CN110027374B - 一种汽车后下控制臂总成 - Google Patents

Abstract

一种汽车后下控制臂总成，涉及汽车多连杆悬架结构，包括控制臂主体，所述的控制臂主体上设置有弹簧座，所述的控制臂主体两侧侧壁竖起且以弹簧座为中心向两端逐渐收拢，所述的侧壁顶部设置有翻边，所述的翻边与所述的侧壁之间连接有水平台阶面，所述的侧壁、所述的翻边和所述的水平台阶面一体成型，所述的控制臂主体上安装有上盖板，所述的上盖板嵌合在所述的水平台阶面上，通过搅拌摩擦焊技术将所述上盖板、所述翻边和所述侧壁焊接固定。与现有技术相比，本装置由钢材制成，并在槽体结构上安装有盖板，通过特殊的搅拌摩擦焊技术达到槽体结构与盖板一体成型类似的强度效果，在尽可能减重的情况下保证了整体的强度和刚度。

Description

一种汽车后下控制臂总成

技术领域

本发明涉及汽车多连杆悬架结构，尤其涉及多连杆悬架结构中的后下控制臂。

背景技术

目前，汽车中采用较为广泛的悬架系统有麦弗逊悬架、双横臂悬架、扭转梁悬架、拖曳臂悬架、钢板弹簧悬架和多连杆悬架等。通常，前悬架系统多采用麦弗逊悬架和双横臂悬架。后悬架系统多采用扭转梁悬架和多连杆悬架。由于多连杆悬架操控性能好，舒适性高而越来越多的汽车所采用。多连杆悬架是指由三根或三根以上连杆拉杆构成的悬挂结构，通过各种连杆配置把车轮与车身相连一体，以提供多个方向的控制力，使车轮具有更加可靠的行驶轨迹。在多连杆悬架系统中车轮的定位与固定由各连杆完成，弹簧和减振器仅用于承担车身重量和完成减振。多连杆式悬挂系统对车轮上下部均提供支撑，因而比传统的扭转梁和麦弗逊式悬挂的强度和稳定性都要好。但是要达到最佳的使用状态多连杆悬架通常需要五根连杆且与车轴一体连接，由于本身控制臂较多，整体质量较重，因此弹簧下方质量较大，行驶在颠簸路面时对车身产生的冲击能量比较大，为了达到良好的缓冲减振效果就必须增大弹簧以增加弹性性能，而弹簧的增大则降低了操控反应的灵敏性。

后下控制臂是多连杆悬架的重要组成部件，主要承受在车辆行驶过程中的由轮胎传递的各种力及力矩，同时作为悬架系统的重要结构件之一，部分车后悬弹簧及缓冲块安装在后下控制臂上，因此大幅度降低后下控制臂的质量就能提高弹簧的工作效率，使得弹簧在一定体积的情况下达到缓冲减振效果与操控性的统一。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种汽车后下控制臂总成，本装置由钢材制成，并在槽体结构上安装有盖板，通过特殊的搅拌摩擦焊技术达到槽体结构与盖板一体成型类似的强度效果，在尽可能减重的情况下保证了整体的强度和刚度。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种汽车后下控制臂总成, 包括控制臂主体，所述的控制臂主体上设置有弹簧座，所述的控制臂主体两侧侧壁竖起且以弹簧座为中心向两端逐渐收拢，所述的控制臂主体为钢材材质，所述的侧壁顶部设置有翻边，所述的翻边与所述的侧壁之间连接有水平台阶面，所述的侧壁、所述的翻边和所述的水平台阶面一体成型，所述的控制臂主体上安装有上盖板，所述的上盖板为钢材材质，所述的上盖板上设置有与所述弹簧座相配合的通孔，所述的上盖板嵌合在所述的水平台阶面上，所述的上盖板顶部与所述翻边顶部对齐，通过搅拌摩擦焊技术将所述上盖板、所述翻边和所述侧壁焊接固定。

上述技术方案中，优选的，所述的上盖板厚度与所述的翻边厚度一致。

上述技术方案中，优选的，所述侧壁相对于所述水平台阶面的另一面设置有补偿隆起。

上述技术方案中，优选的，所述的控制臂主体底面和所述上盖板上皆设置有若干个减重孔。

上述技术方案中，优选的，所述的控制臂主体上设置有若干个前端固定孔，所述的上盖板上设置有与所述前端固定孔配合的连接的前固定孔。

上述技术方案中，优选的，所述的水平台阶面首尾两端设置有与所述上盖板相抵且向内延伸的包覆件，所述的包覆件可作为搅拌摩擦焊结束后焊匙孔的设置处。

上述技术方案中，优选的，所述的上盖板向外的转角处圆弧过渡处理，所述的包覆件呈扇环型。

上述技术方案中，优选的，所述的通孔上设置有竖直方向的通孔翻边。

一种后下控制臂总成总体制造方法，将上盖板嵌合在水平台阶面后，在上盖板与翻边之间的接缝使用搅拌摩擦焊进行焊接，焊接时使得搅拌针下移至侧壁，使得上盖板和与上盖板接触的翻边、侧壁共同热塑化让上盖板同时与翻边、侧壁焊接。

