CN204871192U - 一种铝合金车架 - Google Patents

Abstract

一种铝合金车架，包括主梁和加强梁，主梁为工字梁，主梁前端的底部经切割形成有切割边，切割边与加强梁固定连接，主梁包括上腹板、竖板和下腹板，所述上腹板的中部通过竖板与下腹板的中部固定连接形成工字梁结构，所述切割边位于竖板的前端；所述加强梁与切割边的弯曲弧度相同，加强梁包括两条平行设置的侧夹板和底板，两条侧夹板均与底板垂直连接，所述两条侧夹板之间近底板处开设有粘胶槽；所述两条侧夹板分别设置于切割边的两侧，两条侧夹板的中部通过多个铆钉沿切割边与竖板相铆接，所述切割边通过粘胶与粘胶槽相粘接，所述底板的尾端与下腹板的前端相焊接。本设计不仅机械强度高，而且使用寿命长，制造成本低。

Description

一种铝合金车架

技术领域

本实用新型涉及一种车架梁结构，尤其涉及一种铝合金车架，具体适用于增强车架的接卸强度、延长车架使用寿命。

背景技术

车架纵梁是车辆重要的承载部分，传统的钢结构车身多采用U形冲压件作为纵梁，对于轻量化的铝合金车辆往往采用“工”字形挤压型材作为车架纵梁。车架纵梁中部和后部的高度是一致的，但其前端高度有所变化，通常是保证纵梁的上表面一致，而前段的下边由后向前逐渐抬高，这种结构对于钢结构的U形车架而言可以采用钢板冲压成型，而铝合金车架不宜采用冲压件，需要利用铝合金挤压型材进行加工生成。

中国专利申请公布号为CN103042357A，申请公布日为2013年4月17日的发明专利公开了一种铝合金大梁的加工方法及加工工装，包括以下步骤：将工字型的铝合金大梁一次挤压成型；切割腹板，在腹板与下翼板之间形成鹅颈形空洞，所述鹅颈形空洞依次包括水平部、第一倾斜部和第二倾斜部，所述水平部顶端与所述下翼间的距离为所述腹板高度的3/8-5/8，所述第一倾斜部顶端与水平线间的夹角为3-30°，所述第二倾斜部顶端与水平线间的夹角为15-60°；将工装的支架放置在所述下翼板两侧，工装顶端内侧与千斤顶相连的压柄正对下翼板；开启工装，使得所述鹅颈形空洞底端的下翼板与所述鹅颈形空洞顶端贴合。虽然该发明能够解决铝合金车架纵梁的造型问题，但其仍存在以下缺陷：

1、该发明的纵梁前端高度变小，而腹板的厚度不变，造成纵梁前端机械强度降低，载重能力较差。

2、该发明的下翼板与腹板之间单靠焊接进行连接，其焊接部位的强度为基材的70％左右，并且还存在焊接变形的风险，进而造成纵梁前端机械强度低，可靠性差的问题。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的机械强度低的问题，提供一种机械强度高的铝合金车架。

为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是：

一种铝合金车架，包括主梁和加强梁，所述主梁为工字梁，主梁前端的底部经切割形成有切割边，所述切割边与加强梁固定连接，

所述主梁包括上腹板、竖板和下腹板，所述上腹板的中部通过竖板与下腹板的中部固定连接形成工字梁结构，所述切割边位于竖板的前端；

所述加强梁与切割边的弯曲弧度相同，加强梁包括两条平行设置的侧夹板和底板，两条侧夹板均与底板垂直连接，所述两条侧夹板之间近底板处开设有粘胶槽；

所述两条侧夹板分别设置于切割边的两侧，两条侧夹板的中部通过多个铆钉沿切割边与竖板相铆接，所述切割边通过粘胶与粘胶槽相粘接，所述底板的尾端与下腹板的前端相焊接。

所述两条侧夹板的顶部分别与竖板的左、右侧壁相焊接；

所述竖板12的厚度为m毫米，所述两条侧夹板21的厚度均为n毫米，所述粘胶槽24的宽度为k毫米,其中10≤m≤24,0.5m≤n≤0.5m+2，m+1≤k≤m+3。

所述竖板上近切割边处均匀开设有多个主梁铆钉孔，所述主梁铆钉孔的孔径为10毫米～14毫米，相邻两主梁铆钉孔的间距为100毫米～200毫米，所述多个主梁铆钉孔的孔心到切割边的距离相等，主梁铆钉孔的孔心到切割边的距离为20毫米～60毫米；

