CN113104110A - 一种弯曲拉杆及其制作方法、一种汽车底盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弯曲拉杆，包括直杆部及弯杆部；所述直杆部与所述弯杆部固定连接；所述弯杆部及与所述弯杆部相连的直杆部位于第一平面内；所述弯杆部为椭圆杆，所述椭圆杆截面的长轴位于所述第一平面内。本发明通过将所述弯曲拉杆的弯杆部制成截面的长轴位于所述第一平面内的椭圆，使拉杆在拉、压过程中的力均匀分布在整段弯杆部，也即使得发生强结合轨道变化的原子不再集中于某一小区域，消除了明显的应力集中点，从而使弯曲拉杆能承受住更多次的拉、压而不产生金属疲劳，大大提升了弯曲拉杆的使用寿命，应用在汽车领域可使弯曲拉杆的寿命超过100万次弯折。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制造领域，特别是涉及一种弯曲拉杆及其制作方法、一种汽车底盘。
背景技术
随着汽车工业的发展，汽车内部的零部件布置越来越紧凑，为适应复杂且紧凑的零件排布要求，汽车内的转向拉杆需要不同的形状来躲避零部件，以避免零部件之间发生干涉，其中，弯曲拉杆即为一种常见的零部件。
而弯曲拉杆在实际使用中需要反复被拉、压，在推拉过程中弯曲拉杆会产生形变，而反复形变会导致拉杆疲劳，进而使寿命下降，现有的弯曲拉杆为普通的模具制造或直杆弯折后成型，通常的使用寿命为弯折15万次至30万次左右，远不能满足日益发展的汽车工业的需要。
因此，如何提升弯曲拉杆的使用寿命，克服易产生金属疲劳的问题，使其能经受更多次的推拉，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种弯曲拉杆及其制作方法、一种汽车底盘，以解决现有技术中的弯曲拉杆寿命短，易产生金属疲劳的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种弯曲拉杆，包括直杆部及弯杆部；
所述直杆部与所述弯杆部固定连接；所述弯杆部及与所述弯杆部相连的直杆部位于第一平面内；
所述弯杆部为椭圆杆，所述椭圆杆截面的长轴位于所述第一平面内。
可选地，在所述的弯曲拉杆中，所述直杆部为圆杆。
可选地，在所述的弯曲拉杆中，所述弯曲拉杆还包括过渡部；
所述过渡部用于连接所述弯杆部与所述直杆部，且所述过渡部与所述弯杆部的接触面与所述弯杆部的端面完全重合；所述过渡部与所述直杆部的接触面与所述直杆部的端面完全重合；
从所述弯杆部向所述直杆部，所述过渡部的截面的长短轴之比逐渐接近1。
可选地，在所述的弯曲拉杆中，所述弯曲拉杆为空心杆。
可选地，在所述的弯曲拉杆中，所述弯杆部的截面的长轴的长度范围为50毫米至51毫米，包括端点值。
可选地，在所述的弯曲拉杆中，所述弯杆部的截面的长轴的长度范围为49毫米至50毫米，包括端点值。
可选地，在所述的弯曲拉杆中，所述弯曲拉杆为铁杆。
一种汽车底盘，所述汽车底盘包括如上述任一种所述的弯曲拉杆。
一种弯曲拉杆的制作方法，包括：
制备拉杆素体；所述拉杆素体包括直杆部及弯杆部；所述直杆部与所述弯杆部固定连接；所述弯杆部及与所述弯杆部相连的直杆部位于第一平面内；
沿垂直于所述第一平面的方向对所述弯杆部加压，使所述弯杆部形变为截面的长轴位于所述第一平面内的椭圆杆。
可选地，在所述的弯曲拉杆的制作方法中，所述制备拉杆素体包括：
利用模具浇筑制备所述拉杆素体。
