述第一楔状体具有第一大端和第一小端，所述第二楔状体具有第二大端和第二小端；所述第一大端的高度大于所述第一小端的高度，所述第二大端的高度大于所述第二小端的高度；所述第一大端、所述第二大端的高度相等或依次减小。

4.根据权利要求1所述的带榫套的金属榫卯结构，其特征在于：所述榫套包括三楔体，所述三楔体具有连续状的第一楔状体、第二楔状体和第三楔状体，所述第一楔状体具有第一大端和第一小端，所述第二楔状体具有第二大端和第二小端，所述第三楔状体具有第三大端和第三小端；所述第一大端的高度大于所述第一小端的高度，所述第二大端的高度大于所述第二小端的高度，所述第三大端的高度大于所述第三小端的高度；所述第一大端、所述第二大端、所述第三大端的高度相等或依次减小。

5.根据权利要求2-4任一项所述的带榫套的金属榫卯结构，其特征在于：所述榫套的横向截面呈四边“口”型结构，且其中的一边上具有开口。

6.根据权利要求2-4任一项所述的带榫套的金属榫卯结构，其特征在于：所述榫套的横向截面呈“U”型结构或“L”型结构或“一”型结构。

7.根据权利要求2-4任一项所述的带榫套的金属榫卯结构，其特征在于：所述榫套的小端伸出所述母梁的外露部分开口外翻，形成开口锁紧翻边。

8.一种榫套的制作工艺，包括权利要求1-7任一项所述的榫套，其特征在于：通过型材挤压工艺挤压出所述榫套的纵向截面的结构，通过冲弯工艺冲弯出所述榫套的横向截面的结构。