CN110843711A - 汽车防撞梁及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了汽车防撞梁及其加工方法，其中汽车防撞梁包括主梁及位于主梁两端的第一侧梁及第二侧梁，所述第一侧梁的内侧形成有第一吸能盒，所述第二侧梁的内侧形成有第二吸能盒，至少所述第一吸能盒与第一侧梁和/或所述第二吸能盒与第二侧梁为沿汽车防撞梁的宽度方向一体挤出的结构。本方案设计精巧，结构简单，通过使吸能盒与两侧的梁一体挤出成型，可以有效的省去梁与吸能盒焊接的工序，并且本方案以沿汽车防撞梁的宽度方向挤出，不同位置的挤出截面形状可以不同，因而可以根据不同位置的抗弯刚度需要灵活设计不同长度段的挤出截面形状，极大的降低了设计难度，改善了生产的灵活性，且能更好的满足不同的刚度需求。

Description

汽车防撞梁及其加工方法

技术领域

本发明涉及汽车领域，尤其是汽车防撞梁及其加工方法。

背景技术

防撞梁是用来减轻车辆受到碰撞时吸收碰撞能量的一种装置，由主梁、吸能盒，连接汽车的安装板组成，主梁、吸能盒都可以在车辆发生低速碰撞时有效吸收碰撞能量，尽可能减小撞击力对车身纵梁的损害，通过这样就发挥了它对车辆的保护作用。

如申请号为201810223803.1所揭示的防撞梁总成、车身总成和汽车，其防撞梁总成包括防撞梁主体及两个吸能盒，吸能盒与防撞梁主体焊接。

又如申请号为201720358477.6所揭示的铝制后防撞梁总成，其包括铝制的后防撞梁，后防撞梁为长条状；两个铝制的吸能盒，分别焊接于后防撞梁的两端内侧。

在上述结构中，无论是前防撞梁，还是后防撞梁，它们的梁主体通常是沿防撞梁的长度方向（通常是汽车车身的宽度方向）由一端向另一端挤出成一根直梁，然后将直梁经过冲压弯曲形成弓形的状态，接着再将各种可行的吸能盒固定到（焊接或螺接或其他的固定方式）梁主体的两端从而得到防撞梁。

上述结构中，梁主体的挤出截面的形状在各位置都是一致的，因此无法根据实际使用时各位置不同的抗弯刚度要求进行调整，不同区域的抗弯刚度的设计难度大。

同时，上述结构中，梁主体内腔中的加强板等往往由于挤出方向的限制，数量往往很少，因此造成梁主体的抗弯刚度相对较弱。

并且，梁主体在挤出完成后还需要冲压成型成弯曲的形状，增加了工艺步骤，并且冲压的具体形状受到冲压模具的形状影响。

最后，吸能盒往往是与梁主体独立的部分，需要另外成型后，再进行焊接，这也增加了工艺步骤。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，通过改变防撞梁的挤出方向，以沿防撞梁的宽度方向挤出来代替沿防撞梁的长度挤出，可以有效的实现梁主体与吸能盒一体挤出的结构及可以灵活设计不同区域的挤出截面的形状以适应不同位置的抗弯刚度要求，从而得到一种工艺及结构简化的汽车防撞梁及其加工方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

汽车防撞梁，包括主梁及位于主梁两端的第一侧梁及第二侧梁，所述第一侧梁的内侧形成有第一吸能盒，所述第二侧梁的内侧形成有第二吸能盒，至少所述第一吸能盒与第一侧梁和/或所述第二吸能盒与第二侧梁为沿汽车防撞梁的宽度方向一体挤出的结构。