本发明所提供的弯曲拉杆，包括直杆部及弯杆部；所述直杆部与所述弯杆部固定连接；所述弯杆部及与所述弯杆部相连的直杆部位于第一平面内；所述弯杆部为椭圆杆，所述椭圆杆截面的长轴位于所述第一平面内。本发明通过将所述弯曲拉杆的弯杆部制成截面的长轴位于所述第一平面内的椭圆，使拉杆在拉、压过程中的力均匀分布在整段弯杆部，也即使得发生强结合轨道变化的原子不再集中于某一小区域，消除了明显的应力集中点，从而使弯曲拉杆能承受住更多次的拉、压而不产生金属疲劳，大大提升了弯曲拉杆的使用寿命，应用在汽车领域可使弯曲拉杆的寿命超过100万次弯折。本发明同时还提供了一种具有上述有益效果的弯曲拉杆的制作方法及汽车底盘。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明提供的弯曲拉杆的一种具体实施方式的结构三视图；
图2至图6为所述弯曲拉杆在压、拉过程中相邻原子的连接关系示意图；
图7为本发明提供的弯曲拉杆的另一种具体实施方式的结构三视图；
图8为本发明提供的弯曲拉杆的又一种具体实施方式的结构示意图；
图9为本发明提供的弯曲拉杆的制作方法的一种具体实施方式的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
本发明的核心是提供一种弯曲拉杆，其一种具体实施方式的结构示意图如图1所示，称其为具体实施方式一，包括直杆部02及弯杆部01；
所述直杆部02与所述弯杆部01固定连接；所述弯杆部01及与所述弯杆部01相连的直杆部02位于第一平面内；
所述弯杆部01为椭圆杆，所述椭圆杆截面的长轴位于所述第一平面内。
所述直杆部02为圆杆。圆杆易于加工，可大大提升生产效率。
需要注意的是，所述弯曲拉杆可为一体成型的模具铸造拉杆，这种情况下所述直杆部02及所述弯杆部01并非兵装在一起的组件，而是拉杆上的两个区块；当所述直杆部02及弯杆部01为需要后续拼装组合的两个部件时，所述直杆部02及所述弯杆部01之间可为焊接，当然也可根据实际情况选择其他固定连接方式。
由于当所述直杆部02为圆杆，所述弯杆部01为椭圆杆，因此连接处的界面可以仅部分重合，图1即给出一种，椭圆杆的短轴与直杆部02截面直径相同的情况，需要注意的是，图1为三视图，其中侧视图部分的01B并不是所述弯杆部01的截面，而是整个弯杆部01的投影，所述弯杆部01的截面应为左侧的01A，而图1中的弯杆部01两端的端面是垂直于切线方向，在实际生产中也可将端面设定为竖直方向的端面，本发明中其他结构示意图也存在类似问题，在此不再展开赘述。
所述弯曲拉杆为空心杆，将所述弯曲拉杆改进为空心杆，可在近乎不改变结构强度的前提下，大大减少材料用量，也即降低成本。
另外，所述弯杆部01的截面的长轴的长度范围为50毫米至51毫米，包括端点值，如50.0毫米、50.6毫米或51.0毫米中任一个；所述弯杆部01的截面的长轴的长度范围为49毫米至50毫米，包括端点值，如49.0毫米、49.6毫米或50.0毫米中任一个。
作为一种具体实施方式，所述弯曲拉杆为铁杆。铁杆易于获得，生产技术成熟，成本低廉，当然，也可根据实际情况选用其他材料生产所述弯曲拉杆。
下面简述金属疲劳的原理，依据量子力学理论，我们知道电子围绕原子核运动存在量子特性，轨道能级遵循巴尔末线系、莱曼线系、帕刑线系等规律。依据以上规律可知，这些轨道是由原子核外的量子轨道场导致的，而量子轨道的结构示意图如图2所示，我们熟知的电子跃迁能级，实际上是电子在不同强度的轨道场中位移造成的，越接近原子核的轨道场，强度越高，且轨道场与磁场电场等类似，都遵循异性相吸，同性相斥的原则，这也是图2中不同方向的原子轨道场间隔存在(即图中相邻的轨道场标注的箭头方向相反)的原因。
