CN113700707A - 薄壁封闭截面零件的连接结构及装配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车零件连接结构技术领域，公开了一种薄壁封闭截面零件的连接结构，包括薄壁封闭截面零件，还包括连接板，连接板包括底板，底板的两侧设有外板和外板，底板上靠近外板的位置设有若干个内板，外板和内板之间留有间隙，间隙的宽度大于薄壁封闭截面零件侧壁的壁厚，薄壁封闭截面零件两侧的侧壁可同时分别插入两个间隙内，内板朝外一侧均设有凸台，薄壁封闭零件两侧的侧壁上设有与装配孔。本发明还公开了一种薄壁封闭截面零件的连接结构的装配方法。本发明薄壁封闭截面零件的连接结构及装配方法，不产生垂直于薄壁零件表面的局部压力，不引起截面的变形，不需要预埋螺母或螺栓，连接处没有明显突出物，不影响外观。

Description

薄壁封闭截面零件的连接结构及装配方法
技术领域
本发明涉及汽车零件连接结构技术领域，具体涉及一种薄壁封闭截面零件的连接结构及装配方法。
背景技术
薄壁封闭截面零件是指零件的截面为封闭腔，且壁厚远小于截面尺寸的金属或非金属零件。当薄壁封闭截面零件端部需要承受较大载荷时，需要另外增加一个壁厚较大的零件来承载。薄壁封闭截面零件与其它零件连接的常见的方法是焊接、铆接和螺栓连接。
焊接热影响大，焊接区易变形；有些材料焊接后性能大幅下降，有些材料则无法焊接。铆接方法用于封闭截面时只能拉铆，承载能力有限，振动后易松动、脱落；由于外部有铆钉头，影响外观，同时有些场合因空间受限无法采用。采用螺栓连接时，如果螺栓直接穿过封闭截面，因零件壁厚较薄，易变形，导致螺栓松动，连接失效；如果在封闭腔内预埋螺母或螺栓，可能受空间限制而无法实施；同时因螺栓外露，影响外观。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种薄壁封闭截面零件的连接结构及装配方法，不产生垂直于薄壁零件表面的局部压力，不引起截面的变形，不需要预埋螺母或螺栓，连接处没有明显突出物，不影响外观。
为实现上述目的，本发明所设计的薄壁封闭截面零件的连接结构，包括薄壁封闭截面零件，还包括连接板，所述连接板包括底板，所述底板的两侧分别设有左侧外板和右侧外板，所述左侧外板和右侧外板均与所述底板垂直，所述连接板的截面呈U型结构，所述左侧外板的高度大于所述右侧外板，所述底板上靠近所述左侧外板的位置还垂直设有若干个左侧内板，所述底板上靠近所述右侧外板的位置还垂直设有若干个右侧内板，所述左侧外板和左侧内板之间留有间隙，所述右侧外板和右侧内板之间留有间隙，所述间隙的宽度大于所述薄壁封闭截面零件侧壁的壁厚，所述薄壁封闭截面零件两侧的侧壁可同时分别插入两个所述间隙内，所述左侧内板和右侧内板朝外一侧均设有凸台，所述薄壁封闭零件两侧的侧壁上设有与所述凸台配合的装配孔。
优选地，所述左侧外板和左侧内板等高，所述右侧外板和右侧内板等高。
优选地，所述凸台靠外的一侧设有导向斜面。
优选地，所述左侧内板和右侧内板上均设有长圆孔，所述左侧外板上设有与所述左侧内板上长圆孔配套的长圆孔，所述右侧外板上设有与所述右侧内板上长圆孔配套的长圆孔。
一种所述薄壁封闭截面零件的连接结构的装配方法，包括如下步骤：
A)将所述左侧外板和左侧内板夹住所述薄壁封闭截面零件端头的一个侧壁，并推入，直至所述右侧外板和右侧内板接触到所述薄壁封闭截面零件端头的另一个侧壁；
B)横向推动所述连接板，使所述左侧内板适当弯曲，从而使所述右侧内板卡入所述薄壁封闭截面零件的内侧；
C)将所述连接板继续向所述薄壁封闭截面零件内推入，直至所述左侧内板和右侧内板上的凸台均卡入所述薄壁封闭截面零件的装配孔上。
优选地，所述左侧内板和右侧内板上均设有长圆孔，所述左侧外板上设有与所述左侧内板上长圆孔配套的长圆孔，所述右侧外板上设有与所述右侧内板上长圆孔配套的长圆孔，所述凸台卡入所述薄壁封闭截面零件的装配孔上后，通过所述左侧外板、左侧内板、右侧外板和右侧内板上的所述长圆孔配合拉铆钉将所述连接板和所述薄壁封闭截面零件铆紧。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、采用的凸台与装配孔配合的连接结构接触面积大，可承受较大的载荷而不引起局部变形；