优选的，所述的汽车防撞梁中，所述主梁与所述第一侧梁及第二侧梁一体挤出结构或所述主梁与所述第一侧梁及第二侧梁焊接和/或螺接。

优选的，所述的汽车防撞梁中，所述主梁沿所述汽车防撞梁的长度方向挤出成型或沿所述汽车防撞梁的宽度方向挤出成型。

优选的，所述的汽车防撞梁中，所述主梁、第一侧梁、第二侧梁、第一吸能盒及第二吸能盒中的任意两个的挤出截面的形状相同或不同。

优选的，所述的汽车防撞梁中，所述主梁的挤出截面的形状满足其抗弯刚度大于所述第一侧梁及第二侧梁的抗弯刚度。

优选的，所述的汽车防撞梁中，所述主梁和/或第一侧梁和/或第二侧梁的挤出截面形状包括一组三角形孔。

优选的，所述的汽车防撞梁中，所述主梁突出于所述第一侧梁及第二侧梁或所述主梁内凹于所述第一侧梁及第二侧梁。

优选的，所述的汽车防撞梁中，所述第一侧梁与第一吸能盒和/或第二吸能盒与第二侧梁上形成有共轴的连接孔。

汽车防撞梁的加工方法，包括如下过程：

S1,根据不同位置的抗弯强度设计主梁、第一侧梁、第二侧梁、第一吸能盒及第二吸能盒的结构；

S2,通过挤出机，沿所述汽车防撞梁的宽度方向一体挤出主梁、第一侧梁、第二侧梁、第一吸能盒及第二吸能盒。

汽车防撞梁的加工方法，包括如下过程：

S10，根据不同位置的抗弯强度设计主梁、第一侧梁、第二侧梁、第一吸能盒及第二吸能盒的结构：

S20，通过挤出机沿所述汽车防撞梁的宽度方向一体挤出包括第一侧梁及第一吸能盒的第一构件；

S30, 通过挤出机沿所述汽车防撞梁的宽度方向一体挤出包括第二侧梁及第二吸能盒的第二构件；

S40,通过挤出机沿所述汽车防撞梁的宽度方向或长度方向挤出主梁；

S50,将主梁与第一构件及第二构件焊接和/或螺接成一体。

本发明技术方案的优点主要体现在：

1.本方案设计精巧，结构简单，通过使吸能盒与两侧的梁一体挤出成型，可以有效的省去梁与吸能盒焊接的工序，并且本方案以沿汽车防撞梁的宽度方向挤出，不同位置的挤出截面形状可以不同，因而可以根据不同位置的抗弯刚度需要灵活设计不同长度段的挤出截面形状，极大的降低了设计难度，改善了生产的灵活性，且能更好的满足不同的刚度需求。

2.本方案的挤出方式可以使得主梁及侧梁内腔中的加强板的数量大幅度增加，同时其可以采用三角形孔的结构，从而改善主梁及侧梁的抗弯刚度。

3.本方案的汽车防撞梁可以整体一体挤出，一次成型，此时，既不需要梁主体的冲压弯曲过程，也不需要吸能盒的焊接过程，极大的简化了加工工艺，有利于提高生产效率。

4.本方案的汽车防撞梁的主梁既可以采用长度方向挤出的方式，也可以采用宽度方向基础的方式，应用更加灵活，并且可以充分的利用已生产的材料，避免已有材料的浪费。

5.本方案中，主梁与第一侧梁和第二侧梁的形状可以根据不同的空间需要进行灵活设计，能够更好的满足有限空间的应用要求，适用性更好，且不受冲压工艺的限制，生产加工更方便，更易于实现。

6.本方案的加工方法，改变了现有技术的惯性挤出方向，改变了惯性思维，同时该方法便于生产和设计，能够有效的提高加工效率且改善产品的质量。

附图说明

图 1 是本发明的主梁与第一侧梁和第二侧梁一体挤出的结构示意图；

图 2 是本发明的主梁与第一侧梁和第二侧梁焊接的结构示意图；

图 3是本发明的主梁与第一侧梁和第二侧梁焊接和螺接的结构示意图;

图4是本发明的主梁为传统沿汽车防撞梁长度方向延伸的结构示意图；

图5是本发明的主梁外凸的结构示意图（图中未示出主梁的基础截面形状）；

图6是本发明的主梁内凹的结构示意图（图中未示出主梁的基础截面形状）；

图7是本发明的前视图。

具体实施方式

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“第一”、“第二”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述和简化描述，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，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。