所述两条侧夹板上均开设有多个铆钉孔，所述铆钉孔与主梁铆钉孔的孔径相同、位置对应。

所述切割边包括直切边和弧切边，所述直切边与上腹板相平行，直切边的首端端点位于竖板的前端线上，直切边的尾端端点与弧切边的首端端点相重合，弧切边的尾端端点位于下腹板上；

所述弧切边为圆弧线，弧切边的首端端点处的切线与直切边相重合，弧切边的圆心位于垂直于直切边垂足为弧切边的首端端点的直线上；

所述直切边的长度为a毫米，所述弧切边在水平方向上的长度为b毫米，所述主梁在竖直方向上的高度为c毫米，所述直切边到上腹板顶面的距离为d毫米，所述弧切边的圆弧线半径为毫米；

其中800≤a≤2000,800≤b≤2000,2000≤a+b≤4000,200≤c≤400,100≤d≤150。

所述粘胶为环氧结构胶、硅酮结构胶、丙烯酸胶或聚氨酯胶。

所述主梁和加强梁均为铝合金材质，侧夹板与竖板之间、底板与下腹板之间均采用电弧焊、离子弧焊、电子束焊或激光焊。

所述上腹板与竖板、竖板与下腹板、侧夹板与底板之间的连接处均设置有圆角。

一种铝合金车架制作方法，包括主梁加工、加强梁加工和车架梁组装三个步骤；

第一步：主梁加工，首先将铝合金挤压成工字梁结构作为主梁的基材，在工字梁的一端根据直切边和弧切边得各参数绘出切割线；然后利用切割机沿切割线切除工字梁一端的边角，此时形成带有切割边的主梁，此时主梁加工完成；

第二步：加强梁加工，首先将铝合金挤压成“丌”字梁结构作为加强梁的基材，此时粘胶槽已挤压成型；然后利用折弯机将加强梁的基材进行弯折，此时底板22的弯折幅度与切割边切割线相同，两条侧夹板位于底板弧面的外侧，此时加强梁加工完成；

第三步：车架梁组装，首先在第二步所得的加强梁的粘胶槽内涂抹上粘胶；然后将主梁的切割边插入粘胶槽内，使切割边抵住粘胶槽的槽底；待粘胶风干固定后，按照孔距要求在两条侧夹板与竖板的重合区域沿切割边均匀钻取多个铆钉孔，每次钻孔可得到一个主梁铆钉孔和两个铆钉孔；再利用铆钉机在钻取的孔上安装铆钉；最后将底板的尾端与下腹板的前端之间的缝隙和侧夹板的顶部与竖板的侧壁之间的缝隙进行焊接，此时车架梁组装完成，铝合金车架制作完成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型一种铝合金车架中通过主梁与加强梁的对接实现车架纵梁的结构渐变，主梁与加强梁主要通过铆接进行连接，再加以焊接、粘接进行辅助连接，有效提升了主梁与加强梁之间的连接强度提高了车架的整体手里性能。因此，本设计的铝合金车架连接牢固、机械强度高。

2、本实用新型一种铝合金车架中竖板与两侧的侧夹板相铆接，增加了车架纵梁的厚度，提高了车架纵梁的受力性能，降低了车架纵梁前端的形状变化对车架整体机械性能的影响。因此，本设计连接可靠、机械性能好。

3、本发明一种铝合金车架中的切割边采用直切边与弧切边相连接的结构，切直切边位于弧切边的切线上，使得切割边曲线平滑，有效提高车架纵梁的受力能力。因此，本设计的切割边曲线平滑、车架受力能力佳。

4、本实用新型一种铝合金车架在制作时主梁与加强梁的基材均为冲压件，有效提高了车架纵梁的机械性能，有效降低纵梁的生产像成本。因此，本设计机械性能优、制造成本低。

5、本实用新型一种铝合金车架在制作时采用先铆接再焊接的连接工艺，能够避免焊接变形，同时本方法无需专用的焊装夹具，有益于保证焊接的连接质量。因此，本设计焊接可靠，不易形变。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是图1中主梁的结构示意图。

图4是图1中加强梁的结构示意图。

图5是图3中切割边的结构示意图。

图中：主梁1、上腹板11、竖板12、下腹板13、切割边14、主梁铆钉孔15、直切边16、弧切边17、加强梁2、侧夹板21、底板22、铆钉孔23、粘胶槽24、铆钉3、粘胶4。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参见图1～图5，一种铝合金车架，包括主梁1和加强梁2，所述主梁1为工字梁，主梁1前端的底部经切割形成有切割边14，所述切割边14与加强梁2固定连接，