2、相较焊接工艺，不需加热，薄壁封闭截面零件不易变形，也不影响其物理和机械性能，同时还可用于不同材质的零件间的连接；
3、相较铆接工艺，改变了铆钉及零件的受力方式，铆钉不承担传递载荷的职责，仅需将连接板的内外板拉紧以防止内板凸台从薄壁封闭截面零件的装配孔中脱出，即使薄壁封闭截面零件上的铆钉孔因长时间振动而磨损扩大，铆钉的拉紧作用也不会失效，从而保证整个结构的可靠性；
4、相较螺栓连接工艺，不产生垂直于薄壁封闭截面零件表面的局部压力，不引起截面的变形，不需要预埋螺母或螺栓，连接处没有明显突出物，不影响外观；
5、连接板截面为不等高的U型结构，便于装配。
附图说明
图1为本发明薄壁封闭截面零件的连接结构中连接板的结构示意图；
图2为本发明薄壁封闭截面零件的连接结构中薄壁封闭截面零件的结构示意图；
图3为图1的侧视图；
图4为图1端部的放大图；
图5为本发明薄壁封闭截面零件的连接结构装配方法步骤A)的示意图；
图6为本发明薄壁封闭截面零件的连接结构装配方法步骤B)的示意图；
图7为本发明薄壁封闭截面零件的连接结构装配方法步骤C)的示意图；
图8为本发明薄壁封闭截面零件的连接结构装配方法中使用拉铆钉将连接板和薄壁封闭截面零件铆紧的示意图。
图中各部件标号如下：
薄壁封闭截面零件1、连接板2、底板3、左侧外板4、右侧外板5、左侧内板6、右侧内板7、间隙8、侧壁9、凸台10、装配孔11、导向斜面12、长圆孔13、拉铆钉14。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1、图2、图3及图4所示，本发明一种薄壁封闭截面零件的连接结构，包括薄壁封闭截面零件1，还包括连接板2，连接板2包括底板3，底板3的两侧分别设有左侧外板4和右侧外板5，左侧外板4和右侧外板5均与底板3垂直，连接板2的截面呈U型结构，左侧外板4的高度大于右侧外板5，底板3上靠近左侧外板4的位置还垂直设有若干个左侧内板6，底板3上靠近右侧外板5的位置还垂直设有若干个右侧内板7，左侧外板4和左侧内板6之间留有间隙8，右侧外板5和右侧内板7之间留有间隙8，间隙8的宽度大于薄壁封闭截面零件1侧壁9的壁厚，薄壁封闭截面零件1两侧的侧壁9可同时分别插入两个间隙8内，左侧内板6和右侧内板7朝外一侧均设有凸台10，薄壁封闭零件1两侧的侧壁9上设有与凸台10配合的装配孔11。
本实施例中，左侧外板4和左侧内板6等高，右侧外板5和右侧内板7等高。
另外，凸台10靠外的一侧设有导向斜面12，便于将薄壁封闭截面零件1侧壁插入。
本实施例中，左侧内板6和右侧内板7上均设有长圆孔13，左侧外板4上设有与左侧内板6上长圆孔13配套的长圆孔13，右侧外板5上设有与右侧内板7上长圆孔13配套的长圆孔13。
本实施例中，连接板2的底板3料厚较大，可供钻孔或焊接，以便于其它零件连接或传递较大载荷。
本实施例薄壁封闭截面零件的连接结构的装配方法，包括如下步骤：
A)如图5所示，将左侧外板4和左侧内板6夹住薄壁封闭截面零件1端头的一个侧壁9，并推入，直至右侧外板5和右侧内板7接触到薄壁封闭截面零件1端头的另一个侧壁9；
B)如图6所示，横向推动连接板2，使左侧内板6适当弯曲，从而使右侧内板7卡入薄壁封闭截面零件1的内侧；
C)如图7所示，将连接板2继续向薄壁封闭截面零件1内推入，直至左侧内板6和右侧内板7上的凸台10均卡入薄壁封闭截面零件1的装配孔11上。
另外，如图8所示，凸台10卡入薄壁封闭截面零件1的装配孔11上后，通过左侧外板4、左侧内板6、右侧外板5和右侧内板7上的长圆孔13配合拉铆钉14将连接板2和薄壁封闭截面零件1铆紧。
本发明采用了榫卯结构的原理，在薄壁封闭截面零件1上开装配孔11，在连接板2对应设置凸台10，通过凸台10与装配孔11的配合实现两个零件间的连接，加大接触面积已承受较大的载荷；同时，连接板2两侧采用双层结构，从薄壁封闭截面零件1端头插入并将其夹住，防止凸台10从装配孔11中脱出。
本发明的关键点在于：连接板2通过凸台10插入薄壁封闭截面零件1上的装配孔11以传递载荷，改变了薄壁封闭截面零件1的受力方向，增加了受力面积；同时，连接板2截面为不等高的U型结构，便于装配；另外，连接板2的侧边为双层结构，可将薄壁封闭截面零件1的侧壁9可靠限位.
