CN113232726A - 纵梁加强板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种纵梁加强板及其制备方法，涉及汽车技术领域，用于解决多个冲压制件焊接而成的纵梁加强板需要的模具数量多、生产成本高，并且车身重量大的技术问题。其中，纵梁加强板包括第一板部和第二板部；第一板部包括第一凸包以及吸皱筋，第二板部包括第二凸包；制备纵梁加强板的方法包括：提供一金属板；对金属板的第一板部进行拉延以形成第一凸包；对第一板部进行冲压以形成位于第一凸包内侧端部的吸皱筋；对第一板部进行修边整形；对金属板的第二板部进行拉延以形成第二凸包；对第一凸包和第二凸包进行整形。如此有利于降低生产成本，有利于减小纵梁加强板的重量，并且吸皱筋有利于消除第一凸包和第二凸包之间的区域的起皱现象。

Description

纵梁加强板及其制备方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种纵梁加强板及其制备方法。

背景技术

汽车纵梁作为汽车前端最主要的变形吸能和传力结构，当汽车发生碰撞时，汽车纵梁能够吸收碰撞能量、分解并降低传递至乘员舱的碰撞载荷。为了提高汽车纵梁的吸能能力，通常在汽车纵梁上设置纵梁加强板。

纵梁加强板通常由多个冲压制件焊接而成，且其中至少部分冲压制件的结构与其他冲压部件的结构不同，每种冲压制件需要采用的冲压模具也不同。

如此使得生产纵梁加强板时需要采用的模具数量多、导致生产成本高，并且增大了车身重量，影响汽车的轻量化设计。

发明内容

本发明提供一种纵梁加强板及其制备方法，以解决多个冲压制件焊接而成的纵梁加强板需要的模具数量多、生产成本高，并且车身重量大的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供一种纵梁加强板，其包括第一板部和第二板部，且所述第二板部和所述第一板部为金属制成的一体件；所述第一板部包括第一凸包，所述第二板部包括第二凸包，且所述第二凸包与所述第一凸包沿第一方向间隔设置；所述第一板部还冲压形成有吸皱筋，且所述吸皱筋的长度延伸到所述第二板部内、并且所述吸皱筋与所述第一凸包靠近所述第二凸包的端部连接。

本发明第一方面提供的纵梁加强板包括第一板部和第二板部，且第二板部和第一板部为金属制成的一体件，加工方便、有利于降低生产成本，并且有利于减小纵梁加强板的重量；第一板部包括第一凸包，第二板部包括第二凸包，且第二凸包与第一凸包沿第一方向间隔设置；第一板部还冲压形成有吸皱筋，且吸皱筋的长度延伸到第二板部内、并且吸皱筋与第一凸包靠近第二凸包的端部连接，如此有利于消除第一凸包和第二凸包之间的区域的起皱现象，从而有利于减小冲压过程中的拉延阻力，进而有利于防止第一凸包和第二凸包开裂。

作为本发明上述纵梁加强板的一种改进，所述吸皱筋的形状为等腰三角形。

作为本发明上述纵梁加强板的一种改进，所述第一板部设置有多个所述吸皱筋，且多个所述吸皱筋沿垂直于所述第一方向的第二方向间隔设置。

作为本发明上述纵梁加强板的一种改进，所述第一凸包包括沿所述第一方向排列并连接在一起的第一凸起、第二凸起以及第三凸起；所述吸皱筋与所述第一凸起远离所述第二凸起的端部连接；所述第一凸起的顶面和侧面、所述第三凸起的顶面，以及所述第一板部沿所述第一方向远离所述第一凸包的区域均设置有第一通孔。

作为本发明上述纵梁加强板的一种改进，所述第二凸包的形状为梯形，所述第二凸包的顶面设置有第一凹槽、第二凹槽以及第四凸起，所述第二凹槽、所述第四凸起以及第一凹槽沿垂直于所述第一方向的第二方向间隔设置、所述第二凹槽与所述第四凸起沿所述第一方向间隔设置，所述第一凹槽设置在所述第二凸包的边缘处；所述第四凸起的顶面、所述第二凹槽的槽底以及所述第二凸包的表面设置有第二通孔。

本发明的第二方面提供一种制备纵梁加强板的方法，其包括提供一金属板；对所述金属板的第一板部进行拉延以形成第一凸包；对所述第一板部进行冲压以形成位于所述第一凸包内侧端部的吸皱筋；对所述第一板部进行修边整形；对所述金属板的第二板部进行拉延以形成第二凸包；对所述第一凸包和第二凸包进行整形。

