CN109823405A - 一种车身顶边梁的制造方法、车身顶边梁及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车身顶边梁的制造方法，其包括如下步骤：S1，预成型，选取T4态铝合金预制为圆管；S2，液压成型，将圆管放入模具中，在圆管中充入高压液体成型，出模；S3，热处理，将出模后的T4态铝合金成型件经过固溶处理+时效处理，得到材质为T6态铝合金的顶边梁本体。本发明还公开了一种车身顶边梁及汽车，所述汽车具有车身，该车身包括由上述的车身顶边梁的制造方法获得的顶边梁本体。其能够一体成型顶边梁，提高尺寸精度，材料利用率高。
Description
技术领域
汽车A柱需要满足造型、总布置和安全法规，既影响整车外观，同时又影响整车性能，是乘员舱的重要组成部分。
车身顶边梁作为A柱总成的加强件，其从A柱支柱开始延伸C柱总成且与B柱总成和C柱总成连接。参见图1和图2，现有车身顶边梁为多段分体式结构，包括焊接固定的内板和外板，两者之间形成空腔，且内板和外板的材质以钢制钣金件为主，重量大，总成精度难以保证，在油耗法规不断严格的情况下越来越不能满足车身轻量化的需求。
CN106143629A公开了一种车身骨架结构，包括侧围总成，侧围总成包括A柱总成、B柱总成和C柱总成，所述A柱总成包括A柱支柱以及从A柱支柱开始延伸至所述C柱总成且与所述B柱总成和C柱总成连接的顶边梁，顶边梁采用铝型材制成且内部具有空腔。该顶边梁虽然是采用铝型材一体成型，但由于其通过原材料挤出成型，然后将具有成型出的空腔结构的管材按照车身设计形状折弯，因此，该顶边梁为等截面梁，而顶边梁需要与不同零部件进行固定连接，其需要设置较多的连接侧壁，进而影响了顶边梁整体性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种车身顶边梁的制造方法、车身顶边梁及汽车，其能够一体成型顶边梁，提高尺寸精度，材料利用率高。
本发明所述的车身顶边梁的制造方法，其包括如下步骤：
S1，预成型，选取T4态铝合金预制为圆管；
S2，液压成型，将圆管放入模具中，在圆管中充入高压液体成型，出模；
S3，热处理，将出模后的T4态铝合金成型件经过固溶处理+时效处理，得到材质为T6态铝合金的顶边梁本体。
进一步，所述步骤S1中的T4态铝合金为6系铝合金。
进一步，所述6系铝合金为6063铝合金。
进一步，所述S2中液压成型时圆管截面周长变化率≤3%。
进一步，所述固溶处理的工艺参数为：温度为515±5℃，保温5.5±0.5h，然后在温度为80±10℃的水中淬火，淬火时间≥5min；所述时效处理的工艺参数：温度为180±5℃，时间为2~10h。
一种车身顶边梁，采用上述的方法制备得到所述顶边梁本体，所述顶边梁本体为折弯形状，包括第一连接段和第二连接段；所述第一连接段前端与流水槽连接，第一连接段上侧与前档玻璃连接，中部下侧与A柱总成顶端连接，后端与第二连接段前端连接，所述第二连接段前部下侧与门框止口连接，第二连接段上侧与顶盖连接，中部下侧与B柱总成顶端连接，中部朝向车身内的侧壁与顶盖横梁连接，后端与C柱总成顶端连接。
进一步，所述第一连接段和第二连接段根据流水槽、A柱总成、前挡玻璃、门框止口、顶盖、顶盖横梁、B柱总成和C柱总成的形状进行随形设计。
一种汽车，具有车身，所述车身包括顶边梁本体，所述顶边梁本体由上述的车身顶边梁的制造方法获得。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