在没有外力额外作用的情况下，弯曲拉杆中相邻的金属原子如图3中类似的结构排列，原子核间距离称阶跃变化。原子核间距离越小金属强度越高。而所述弯曲拉杆在压、拉过程中，会发生小范围的形变，当所述弯曲拉杆受到压力时，所述弯杆部01的原子间距缩小，部分原子间发生阶跃，形成图4所示的高强度连接状态，而在所述弯曲拉杆被拉伸的过程中，已经形成高强度连接状态的原子间难以被拉开，反而是部分图2状态下的原子间距被进一步拉开，进入如图5所示的低强度连接状态，如此往复多次，所述弯曲拉杆的弯杆部01的原子间不然就是难以分离的高强度连接状态，否则就是处于低强度连接状态，或者更进一步轨道场之间无重叠(如图6所示)，使得金属疲劳加剧，内部缺陷增多，更不能承受外力，最终断裂。
而本发明所提供的弯曲拉杆，包括直杆部02及弯杆部01；所述直杆部02与所述弯杆部01固定连接；所述弯杆部01及与所述弯杆部01相连的直杆部02位于第一平面内；所述弯杆部01为椭圆杆，所述椭圆杆截面的长轴位于所述第一平面内。本发明通过将所述弯曲拉杆的弯杆部01制成截面的长轴位于所述第一平面内的椭圆，使拉杆在拉、压过程中的力均匀分布在整段弯杆部01，也即使得发生强结合轨道变化的原子不再集中于某一小区域，消除了明显的应力集中点，从而使弯曲拉杆能承受住更多次的拉、压而不产生金属疲劳，大大提升了弯曲拉杆的使用寿命，应用在汽车领域可使弯曲拉杆的寿命超过100万次弯折。
在具体实施方式一的基础上，进一步限定所述直杆部02与所述弯杆部01的连接形状，得到具体实施方式二，其结构示意图如图7所示，包括直杆部02及弯杆部01；
所述直杆部02与所述弯杆部01固定连接；所述弯杆部01及与所述弯杆部01相连的直杆部02位于第一平面内；
所述弯杆部01为椭圆杆，所述椭圆杆截面的长轴位于所述第一平面内；
所述弯曲拉杆还包括过渡部03；
所述过渡部03用于连接所述弯杆部01与所述直杆部02，且所述过渡部03与所述弯杆部01的接触面与所述弯杆部01的端面完全重合；所述过渡部03与所述直杆部02的接触面与所述直杆部02的端面完全重合；
从所述弯杆部01向所述直杆部02，所述过渡部03的截面的长短轴之比逐渐接近1。
本具体实施方式中进一步为所述直杆部02及所述弯杆部01的连接处做了改进，增设了所述过渡部03，使所述弯曲拉杆的直杆部02与弯杆部01之间的截面变化实现了实现平稳过渡，进一步分散所述弯曲拉杆在压、拉过程中积累的应力，提高拉杆的受用寿命。
从图7中可以看出，本具体实施方式中的直杆部02的直径与所述弯杆部01的长轴长度相同，当然，所述直杆部02的直径也可以与所述弯杆部01的短轴长度相同，如图8所示。
本发明同时还提供了一种具有上述有益效果的汽车底盘，所述汽车底盘包括如上述任一种所述的弯曲拉杆。本发明所提供的弯曲拉杆，包括直杆部02及弯杆部01；所述直杆部02与所述弯杆部01固定连接；所述弯杆部01及与所述弯杆部01相连的直杆部02位于第一平面内；所述弯杆部01为椭圆杆，所述椭圆杆截面的长轴位于所述第一平面内。本发明通过将所述弯曲拉杆的弯杆部01制成截面的长轴位于所述第一平面内的椭圆，使拉杆在拉、压过程中的力均匀分布在整段弯杆部01，也即使得发生强结合轨道变化的原子不再集中于某一小区域，消除了明显的应力集中点，从而使弯曲拉杆能承受住更多次的拉、压而不产生金属疲劳，大大提升了弯曲拉杆的使用寿命，应用在汽车领域可使弯曲拉杆的寿命超过100万次弯折。
本发明同时还提供了一种弯曲拉杆的制作方法，其一种具体实施方式的流程示意图如图9所示，称其为具体实施方式三，包括：