本发明薄壁封闭截面零件的连接结构及装配方法，采用的凸台10与装配孔11配合的连接结构接触面积大，可承受较大的载荷而不引起局部变形；相较焊接工艺，不需加热，薄壁封闭截面零件1不易变形，也不影响其物理和机械性能，同时还可用于不同材质的零件间的连接；相较铆接工艺，改变了铆钉及零件的受力方式，铆钉不承担传递载荷的职责，仅需将连接板2的内外板拉紧以防止内板凸台10从薄壁封闭截面零件1的装配孔11中脱出，即使薄壁封闭截面零件1上的铆钉孔因长时间振动而磨损扩大，铆钉的拉紧作用也不会失效，从而保证整个结构的可靠性；相较螺栓连接工艺，不产生垂直于薄壁封闭截面零件1表面的局部压力，不引起截面的变形，不需要预埋螺母或螺栓，连接处没有明显突出物，不影响外观；连接板2截面为不等高的U型结构，便于装配。

Claims (6)

1.一种薄壁封闭截面零件的连接结构，包括薄壁封闭截面零件(1)，其特征在于：还包括连接板(2)，所述连接板(2)包括底板(3)，所述底板(3)的两侧分别设有左侧外板(4)和右侧外板(5)，所述左侧外板(4)和右侧外板(5)均与所述底板(3)垂直，所述连接板(2)的截面呈U型结构，所述左侧外板(4)的高度大于所述右侧外板(5)，所述底板(3)上靠近所述左侧外板(4)的位置还垂直设有若干个左侧内板(6)，所述底板(3)上靠近所述右侧外板(5)的位置还垂直设有若干个右侧内板(7)，所述左侧外板(4)和左侧内板(6)之间留有间隙(8)，所述右侧外板(5)和右侧内板(7)之间留有间隙(8)，所述间隙(8)的宽度大于所述薄壁封闭截面零件(1)侧壁(9)的壁厚，所述薄壁封闭截面零件(1)两侧的侧壁(9)可同时分别插入两个所述间隙(8)内，所述左侧内板(6)和右侧内板(7)朝外一侧均设有凸台(10)，所述薄壁封闭零件(1)两侧的侧壁(9)上设有与所述凸台(10)配合的装配孔(11)。
2.根据权利要求1所述薄壁封闭截面零件的连接结构，其特征在于：所述左侧外板(4)和左侧内板(6)等高，所述右侧外板(5)和右侧内板(7)等高。
3.根据权利要求2所述薄壁封闭截面零件的连接结构，其特征在于：所述凸台(10)靠外的一侧设有导向斜面(12)。
4.根据权利要求1所述薄壁封闭截面零件的连接结构，其特征在于：所述左侧内板(6)和右侧内板(7)上均设有长圆孔(13)，所述左侧外板(4)上设有与所述左侧内板(6)上长圆孔(13)配套的长圆孔(13)，所述右侧外板(5)上设有与所述右侧内板(7)上长圆孔(13)配套的长圆孔(13)。
5.一种如权利要求1所述薄壁封闭截面零件的连接结构的装配方法，其特征在于：包括如下步骤：
A)将所述左侧外板(4)和左侧内板(6)夹住所述薄壁封闭截面零件(1)端头的一个侧壁(9)，并推入，直至所述右侧外板(5)和右侧内板(7)接触到所述薄壁封闭截面零件(1)端头的另一个侧壁(9)；
B)横向推动所述连接板(2)，使所述左侧内板(6)适当弯曲，从而使所述右侧内板(7)卡入所述薄壁封闭截面零件(1)的内侧；
C)将所述连接板(2)继续向所述薄壁封闭截面零件(1)内推入，直至所述左侧内板(6)和右侧内板(7)上的凸台(10)均卡入所述薄壁封闭截面零件(1)的装配孔(11)上。
6.根据权利要求1所述薄壁封闭截面零件的连接结构的装配方法，其特征在于：所述左侧内板(6)和右侧内板(7)上均设有长圆孔(13)，所述左侧外板(4)上设有与所述左侧内板(6)上长圆孔(13)配套的长圆孔(13)，所述右侧外板(5)上设有与所述右侧内板(7)上长圆孔(13)配套的长圆孔(13)，所述凸台(10)卡入所述薄壁封闭截面零件(1)的装配孔(11)上后，通过所述左侧外板(4)、左侧内板(6)、右侧外板(5)和右侧内板(7)上的所述长圆孔(13)配合拉铆钉(14)将所述连接板(2)和所述薄壁封闭截面零件(1)铆紧。
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