所述主梁1包括上腹板11、竖板12和下腹板13，所述上腹板11的中部通过竖板12与下腹板13的中部固定连接形成工字梁结构，所述切割边14位于竖板12的前端；

所述加强梁2与切割边14的弯曲弧度相同，加强梁2包括两条平行设置的侧夹板21和底板22，两条侧夹板21均与底板22垂直连接，所述两条侧夹板21之间近底板22处开设有粘胶槽24；

所述两条侧夹板21分别设置于切割边14的两侧，两条侧夹板21的中部通过多个铆钉3沿切割边14与竖板12相铆接，所述切割边14通过粘胶4与粘胶槽24相粘接，所述底板22的尾端与下腹板13的前端相焊接。

所述两条侧夹板21的顶部分别与竖板12的左、右侧壁相焊接；

所述竖板12的厚度为m毫米，所述两条侧夹板21的厚度均为n毫米，所述粘胶槽24的宽度为k毫米,其中10≤m≤24,0.5m≤n≤0.5m+2，m+1≤k≤m+3。

所述竖板12上近切割边14处均匀开设有多个主梁铆钉孔15，所述主梁铆钉孔15的孔径为10毫米～14毫米，相邻两主梁铆钉孔15的间距为100毫米～200毫米，所述多个主梁铆钉孔15的孔心到切割边14的距离相等，主梁铆钉孔15的孔心到切割边14的距离为20毫米～60毫米；

所述两条侧夹板21上均开设有多个铆钉孔23，所述铆钉孔23与主梁铆钉孔15的孔径相同、位置对应。

所述切割边14包括直切边16和弧切边17，所述直切边16与上腹板11相平行，直切边16的首端端点位于竖板12的前端线上，直切边16的尾端端点与弧切边17的首端端点相重合，弧切边17的尾端端点位于下腹板13上；

所述弧切边17为圆弧线，弧切边17的首端端点处的切线与直切边16相重合，弧切边17的圆心位于垂直于直切边16垂足为弧切边17的首端端点的直线上；

所述直切边16的长度为a毫米，所述弧切边17在水平方向上的长度为b毫米，所述主梁1在竖直方向上的高度为c毫米，所述直切边16到上腹板11顶面的距离为d毫米，所述弧切边17的圆弧线半径为毫米；

其中800≤a≤2000,800≤b≤2000,2000≤a+b≤4000,200≤c≤400,100≤d≤150。

所述粘胶4为环氧结构胶、硅酮结构胶、丙烯酸胶或聚氨酯胶。

所述主梁1和加强梁2均为铝合金材质，侧夹板21与竖板12之间、底板22与下腹板13之间均采用电弧焊、离子弧焊、电子束焊或激光焊。

所述上腹板11与竖板12、竖板12与下腹板13、侧夹板21与底板22之间的连接处均设置有圆角。

一种铝合金车架制作方法，包括主梁加工、加强梁加工和车架梁组装三个步骤；

第一步：主梁加工，首先将铝合金挤压成工字梁结构作为主梁1的基材，在工字梁的一端根据直切边16和弧切边17得各参数绘出切割线；然后利用切割机沿切割线切除工字梁一端的边角，此时形成带有切割边14的主梁1，此时主梁1加工完成；

第二步：加强梁加工，首先将铝合金挤压成“不”字梁结构作为加强梁2的基材，此时粘胶槽24已挤压成型；然后利用折弯机将加强梁2的基材进行弯折，此时底板22的弯折幅度与切割边14切割线相同，两条侧夹板21位于底板22弧面的外侧，此时加强梁2加工完成；

第三步：车架梁组装，首先在第二步所得的加强梁2的粘胶槽24内涂抹上粘胶4；然后将主梁1的切割边14插入粘胶槽24内，使切割边14抵住粘胶槽24的槽底；待粘胶4风干固定后，按照孔距要求在两条侧夹板21与竖板12的重合区域沿切割边14均匀钻取多个铆钉孔，每次钻孔可得到一个主梁铆钉孔15和两个铆钉孔23；再利用铆钉机在钻取的孔上安装铆钉；最后将底板22的尾端与下腹板13的前端之间的缝隙和侧夹板21的顶部与竖板12的侧壁之间的缝隙进行焊接，此时车架梁组装完成，铝合金车架制作完成。

本实用新型的原理说明如下：

在本设计的制造方法中，先采用粘接方式，固定主梁1与加强梁2的相对位置，然后钻孔对主梁1与加强梁2进行铆接，最后将主梁1与加强梁2之间的缝隙进行焊接；整个过程无需辅助定位工具完成铆接与焊接，有效防止焊接变形。