S101：制备拉杆素体；所述拉杆素体包括直杆部02及弯杆部01；所述直杆部02与所述弯杆部01固定连接；所述弯杆部01及与所述弯杆部01相连的直杆部02位于第一平面内。
更进一步地，所述制备拉杆素体包括：
利用模具浇筑制备所述拉杆素体。
由前文对金属疲劳的原理解释可知，为避免拉杆哇这出金属疲劳，应该尽量避免在所述弯杆部01发生金属材料挤压，因此，采用模具直接浇铸成弯曲的拉杆素体可减小材料内部高强度连接的金属原子数量，为后续拉杆的压、拉预留更多空间，进一步提高拉杆的使用寿命，当然，也可根据实际情况选用其他方法。
S102：沿垂直于所述第一平面的方向对所述弯杆部01加压，使所述弯杆部01形变为截面的长轴位于所述第一平面内的椭圆杆。
本步骤中的加压可以是连续短时的锤击施压，也可以是持续的短冲程施压，可根据实际需要自行选择。
本发明所提供的弯曲拉杆的制作方法，包括制备拉杆素体；所述拉杆素体包括直杆部02及弯杆部01；所述直杆部02与所述弯杆部01固定连接；所述弯杆部01及与所述弯杆部01相连的直杆部02位于第一平面内；沿垂直于所述第一平面的方向对所述弯杆部01加压，使所述弯杆部01形变为截面的长轴位于所述第一平面内的椭圆杆。本发明通过将所述弯曲拉杆的弯杆部01制成截面的长轴位于所述第一平面内的椭圆，使拉杆在拉、压过程中的力均匀分布在整段弯杆部01，也即使得发生强结合轨道变化的原子不再集中于某一小区域，消除了明显的应力集中点，从而使弯曲拉杆能承受住更多次的拉、压而不产生金属疲劳，大大提升了弯曲拉杆的使用寿命，应用在汽车领域可使弯曲拉杆的寿命超过100万次弯折。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的弯曲拉杆及其制作方法、一种汽车底盘进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种弯曲拉杆，其特征在于，包括直杆部及弯杆部；
所述直杆部与所述弯杆部固定连接；所述弯杆部及与所述弯杆部相连的直杆部位于第一平面内；
所述弯杆部为椭圆杆，所述椭圆杆截面的长轴位于所述第一平面内。
2.如权利要求1所述的弯曲拉杆，其特征在于，所述直杆部为圆杆。
3.如权利要求2所述的弯曲拉杆，其特征在于，所述弯曲拉杆还包括过渡部；
所述过渡部用于连接所述弯杆部与所述直杆部，且所述过渡部与所述弯杆部的接触面与所述弯杆部的端面完全重合；所述过渡部与所述直杆部的接触面与所述直杆部的端面完全重合；
从所述弯杆部向所述直杆部，所述过渡部的截面的长短轴之比逐渐接近1。
4.如权利要求1所述的弯曲拉杆，其特征在于，所述弯曲拉杆为空心杆。
5.如权利要求1所述的弯曲拉杆，其特征在于，所述弯杆部的截面的长轴的长度范围为50毫米至51毫米，包括端点值。
6.如权利要求5所述的弯曲拉杆，其特征在于，所述弯杆部的截面的长轴的长度范围为49毫米至50毫米，包括端点值。
7.如权利要求1所述的弯曲拉杆，其特征在于，所述弯曲拉杆为铁杆。
8.一种汽车底盘，其特征在于，所述汽车底盘包括如权利要求1至7任一项所述的弯曲拉杆。
9.一种弯曲拉杆的制作方法，其特征在于，包括：
制备拉杆素体；所述拉杆素体包括直杆部及弯杆部；所述直杆部与所述弯杆部固定连接；所述弯杆部及与所述弯杆部相连的直杆部位于第一平面内；
沿垂直于所述第一平面的方向对所述弯杆部加压，使所述弯杆部形变为截面的长轴位于所述第一平面内的椭圆杆。
10.如权利要求9所述的弯曲拉杆的制作方法，其特征在于，所述制备拉杆素体包括：
利用模具浇筑制备所述拉杆素体。
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