本发明第二方面提供的制备纵梁加强板的方法包括提供一金属板；对金属板的第一板部进行拉延以形成第一凸包；对第一板部进行冲压以形成位于第一凸包内侧端部的吸皱筋；对第一板部进行修边整形；对金属板的第二板部进行拉延以形成第二凸包；对第一凸包和第二凸包进行整形，如此无需设置多个冲压制件，有利于减少生产纵梁加强板的模具数量、从而有利于降低生产成本，并且有利于减小纵梁加强板的重量，满足汽车的轻量化设计；并通过设置吸皱筋，有利于消除第一凸包和第二凸包之间的区域的起皱现象，从而有利于减小冲压过程中的拉延阻力，避免第一凸包和第二凸包开裂。

作为本发明上述制备纵梁加强板的方法的一种改进，所述拉延包括两次拉伸且第二次拉伸的深度比第一次拉伸的深度大8-12mm。

作为本发明上述制备纵梁加强板的方法的一种改进，对所述第一板部进行拉延的拔模角度为15-25°；对所述第二板部进行拉延的拔模角度为10-20°。

作为本发明上述制备纵梁加强板的方法的一种改进，在对所述第一凸包和第二凸包整形后进行修边。

作为本发明上述制备纵梁加强板的方法的一种改进，在对所述第一凸包和第二凸包整形后进行冲孔。

除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本发明提供的纵梁加强板及其制备方法所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一部分实施例，这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念，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它的附图。

图1为本发明实施例提供的纵梁加强板的结构示意图；

图2为图1中A-A方向去除吸皱筋后的截面图。

附图标记说明：

1：第一板部；11：第一凸包；111：第一凸起；112：第二凸起；113：第三凸起；12：吸皱筋；13：第一通孔；14：第一顶壁；15：第一环形侧壁；16：第一开口；2：第二板部；21：第二凸包；211：第一凹槽；212：第二凹槽；213：第四凸起；22：第二通孔；23：第二顶壁；24：第二环形侧壁；25：第二开口。

具体实施方式

现有技术中，纵梁加强板通常由多个冲压制件焊接而成，且其中至少部分冲压制件的结构与其他冲压部件的结构不同，每种冲压制件需要采用的冲压模具也不同。如此使得生产纵梁加强板时需要采用的模具数量多、导致生产成本高，并且增大了车身重量，影响汽车的轻量化设计。

有鉴于此，本发明提供一种纵梁加强板及制备纵梁加强板的方法，通过使第一板部和第二板部为金属制成的一体件，并在第一板部上设置第一凸包、在第二板部上设置第二凸包，如此无需设置多个冲压制件，有利于减少生产纵梁加强板的模具数量、从而有利于降低生产成本，并且有利于减小纵梁加强板的重量，满足汽车的轻量化设计；并通过设置吸皱筋，有利于消除第一凸包和第二凸包之间的区域的起皱现象，从而有利于减小冲压过程中的拉延阻力，避免第一凸包和第二凸包开裂。

下面详细描述本发明的实施例，本发明实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

图1为本发明实施例提供的纵梁加强板的结构示意图，参照图1，本发明实施例提供的纵梁加强板包括第一板部1和第二板部2，且第二板部2和第一板部1为金属制成的一体件；第一板部1包括第一凸包11，第二板部2包括第二凸包21，且第二凸包21与第一凸包11沿第一方向间隔设置；第一板部1还冲压形成有吸皱筋12，且吸皱筋12的长度延伸到第二板部2内、并且吸皱筋12与第一凸包11靠近第二凸包21的端部连接。

如图1中所示，第一板部1可以为不规则形状。第一板部1可以通过焊接、螺纹连接等方式固定在汽车纵梁上，第一板部1可以通过拉延形成第一凸包11。当纵梁加强板安装到汽车纵梁上时，第一凸包11往背离汽车纵梁的方向凸出。第一凸包11例如可以为长条形，图1中示出了长条形的第一凸包11沿图中的X方向延伸。

继续参照图1，第二板部2可以设计成大致梯形的形状。第二板部2也可以通过焊接、螺纹连接等方式固定在汽车纵梁上。第二板部2可以通过拉延形成第二凸包21。当纵梁加强板安装到汽车纵梁上时，第二凸包21同样也往背离汽车纵梁的方向凸出。第二凸包21例如可以为梯形或者矩形等。如图1所示，第二凸包21与第一凸包11沿图中的X方向间隔设置。