实施例1：

一种铝合金车架，包括主梁1和加强梁2，所述主梁1为工字梁，主梁1前端的底部经切割形成有切割边14，所述切割边14与加强梁2固定连接，所述主梁1包括上腹板11、竖板12和下腹板13，所述上腹板11的中部通过竖板12与下腹板13的中部固定连接形成工字梁结构，所述切割边14位于竖板12的前端；所述加强梁2与切割边14的弯曲弧度相同，加强梁2包括两条平行设置的侧夹板21和底板22，两条侧夹板21均与底板22垂直连接，所述两条侧夹板21之间近底板22处开设有粘胶槽24；所述两条侧夹板21分别设置于切割边14的两侧，两条侧夹板21的中部通过多个铆钉3沿切割边14与竖板12相铆接，所述切割边14通过粘胶4与粘胶槽24相粘接，所述底板22的尾端与下腹板13的前端相焊接；所述两条侧夹板21的顶部分别与竖板12的左、右侧壁相焊接；所述竖板12的厚度为m毫米，所述两条侧夹板21的厚度均为n毫米，所述粘胶槽24的宽度为k毫米,其中10≤m≤24,0.5m≤n≤0.5m+2，m+1≤k≤m+3；所述竖板12上近切割边14处均匀开设有多个主梁铆钉孔15，所述主梁铆钉孔15的孔径为10毫米～14毫米，相邻两主梁铆钉孔15的间距为100毫米～200毫米，所述多个主梁铆钉孔15的孔心到切割边14的距离相等，主梁铆钉孔15的孔心到切割边14的距离为20毫米～60毫米；所述两条侧夹板21上均开设有多个铆钉孔23，所述铆钉孔23与主梁铆钉孔15的孔径相同、位置对应；所述切割边14包括直切边16和弧切边17，所述直切边16与上腹板11相平行，直切边16的首端端点位于竖板12的前端线上，直切边16的尾端端点与弧切边17的首端端点相重合，弧切边17的尾端端点位于下腹板13上；所述弧切边17为圆弧线，弧切边17的首端端点处的切线与直切边16相重合，弧切边17的圆心位于垂直于直切边16垂足为弧切边17的首端端点的直线上；所述直切边16的长度为a毫米，所述弧切边17在水平方向上的长度为b毫米，所述主梁1在竖直方向上的高度为c毫米，所述直切边16到上腹板11顶面的距离为d毫米，所述弧切边17的圆弧线半径为毫米；其中800≤a≤2000,800≤b≤2000,2000≤a+b≤4000,200≤c≤400,100≤d≤150；所述粘胶4为环氧结构胶、硅酮结构胶、丙烯酸胶或聚氨酯胶；所述主梁1和加强梁2均为铝合金材质，侧夹板21与竖板12之间、底板22与下腹板13之间均采用电弧焊、离子弧焊、电子束焊或激光焊；所述上腹板11与竖板12、竖板12与下腹板13、侧夹板21与底板22之间的连接处均设置有圆角。

一种铝合金车架制作方法，包括主梁加工、加强梁加工和车架梁组装三个步骤；

第一步：主梁加工，首先将铝合金挤压成工字梁结构作为主梁1的基材，在工字梁的一端根据直切边16和弧切边17得各参数绘出切割线；然后利用切割机沿切割线切除工字梁一端的边角，此时形成带有切割边14的主梁1，此时主梁1加工完成；

第二步：加强梁加工，首先将铝合金挤压成“不”字梁结构作为加强梁2的基材，此时粘胶槽24已挤压成型；然后利用折弯机将加强梁2的基材进行弯折，此时底板22的弯折幅度与切割边14切割线相同，两条侧夹板21位于底板22弧面的外侧，此时加强梁2加工完成；

第三步：车架梁组装，首先在第二步所得的加强梁2的粘胶槽24内涂抹上粘胶4；然后将主梁1的切割边14插入粘胶槽24内，使切割边14抵住粘胶槽24的槽底；待粘胶4风干固定后，按照孔距要求在两条侧夹板21与竖板12的重合区域沿切割边14均匀钻取多个铆钉孔，每次钻孔可得到一个主梁铆钉孔15和两个铆钉孔23；再利用铆钉机在钻取的孔上安装铆钉；最后将底板22的尾端与下腹板13的前端之间的缝隙和侧夹板21的顶部与竖板12的侧壁之间的缝隙进行焊接，此时车架梁组装完成，铝合金车架制作完成。