1、本发明采用铝合金作为制造材料，大幅降低了顶边梁本体的重量，满足车身轻量化需求，进而减少整车碳排放，降低油耗。并且通过高压液体成型，提高了材料利用率，便于控制顶边梁的尺寸精度，相对于挤压成型其截面能够根据需要进行变化，与周边零部件相适配。
2、本发明取消了现有的内、外板焊接结构，减少了顶边梁的零部件数量，相应地减小了由多个零部件焊接引起的公差累积，保证了产品的装配精度。
3、本发明通过将液压成型时圆管截面周长变化率限定为≤3%，综合考虑铝合金的延伸率和结构强度，使其性能满足使用要求。
4、本发明在液压成型时选取的是T4态铝合金，避免了成型过程中铝合金发生开裂，出模后经过热处理转换T6态铝合金，性能更加稳定可靠。
附图说明
图1是现有顶边梁本体的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是本发明顶边梁本体的结构示意图；
图4是本发明顶边梁本体的装配示意图；
图5是图4的B-B剖视图；
图6是图4的C-C剖视图；
图7是图4的D-D剖视图；
图8是图4的E-E剖视图；
图9是图4的F-F剖视图。
图中，1—顶边梁本体，11—第一连接段，12—第二连接段，2—流水槽，3—前挡玻璃，4—A柱总成，5—门框止口，6—顶盖，7—顶盖横梁，8—B柱总成，9—C柱总成；
10—现有顶边梁本体，100—内板，200—外板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
实施例一，一种车身顶边梁的制造方法，其包括如下步骤：
S1，预成型，选取T4态6063铝合金预制为圆管，然后将圆管按照车身设计形状折弯；
S2，液压成型，将圆管放入模具中，在圆管中充入高压液体成型，出模；
S3，热处理，将出模后的T4态铝合金成型件经过固溶处理+时效处理，得到材质为T6态6063铝合金的顶边梁本体，所述固溶处理的工艺参数为：温度为515℃，保温5h，然后在温度为80℃的水中淬火5min；所述时效处理的工艺参数：温度为180℃，时间为6h。
实施例二，一种车身顶边梁的制造方法，其包括如下步骤：
S1，预成型，选取T4态6063铝合金预制为圆管，然后将圆管按照车身设计形状折弯；
S2，液压成型，将圆管放入模具中，在圆管中充入高压液体成型，出模；
S3，热处理，将出模后的T4态铝合金成型件经过固溶处理+时效处理，得到材质为T6态6063铝合金的顶边梁本体，所述固溶处理的工艺参数为：温度为510℃，保温6h，然后在温度为70℃的水中淬火5min；所述时效处理的工艺参数：温度为175℃，时间为2h。
实施例三，一种车身顶边梁的制造方法，其包括如下步骤：
S1，预成型，选取T4态6063铝合金预制为圆管，然后将圆管按照车身设计形状折弯；
S2，液压成型，将圆管放入模具中，在圆管中充入高压液体成型，出模；
S3，热处理，将出模后的T4态铝合金成型件经过固溶处理+时效处理，得到材质为T6态6063铝合金的顶边梁本体，所述固溶处理的工艺参数为：温度为520℃，保温5.2h，然后在温度为90℃的水中淬火10min；所述时效处理的工艺参数：温度为185℃，时间为3h。
实施例四，一种车身顶边梁的制造方法，其包括如下步骤：
S1，预成型，选取T4态6063铝合金预制为圆管，然后将圆管按照车身设计形状折弯；
S2，液压成型，将圆管放入模具中，在圆管中充入高压液体成型，出模；
S3，热处理，将出模后的T4态铝合金成型件经过固溶处理+时效处理，得到材质为T6态6063铝合金的顶边梁本体，所述固溶处理的工艺参数为：温度为518℃，保温5.5h，然后在温度为75℃的水中淬火6min；所述时效处理的工艺参数：温度为175℃，时间为10h。
实施例五，一种车身顶边梁的制造方法，其包括如下步骤：