继续参照图1，吸皱筋12位于第一凸包11与第二凸包21之间，当纵梁加强板安装到汽车纵梁上时，吸皱筋12也背离汽车纵梁凸出。

本实施例通过在金属制成在第一板部1上设置第一凸包11，并在与第一板部1为一体结构的第二板部2上设置第二凸包21，从而无需通过多个冲压制件焊接形成纵梁加强板，如此，有利于减少生产纵梁加强板的模具数量、从而有利于降低生产成本，并且有利于减小纵梁加强板的重量，满足汽车的轻量化设计。进一步，通过设置吸皱筋12，有利于消除第一凸包11和第二凸包21之间的区域的起皱现象，从而有利于减小冲压过程中的拉延阻力，避免第一凸包11和第二凸包21开裂。

参照图1，示意性地，吸皱筋12的形状为等腰三角形。等腰三角形形状的吸皱筋12有利于调节冲压过程中金属材料的流动情况，使冲压过程中的金属材料在流动时受到的阻力变得均匀，从而有利于消除第一凸包11和第二凸包21之间的区域的起皱现象。

如图1所示，第一板部1可以设置多个吸皱筋12，且多个吸皱筋12沿垂直于X方向的Y方向间隔设置。

举例而言，吸皱筋12可以设置两个，也可以设置三个或者四个等。例如，图1中示出的吸皱筋12为三个，且这三个吸皱筋12沿Y方向间隔设置。

通过设置多个吸皱筋12，并使多个吸皱筋12沿垂直于X方向的Y方向间隔设置，可以进一步避免第一凸包11与第二凸包21之间某些部分出现起皱，也即是说，多个间隔设置的吸皱筋12可以进一步降低纵梁加强板出现皱褶。

如图1所示，在一些实施例中，第一凸包11包括沿X方向排列并连接在一起的第一凸起111、第二凸起112以及第三凸起113；吸皱筋12与第一凸起111远离第二凸起112的端部连接；第一凸起111的顶面和侧面、第三凸起113的顶面，以及第一板部1沿第一方向远离第一凸包11的区域均设置有第一通孔13。

参照图1，第一凸起111可以为长条形，第一凸起111沿X方向延伸；第二凸起112可以为矩形，第二凸起112也可以沿X方向延伸；第三凸起113可以为长圆形，且第三凸起113沿Y方向延伸。

第一通孔13的形状和数量可以有多种情况。例如，参照图1，第一凸起111的顶面上设置有一个长方形形状的第一通孔13、一个正方形形状的第一通孔13，第一凸起111的两侧面分别设置有一个三角形形状的第一通孔13，第三凸起113的顶面设置有一个圆形形状的第一通孔13、一个椭圆形形状的第一通孔13，第一板部1沿第一方向远离第一凸包11的区域设置有一个圆形形状的第一通孔13、一个椭圆形形状的第一通孔13。

通过在第一凸起111的顶面和侧面、第三凸起113的顶面，以及第一板部1沿第一方向远离第一凸包11的区域均设置第一通孔13，可以在第一通孔13内穿设定位销，方便第一板部1与纵梁的定位，使第一板部1准确地连接到纵梁上。

继续参见图1，在一些实施例中，第二凸包21的形状可以为梯形，第二凸包21的顶面设置有第一凹槽211、第二凹槽212以及第四凸起213，第二凹槽212、第四凸起213以及第一凹槽211沿垂直于第一方向的第二方向间隔设置、第二凹槽212与第四凸起213沿第一方向间隔设置，第一凹槽211设置在第二凸包21的边缘处；第四凸起213的顶面、第二凹槽212的槽底以及第二凸包21的表面设置有第二通孔22。

参照图1，第一凹槽211的形状可以为半圆形，第一凹槽211可以设置两个，且两个第一凹槽211可以沿第二凸包21的一侧边边缘间隔设置。第二凹槽212可以大致为圆形，第二凹槽212可以设置一个。第四凸起213可以大致为圆形，第四凸起213可以设置一个。继续参照图1，第二通孔22可以为圆形孔，且第四凸起213的顶面和第二凹槽212的槽底可以分别设置一个第二通孔22、第二凸包21的表面可以设置三个第二通孔22。