实施例2

实施例2与实施例1基本相同其不同之处在于：

所述直切边16的长度a为1000毫米，所述弧切边17在水平方向上的长度b为1000毫米，所述主梁1在竖直方向上的高度c为300毫米，所述直切边16到上腹板11顶面的距离为120毫米；所述竖板12的厚度m为12毫米，所述两条侧夹板21的厚度n为6毫米，所述粘胶槽24的宽度k为14毫米；主梁铆钉孔15的孔径为12毫米，相邻两主梁铆钉孔15的间距为120毫米，主梁铆钉孔15的孔心到切割边14的距离为30毫米。

Claims (7)

1.一种铝合金车架，包括主梁(1)和加强梁(2)，所述主梁(1)为工字梁，主梁(1)前端的底部经切割形成有切割边(14)，所述切割边(14)与加强梁(2)固定连接，其特征在于：

所述主梁(1)包括上腹板(11)、竖板(12)和下腹板(13)，所述上腹板(11)的中部通过竖板(12)与下腹板(13)的中部固定连接形成工字梁结构，所述切割边(14)位于竖板(12)的前端；

所述加强梁(2)与切割边(14)的弯曲弧度相同，加强梁(2)包括两条平行设置的侧夹板(21)和底板(22)，两条侧夹板(21)均与底板(22)垂直连接，所述两条侧夹板(21)之间近底板(22)处开设有粘胶槽(24)；

所述两条侧夹板(21)分别设置于切割边(14)的两侧，两条侧夹板(21)的中部通过多个铆钉(3)沿切割边(14)与竖板(12)相铆接，所述切割边(14)通过粘胶(4)与粘胶槽(24)相粘接，所述底板(22)的尾端与下腹板(13)的前端相焊接。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金车架，其特征在于：

所述两条侧夹板(21)的顶部分别与竖板(12)的左、右侧壁相焊接；

所述竖板(12)的厚度为m毫米，所述两条侧夹板(21)的厚度均为n毫米，所述粘胶槽(24)的宽度为k毫米,其中10≤m≤24,0.5m≤n≤0.5m+2，m+1≤k≤m+3。

3.根据权利要求1或2所述的一种铝合金车架，其特征在于：所述竖板(12)上近切割边(14)处均匀开设有多个主梁铆钉孔(15)，所述主梁铆钉孔(15)的孔径为10毫米～14毫米，相邻两主梁铆钉孔(15)的间距为100毫米～200毫米，所述多个主梁铆钉孔(15)的孔心到切割边(14)的距离相等，主梁铆钉孔(15)的孔心到切割边(14)的距离为20毫米～60毫米；

所述两条侧夹板(21)上均开设有多个铆钉孔(23)，所述铆钉孔(23)与主梁铆钉孔(15)的孔径相同、位置对应。

4.根据权利要求3所述的一种铝合金车架，其特征在于：所述切割边(14)包括直切边(16)和弧切边(17)，所述直切边(16)与上腹板(11)相平行，直切边(16)的首端端点位于竖板(12)的前端线上，直切边(16)的尾端端点与弧切边(17)的首端端点相重合，弧切边(17)的尾端端点位于下腹板(13)上；

所述弧切边(17)为圆弧线，弧切边(17)的首端端点处的切线与直切边(16)相重合，弧切边(17)的圆心位于垂直于直切边(16)垂足为弧切边(17)的首端端点的直线上；

所述直切边(16)的长度为a毫米，所述弧切边(17)在水平方向上的长度为b毫米，所述主梁(1)在竖直方向上的高度为c毫米，所述直切边(16)到上腹板(11)顶面的距离为d毫米，所述弧切边(17)的圆弧线半径为毫米；

其中800≤a≤2000,800≤b≤2000,2000≤a+b≤4000,200≤c≤400,100≤d≤150。

5.根据权利要求4所述的一种铝合金车架，其特征在于：所述粘胶(4)为环氧结构胶、硅酮结构胶、丙烯酸胶或聚氨酯胶。

6.根据权利要求4所述的一种铝合金车架，其特征在于：所述主梁(1)和加强梁(2)均为铝合金材质，侧夹板(21)与竖板(12)之间、底板(22)与下腹板(13)之间均采用电弧焊、离子弧焊、电子束焊或激光焊。

7.根据权利要求4所述的一种铝合金车架，其特征在于：所述上腹板(11)与竖板(12)、竖板(12)与下腹板(13)、侧夹板(21)与底板(22)之间的连接处均设置有圆角。