下面结合附图对本发明揭示的汽车防撞梁进行阐述，如附图1、附图7所示，其包括主梁1及位于主梁1两端的第一侧梁2及第二侧梁3，所述第一侧梁2的内侧形成有第一吸能盒4，所述第二侧梁3的内侧形成有第二吸能盒5，至少所述第一吸能盒4与第一侧梁和/或所述第二吸能盒5与第二侧梁3为沿汽车防撞梁的宽度方向W一体挤出的结构，本方案中，定义汽车防撞梁安装在车体上时，其前方为外侧，其后方为内侧，且由其顶部至底部的方向为宽度方向。

其中，所述主梁1、第一侧梁2、第二侧梁3、第一吸能盒4及第二吸能盒5可以是已知的各种可行的防撞梁材料挤出得到，例如它们可以是铝制的，当然也可以是铝合金、玻璃钢、高强度钢材等得到。

并且，在一实施例中，如附图1所示，所述主梁1可以是与所述第一侧梁2及第二侧梁3一体挤出的结构，具体通过设计挤出机的机头的挤出通道的形状即可实现，此处挤出机及机头的形状设计为已知技术，不作赘述。此时，所述主梁1的挤出方向与第一侧梁2及第二侧梁3的挤出方向相同，即沿汽车防撞梁的宽度方向挤出成型，因此，整个汽车防撞梁的加工只需要挤出机挤出成型即可，一次成型，无需后续的冲压、焊接的过程。

当然，在另一实施例中，所述主梁1也可以与所述第一侧梁2及第二侧梁3不是一体挤出的结构，即所述主梁1可以单独挤出得到，然后，再与所述第一侧梁2及第二侧梁3组装为一体。此时，如附图2-附图3所示，所述主梁1可以沿所述汽车防撞梁的宽度方向挤出成型，如附图4所示，所述主梁1也可以按照传统的工艺沿汽车防撞梁的长度方向挤出成型，具体的可以根据实际需要进行加工。

具体组装时，如附图2所示，所述主梁1、第一侧梁2及第三侧梁3相对的一端均为平面，且主梁1的两端端面小于或大于第一侧梁及第二侧梁3的端面，从而可以将所述主梁1与所述第一侧梁2及第二侧梁3焊接，例如采用激光焊、超声焊、电焊等焊接工艺实现连接，所述主梁1与所述第一侧梁2及第二侧梁3的焊缝9可以根据所需要的结构强度和刚度选择对应的焊缝形式，此处为已知技术，不作赘述。

当然，在其他实施例中，所述主梁1与所述第一侧梁2和第二侧梁3的对接面也可以不是平面，而是相互啮合的锯齿面（图中未示出）或具有匹配的凸块和凹槽的结构（图中未示出），从而可以一定程度上增加主梁1与第一侧梁2和第二侧梁3焊接时的结构稳定性。

进一步，为了保证它们之间具有足够的连接强度，如附图3所示，所述主梁1还可以与所述第一侧梁2及第二侧梁3同时螺接，具体的，所述第一侧梁2及第二侧梁3与所述主梁1连接的一端端面处形成有连接板21、31，所述连接板21、31延伸到所述第一侧梁2和第二侧梁3的内表面和外表面外，所述主梁1的两端形成有对接板16、17，连接板21、31及对接板16、17上形成有对应的通孔（图中未示出），从而通过螺栓7穿过通孔并通过螺母8固定可以加强它们之间的连接，提高耐冲击能力。

当然在其他实施例中，所述主梁1和所述第一侧梁2及第二侧梁3也可以仅通过螺栓和螺母连接，这种结构中，如果汽车防撞梁只有局部损坏，可以方便的进行相应部分的拆卸和更换，而不需要进行防撞梁整体更换，有利于降低维修成本。

同时，所述主梁1、第一侧梁2、第二侧梁3、第一吸能盒4及第二吸能盒5的中的任意两个的挤出截面的形状可以相同，当然也可以不同，具体可以根据汽车防撞梁的不同部位的抗弯刚性要求进行设计。通常，所述主梁1的挤出截面的形状满足其抗弯刚度大于所述第一侧梁2及第二侧梁3的抗弯刚度。