通过在第四凸起213的顶面、第二凹槽212的槽底以及第二凸包21的表面设置第二通孔22，可以在第二通孔22内穿设定位销，方便第二板部2与纵梁的定位，使第二板部2准确地连接到纵梁上。

下面介绍一种纵梁加强板的制备方法：

S101、提供一金属板。

示意性地，金属板为长条形板，其具有相连的第一板部1和第二板部2。下文以图1中将金属板的长度方向以沿X方向摆放为例进行介绍，但本领域技术人员应当理解，其并非是对制备过程的限制。

S102、对金属板的第一板部1进行拉延以形成第一凸包11。

示意性地，将第一板部1放置在第一模具的凹模与凸模之间，并在凹模与凸模之间的边缘部分设置压边圈，将凹模和凸模闭合后即可得到第一凸包11。需要说明的是，第一凸包11可以通过一次拉伸形成，第一凸包11也可以通过两次拉伸形成等。

S103、对第一板部1进行冲压以形成位于第一凸包11内侧端部的吸皱筋12。

示意性地，通过冲压头对第一板部1进行冲压以形成吸皱筋12。

S104、对第一板部1进行修边整形。

在冲压出吸皱筋12后，对第一板部1进行修边整形处理。例如，参照图1，可以在第一板部1的一侧裁剪出两个第一开口16，且两个第一开口16沿X方向间隔设置。

S105、对金属板的第二板部2进行拉延以形成第二凸包21。

示意性地，将第二板部2放置在第二模具的凹模与凸模之间，并在凹模与凸模之间的边缘部分设置压边圈。可选的，第二凸包21可以通过一次拉伸形成。

S106、对第一凸包11和第二凸包21进行整形。

示意性地，对第一凸包11和第二凸包21可以采用整形模进行整形，例如，可以是采用压校的方式进行整形。可选地，在对第一凸包11的圆角进行整形时，可以分多次进行，先压第一凸包11一侧的圆角，再压第一凸包11另一侧的圆角，如此有利于提高整形效果。

在修边时，可以去除第一板部1和第二板部2边缘的毛刺，并将第一板部1和第二板部2裁剪成预设形状。例如，参照图1，可以在第二板部2上裁剪出一个矩形的第二开口25，且第二开口25和第一开口16位于金属板的一侧。

通过对第一凸包11和第二凸包21整形，对第一板部1和第二板部2修边，有利于提高纵梁加强板的精度，使得纵梁加强板的形状和尺寸均满足设计要求。

本实施例通过对金属板的第一板部1进行拉延以形成第一凸包11、对金属板的第二板部2拉延以形成第二凸包21，如此无需设置多个冲压制件来进行焊接以制备该纵梁加强板，有利于减少生产纵梁加强板的模具数量、从而有利于降低生产成本，并且有利于减小纵梁加强板的重量，满足汽车的轻量化设计；并通过设置吸皱筋12，有利于消除第一凸包11和第二凸包21之间的区域的起皱现象，从而有利于减小冲压过程中的拉延阻力，避免第一凸包11和第二凸包21开裂。

在一些实施例中，拉延包括两次拉伸且第二次拉伸的深度比第一次拉伸的深度大8-12mm。例如，第二次拉伸的深度比第一次拉伸的深度可以大10mm，并且第一次拉伸与第二次拉伸可以共用一个压边圈。

通过两次拉伸并使第二次拉伸的深度比第一次拉伸的深度大8-12mm，既能避免只通过一次拉伸使得第一板部1一次变形过大而容易开裂的情况，又能避免拉伸次数过多而导致生产效率低。

在一些实施例中，对第一板部1进行拉延的拔模角度为8-12°；对第二板部2进行拉延的拔模角度为12-18°。例如，对第一板部1进行拉延的拔模角度可以为10°，对第二板部2进行拉延的拔模角度可以为15°。

图2为图1中去除吸皱筋后的截面图，参照图1和图2，第一凸包11具有第一顶壁14和第一环形侧壁15，且第一环形侧壁15位于第一顶壁14与第一板部1之间，第一板部1与第一环形侧壁15之间、第一环形侧壁15与第一顶壁14之间设置有过渡圆角。

当然，在加工第一凸包11时，拉延时可以先加工出凸包雏形，并使凸包雏形的环形侧壁沿其拔模角方向的长度是第一环形侧壁15沿其拔模角度方向的长度的1.1倍，然后对第一凸包11进行整形以达到工艺要求。示例性地，凸包雏形的环形侧壁与凸包雏形的顶壁之间的圆角的半径可以为30mm。此时，凸包雏形的拔模角度可以为30°