汽车轻量化的主要途径包括使用新型材料以及优化结构设计，由于后下控制臂总成总体结构简单在不改变多连杆悬架总体结构下，无法对后下控制臂总成进行结构修改，因此在本申请中主要通过新的制造方法达到后下控制臂总成的减重。现有后下控制臂总成主要为钢结构，本申请则是削减后下控制臂总成壁厚。由于现有的后下控制臂总成主要为槽体结构，如果对钢材后下控制臂总成进一步减重则可能会造成壁厚过薄影响整体的刚性，因此在本申请中对后下控制臂总成采用框体结构，既在槽体结构上加装盖板并且通过搅拌摩擦焊技术让盖板与槽体结构一体化加强总体的强度，同时主要连接件也与盖板相连，在尽量薄的壁厚下达到符合要求的强度和刚度。在本申请中盖板与槽体结构的固定焊接采用特殊方式，让盖板不仅能水平方向焊接还能竖直方向焊接，达到整体一体成型的效果，极大的增强了整个后下控制臂总成的强度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本装置由钢材制成，并在槽体结构上安装有盖板，通过特殊的搅拌摩擦焊技术达到槽体结构与盖板一体成型类似的强度效果，在尽可能减重的情况下保证了整体的强度和刚度。

附图说明

图1为本申请汽车后下控制臂总成立体图。

图2为本申请汽车后下控制臂总成俯视图。

图3为本申请汽车后下控制臂总成前视图。

图4为本申请汽车后下控制臂总成侧视图。

图5为本申请侧壁、翻边和上盖板焊接前结构示意图。

图6为本申请侧壁、翻边和上盖板焊接后结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步详细描述。

实施例1，如图1至图4所示，一种汽车后下控制臂总成, 包括控制臂主体1，所述的控制臂主体1上设置有弹簧座2，所述的控制臂主体1两侧侧壁11竖起且以弹簧座2为中心向两端逐渐收拢，所述的控制臂主体1为钢材材质，所述的侧壁11顶部设置有翻边12，所述的翻边12与所述的侧壁11之间连接有水平台阶面13，所述的侧壁11、所述的翻边12和所述的水平台阶面13一体成型，所述侧壁11相对于所述水平台阶面13的另一面设置有补偿隆起14。所述的控制臂主体1上安装有上盖板3，所述的上盖板3为钢材材质，所述的上盖板3上设置有与所述弹簧座2相配合的通孔31，所述的通孔31上设置有竖直方向的通孔翻边32。所述的上盖板3厚度与所述的翻边12厚度一致，所述的上盖板3嵌合在所述的水平台阶面13上，所述的上盖板3顶部与所述翻边12顶部对齐，所述的水平台阶面13首尾两端设置有与所述上盖板3相抵且向内延伸的包覆件15，所述的包覆件15可作为搅拌摩擦焊结束后焊匙孔的设置处。所述的上盖板3向外的转角处圆弧过渡处理，所述的包覆件15呈扇环型。所述的控制臂主体1底面和所述上盖板3上皆设置有若干个减重孔5。所述的控制臂主体1上设置有若干个前端固定孔16，所述的上盖板3上设置有与所述前端固定孔16配合的连接的前固定孔33。

将上盖板3嵌合在水平台阶面13后，在上盖板3与翻边12之间的接缝使用搅拌摩擦焊进行焊接，焊接时使得搅拌针下移至侧壁11，使得上盖板3和与上盖板3接触的翻边12、侧壁11共同热塑化形成热塑化区100，让上盖板3同时与翻边12、侧壁11焊接成型，焊接后可视上盖板3与控制臂主体1一体化成型。