在本方案的优选的实施例中，如附图1所示，所述主梁1的挤出截面的形状包括一组三角形孔，一组所述三角形孔由所述主梁1的上板11、下板12及若干位于上板11和下板12之间的隔板13形成，并且，所述主梁1的挤出截面的形状基本为对称形状，即从一端向中间依次形成为平行四边形孔14、五个紧邻且面积不一的三角形孔15，同时，相邻两个三角形孔的底边一个为上板11，一个为下板12。

如附图1所示，所述第一侧梁2和第二侧梁3对称设置在所述主梁1的两端，它们的挤出截面形状相同，并且优选它们的挤出截面的形状同样包括一排连续的三角形孔22、32，所述三角形孔22、32由第一侧梁2和第二侧梁3的外围板23、33及位于外围板23内的隔板24、34形成，所述第一侧梁2上相邻的两个所述三角形孔22的底边一个朝向内侧一个朝向外侧，所述第二侧梁3上相邻的两个所述三角形孔32的底边一个朝向内侧一个朝向外侧。

如附图1所示，所述第一吸能盒4和第二吸能盒5的结构相同且位置对称的设置于第一侧梁2和第二侧梁3的两端位置，它们的挤出截面的形状为“田”字形，当然也可以是其他形状，如其腔体内的加强板41、51呈X形、米字形、或是多层平行的板。

之所以这样设计是由于：三角形的结构具有更好的结构稳定性，从而能够增加所述主梁1和第一侧梁2和第二侧梁3的刚度，提高抗变形能力；而田字形的吸能盒结构的刚度相对主梁1和第一侧梁2和第二侧梁3的刚度要低，能够更好的通过变形从而吸收外部的冲击能量，从而既保证整体结构的稳定性又兼顾的吸能的效果。

进一步，所述汽车防撞梁的整体的形状可以根据不同的安装空间进行设计，所述主梁1可以是直梁或具有一定弧度的梁，也可以是内凹梯形梁或外凸的梯形梁，所述第一侧梁2和第二侧梁3为一斜直梁或具有一定弯折的梁，在一优选的实施例中，如附图5所示，当所述主梁1为一直梁或外凸的梯形梁且所述主梁1突出于所述第一侧梁2及第二侧梁3时，所述汽车防撞梁1整体类似于一龙门架状。

在又一实施例中，如附图6所示，所述主梁1为一内凹的梯形量且其内凹于所述第一侧梁2及第二侧梁3时，所述汽车防撞梁的前凸的区域较少，即所需要占用的安装空间小，从而可以更好的适应有限空间的使用需要。

最后，为了方便组装，如附图7所示，所述第一侧梁2与第一吸能盒4和/或第二吸能盒5与第二侧梁3上形成有共轴的连接孔6，具体的，所述连接孔6为三个，且它们呈三角形分布；当然在实际组装时，也可以通过焊接、铆接等方式实现汽车防撞梁与车体其他结构的连接。

本方案进一步揭示了一种汽车防撞梁的加工方法，包括如下过程：

S1,根据不同位置的抗弯强度及整体结构设计主梁1、第一侧梁2、第二侧梁3、第一吸能盒4及第二吸能盒5的结构，例如设计出每个部件的基础截面的形状。

S2,根据设计出的汽车防撞梁的整体结构设计出相应的挤出机的机头，然后通过挤出机，沿所述汽车防撞梁的宽度方向一体挤出主梁1、第一侧梁2、第二侧梁3、第一吸能盒4及第二吸能盒5。

本方案还揭示了另一种汽车防撞梁的加工方法，其与上述的加工方法的区别在于：本方案的挤出过程并不是一次性挤出得到整个汽车防撞梁，其采用分步基础不同部位再组装的方式实现，这种方式可以简化挤出机的机头的结构，并且可以更好的利用已有的主梁材料，具体包括如下过程：