同样的，第二凸包21具有第二顶壁23和第二环形侧壁24，且第二环形侧壁24位于第二顶壁23与第二板部2之间，第二板部2与第二环形侧壁24之间、第二环形侧壁24与第二顶壁23之间设置有过渡圆角。示例性地，凸包雏形的环形侧壁与凸包雏形的顶壁之间的圆角的半径为30mm时，与凸包雏形的环形侧壁与第一板部1之间的圆角的半径为15mm。

通过将第一板部1进行拉延的拔模角度设计为8-12°，在保证第一板部1拉延精度的同时，又能使第一板部1顺利脱模。通过将第二板部2进行拉延的拔模角度设计为12-18°，在保证第二板部2拉延精度的同时，又能使第二板部2顺利脱模。

S107，在对第一凸包11和第二凸包21整形后进行冲孔。

当使第一凸包11和第二凸包21的形状和尺寸均达到设计要求后，进行冲孔处理。举例而言，可以在第一凸包11和第二凸包21上冲孔，也可以在第一板部1和第二板部2的其他区域冲孔。例如，参照图1，可以使第一凸起111的顶面和侧面、第三凸起113的顶面，以及第一板部1沿第一方向远离第一凸包11的区域冲压形成第一通孔13；可以使第四凸起213的顶面、第二凹槽212的槽底以及第二凸包21的表面冲压形成第二通孔22。

通过对第一凸包11和第二凸包21整形，有利于提高纵梁加强板的精度，并且整形后在第一板部1和第二板部2冲孔以形成第一通孔12和第二通孔22，方便纵梁加强板与纵梁的定位，有利于使纵梁加强板准确地连接到纵梁上。

在以上描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种纵梁加强板，其特征在于，包括：第一板部和第二板部，且所述第二板部和所述第一板部为金属制成的一体件；

所述第一板部包括第一凸包，所述第二板部包括第二凸包，且所述第二凸包与所述第一凸包沿第一方向间隔设置；

所述第一板部还冲压形成有吸皱筋，且所述吸皱筋的长度延伸到所述第二板部内、并且所述吸皱筋与所述第一凸包靠近所述第二凸包的端部连接。

2.根据权利要求1所述的纵梁加强板，其特征在于，所述吸皱筋的形状为等腰三角形。

3.根据权利要求1所述的纵梁加强板，其特征在于，所述第一板部设置有多个所述吸皱筋，且多个所述吸皱筋沿垂直于所述第一方向的第二方向间隔设置。

4.根据权利要求1-3任一项所述的纵梁加强板，其特征在于，所述第一凸包包括沿所述第一方向排列并连接在一起的第一凸起、第二凸起以及第三凸起；

所述吸皱筋与所述第一凸起远离所述第二凸起的端部连接；

所述第一凸起的顶面和侧面、所述第三凸起的顶面，以及所述第一板部沿所述第一方向远离所述第一凸包的区域均设置有第一通孔。

5.根据权利要求1-3任一项所述的纵梁加强板，其特征在于，所述第二凸包的形状为梯形，所述第二凸包的顶面设置有第一凹槽、第二凹槽以及第四凸起，所述第二凹槽、所述第四凸起以及第一凹槽沿垂直于所述第一方向的第二方向间隔设置、所述第二凹槽与所述第四凸起沿所述第一方向间隔设置，所述第一凹槽设置在所述第二凸包的边缘处；

所述第四凸起的顶面、所述第二凹槽的槽底以及所述第二凸包的表面设置有第二通孔。

6.一种制备纵梁加强板的方法，其特征在于，包括：

提供一金属板；

对所述金属板的第一板部进行拉延以形成第一凸包；

对所述第一板部进行冲压以形成位于所述第一凸包内侧端部的吸皱筋；

对所述第一板部进行修边整形；

对所述金属板的第二板部进行拉延以形成第二凸包；

对所述第一凸包和第二凸包进行整形。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述拉延包括两次拉伸且第二次拉伸的深度比第一次拉伸的深度大8-12mm。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述第一板部进行拉延的拔模角度为15-25°；

对所述第二板部进行拉延的拔模角度为10-20°。

9.根据权利要求6-8任一项所述的方法，其特征在于，在对所述第一凸包和第二凸包整形后进行修边。

10.根据权利要求6-8任一项所述的方法，其特征在于，在对所述第一凸包和第二凸包整形后进行冲孔。

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