本申请的核心思想是将钢材材质的控制臂主体1与上盖板3通过搅拌摩擦焊技术一体成型，达到轻重量高强度的目的。搅拌摩擦焊技术是利用一种非耗损的特殊形状的搅拌头，旋转着插入被焊零件，然后沿着被焊零件的待焊界面向前移动，通过搅拌头对材料的搅拌、摩擦，使待焊材料加热至热塑性状态，在搅拌头高速旋转的带动下，处于塑性状态的材料环绕搅拌头由前向后转移，同时结合搅拌头对焊缝金属的挤压作用，在热-机联合作用下材料扩散连接形成致密的金属间固相连接。如果是相同的材料，通过搅拌摩擦焊把控制臂主体1和上盖板3所有的接触面都固相连接后可以视为一体成型。一般具有上盖板3结构的后下控制臂总成在上盖板3与控制臂主体1固定时，通过焊接上盖板3与翻边12既结束。如果固定方式只是将上盖板3与控制臂主体1水平方向固定，在后下控制臂总成厚度较厚的情况下完全没有问题，但如果后下控制臂总成厚度较薄，上盖板3与翻边12之间的连接强度就被极大的削弱了。本申请是钢材材质且为了减重比同型号的后下控制臂总成壁厚较薄，通过现有焊接方式显然不合适。因此本申请创造性通过搅拌摩擦焊技术将上盖板3与控制臂主体1所述的接触面都焊接固定在一起。为了焊接稳定，本申请在翻边12与所述的侧壁11之间设置水平台阶面13，上盖板3放置在水平台阶面13然后和翻边12、侧壁11都紧密接触，由于本申请中壁厚较薄，为了焊接时翻边12不变形，特意在侧壁11相对于所述水平台阶面13的另一面设置有补偿隆起14。这样在焊接过程中焊针就不会下穿到翻边12下方的空间，不会对翻边12、侧壁11连接处的最外侧进行热塑。在焊接时，将翻边12、侧壁11与上盖板3的接触处全部热塑，既通过焊接让水平台阶面13消失。焊接完成后达到翻边12、侧壁11与上盖板3融为一体的效果。同时设置有包覆件15，包覆件15为扇环型，既可视为在上盖板3与翻边12的分离处设置有转角，在焊接结束后焊针可从转角处提起，让上盖板3与翻边12、侧壁11之间浑然一体没有任何空隙。通过这种方式使得上盖板3与控制臂主体1一体化固定，极大的增强了整体性能。同时与外部部件连接时，上盖板3与控制臂主体1一同通过前端固定孔16和前固定孔33连接，保证受力的稳定。

Claims (9)

1.一种汽车后下控制臂总成, 包括控制臂主体，所述的控制臂主体上设置有弹簧座，所述的控制臂主体两侧侧壁竖起且以弹簧座为中心向两端逐渐收拢，其特征为，所述的控制臂主体为钢材质，所述的侧壁顶部设置有翻边，所述的翻边与所述的侧壁之间连接有水平台阶面，所述的侧壁、所述的翻边和所述的水平台阶面一体成型，所述的控制臂主体上安装有上盖板，所述的上盖板为钢材材质，所述的上盖板上设置有与所述弹簧座相配合的通孔，所述的上盖板嵌合在所述的水平台阶面上，所述的上盖板顶部与所述翻边顶部对齐，通过搅拌摩擦焊技术将所述上盖板、所述翻边和所述侧壁焊接固定。

2.根据权利要求1所述的一种汽车后下控制臂总成, 其特征为，所述的上盖板厚度与所述的翻边厚度一致。

3.根据权利要求1所述的一种汽车后下控制臂总成, 其特征为，所述侧壁相对于所述水平台阶面的另一面设置有补偿隆起。

4.根据权利要求1所述的一种汽车后下控制臂总成, 其特征为，所述的控制臂主体底面和所述上盖板上皆设置有若干个减重孔。

5.根据权利要求1所述的一种汽车后下控制臂总成, 其特征为，所述的控制臂主体上设置有若干个前端固定孔，所述的上盖板上设置有与所述前端固定孔配合的连接的前固定孔。

6.根据权利要求1所述的一种汽车后下控制臂总成, 其特征为，所述的水平台阶面首尾两端设置有与所述上盖板相抵且向内延伸的包覆件，所述的包覆件作为搅拌摩擦焊结束后焊匙孔的设置处。

7.根据权利要求6所述的一种汽车后下控制臂总成, 其特征为，所述的上盖板向外的转角处圆弧过渡处理，所述的包覆件呈扇环型。

8.根据权利要求1所述的一种汽车后下控制臂总成, 其特征为，所述的通孔上设置有竖直方向的通孔翻边。

9.应用于权利要求1所述一种汽车后下控制臂总成的制造方法，其特征为，将上盖板嵌合在水平台阶面后，在上盖板与翻边之间的接缝使用搅拌摩擦焊进行焊接，焊接时使得搅拌针下移至侧壁，使得上盖板和与上盖板接触的翻边、侧壁共同热塑化让上盖板同时与翻边、侧壁焊接。

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