S1，预成型，选取T4态6063铝合金预制为圆管，然后将圆管按照车身设计形状折弯；
S2，液压成型，将圆管放入模具中，在圆管中充入高压液体成型，出模；
S3，热处理，将出模后的T4态铝合金成型件经过固溶处理+时效处理，得到材质为T6态6063铝合金的顶边梁本体，所述固溶处理的工艺参数为：温度为520℃，保温6h，然后在温度为78℃的水中淬火8min；所述时效处理的工艺参数：温度为185℃，时间为6h。
实施例六，参见图3，由实施例一至实施例五所述的制造方法制得的顶边梁本体1为折弯形状，包括第一连接段11和第二连接段12。参见图4至图9，所述第一连接段11前端上侧用于与流水槽2端部焊接固定，第一连接段11上侧用于与前档玻璃3下侧胶接，中部下侧用于与A柱总成4顶端焊接固定，后端用于与第二连接段12前端一体成型。
所述第二连接段12前部下侧用于与门框止口5焊接固定，第二连接段12上侧用于与顶盖6下侧胶接，中部下侧用于与B柱总成8顶端连接，中部朝向车身内的侧壁用于与顶盖横梁7连接，后端用于与C柱总成9顶端连接。
所述第一连接段11和第二连接段12根据流水槽2、A柱总成3、前挡玻璃4、门框止口5、顶盖6、顶盖横梁7、 B柱总成8和C柱总成9的形状进行随形设计。
一种汽车，具有车身，所述车身包括顶边梁本体，所述顶边梁本体由实施例一至实施例五所述的车身顶边梁的制造方法获得。
Claims (8)
1.一种车身顶边梁的制造方法，其特征在于包括如下步骤：
S1，预成型，选取T4态铝合金预制为圆管；
S2，液压成型，将圆管放入模具中，在圆管中充入高压液体成型，出模；
S3，热处理，将出模后的T4态铝合金成型件经过固溶处理+时效处理，得到材质为T6态铝合金的顶边梁本体。
2.根据权利要求1所述的车身顶边梁的制造方法，其特征在于：所述步骤S1中的T4态铝合金为6系铝合金。
3.根据权利要求2所述的车身顶边梁的制造方法，其特征在于：所述6系铝合金为6063铝合金。
4.根据权利要求1或2所述的车身顶边梁的制造方法，其特征在于：所述S2中液压成型时圆管截面周长变化率≤3%。
5.根据权利要求1或2所述的车身顶边梁的制造方法，其特征在于：所述固溶处理的工艺参数为：温度为515±5℃，保温5.5±0.5h，然后在温度为80±10℃的水中淬火，淬火时间≥5min；所述时效处理的工艺参数：温度为180±5℃，时间为2~10h。
6.一种车身顶边梁，其特征在于：采用权利要求1~5任一项所述的方法制备得到所述顶边梁本体（1），所述顶边梁本体（1）为折弯形状，包括第一连接段（11）和第二连接段（12），
所述第一连接段（11）前端用于与流水槽（2）连接，第一连接段（11）上侧用于与前档玻璃（3）连接，中部下侧用于与A柱总成（4）顶端连接，后端用于与第二连接段（12）前端连接，
所述第二连接段（12）前部下侧用于与门框止口（5）连接，第二连接段（12）上侧用于与顶盖（6）连接，中部下侧用于与B柱总成（8）顶端连接，中部朝向车身内的侧壁用于与顶盖横梁（7）连接，后端用于与C柱总成（9）顶端连接。
7.根据权利要求6所述的车身顶边梁，其特征在于：所述第一连接段（11）和第二连接段（12）根据流水槽（2）、A柱总成（3）、前挡玻璃（4）、门框止口（5）、顶盖（6）、顶盖横梁（7）、B柱总成（8）和C柱总成（9）的形状进行随形设计。
8.一种汽车，具有车身，所述车身包括顶边梁本体，其特征在于：所述顶边梁本体由权利要求1~5任一项所述的车身顶边梁的制造方法获得。
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