S10，根据不同位置的抗弯强度设计主梁1、第一侧梁2、第二侧梁3、第一吸能盒4及第二吸能盒5的结构：

S20，通过挤出机沿所述汽车防撞梁的宽度方向一体挤出包括第一侧梁2机第一吸能盒4的第一构件；

S30, 通过挤出机沿所述汽车防撞梁的宽度方向一体挤出包括第二侧梁3及第二吸能盒5的第二构件；

S40,通过挤出机沿所述汽车防撞梁的宽度方向或长度方向挤出主梁1；

S50,将主梁1与第一构件及第二构件焊接和/或螺接成一体。

当然，上述过程中，S20、S30、S40的标记并不是对具体过程的唯一限定，上述S20-S40几个步骤的操作内容任意调换都是可以的。

所述连接孔6可以在第一侧梁2、第二侧梁3、第一吸能盒4及第二吸能盒5挤出成型后开设，具体可以通过钻孔、激光打孔等可行的方式实现，其为已知技术，不作赘述。

本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.汽车防撞梁，其特征在于：包括主梁（1）及位于主梁（1）两端的第一侧梁（2）及第二侧梁（3），所述第一侧梁（2）的内侧形成有第一吸能盒（4），所述第二侧梁（3）的内侧形成有第二吸能盒（5），至少所述第一吸能盒（4）与第一侧梁和/或所述第二吸能盒（5）与第二侧梁（3）为沿汽车防撞梁的宽度方向一体挤出的结构。

2.根据权利要求1 所述的汽车防撞梁，其特征在于：所述主梁（1）与所述第一侧梁（2）及第二侧梁（3）一体挤出结构或所述主梁（1）与所述第一侧梁（2）及第二侧梁（3）焊接和/或螺接。

3.根据权利要求1 所述的汽车防撞梁，其特征在于：所述主梁（1）沿所述汽车防撞梁的长度方向挤出成型或沿所述汽车防撞梁的宽度方向挤出成型。

4.根据权利要求1所述的汽车防撞梁，其特征在于：所述主梁（1）、第一侧梁（2）、第二侧梁（3）、第一吸能盒（4）及第二吸能盒（5）中的任意两个的挤出截面的形状相同或不同。

5.根据权利要求1 所述的汽车防撞梁，其特征在于：所述主梁（1）的挤出截面的形状满足其抗弯刚度大于所述第一侧梁（2）及第二侧梁（3）的抗弯刚度。

6.根据权利要求1-5任一所述的汽车防撞梁，其特征在于：所述主梁（1）和/或第一侧梁（2）和/或第二侧梁（3）的挤出截面形状包括一组三角形孔。

7.根据权利要求1-5任一所述的汽车防撞梁，其特征在于：所述主梁（1）突出于所述第一侧梁（2）及第二侧梁（3）或所述主梁（1）内凹于所述第一侧梁（2）及第二侧梁（3）。

8.根据权利要求1-5任一所述的汽车防撞梁，其特征在于：所述第一侧梁（2）与第一吸能盒（4）和/或第二吸能盒（5）与第二侧梁（3）上形成有共轴的连接孔（6）。

9.汽车防撞梁的加工方法，其特征在于：包括如下过程：

S1,根据不同位置的抗弯强度设计主梁（1）、第一侧梁（2）、第二侧梁（3）、第一吸能盒（4）及第二吸能盒（5）的结构；

S2,通过挤出机，沿所述汽车防撞梁的宽度方向一体挤出主梁（1）、第一侧梁（2）、第二侧梁（3）、第一吸能盒（4）及第二吸能盒（5）。

10.汽车防撞梁的加工方法，其特征在于：包括如下过程：

S10，根据不同位置的抗弯强度设计主梁（1）、第一侧梁（2）、第二侧梁（3）、第一吸能盒（4）及第二吸能盒（5）的结构：

S20，通过挤出机沿所述汽车防撞梁的宽度方向一体挤出包括第一侧梁（2）及第一吸能盒（4）的第一构件；

S30, 通过挤出机沿所述汽车防撞梁的宽度方向一体挤出包括第二侧梁（3）及第二吸能盒（5）的第二构件；

S40,通过挤出机沿所述汽车防撞梁的宽度方向或长度方向挤出主梁（1）；

S50,将主梁（1）与第一构件及第二构件焊接和/或螺接成一体。

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