CN220186508U - 一种用于汽车的高强辊压型材 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于汽车的高强辊压型材，所述辊压型材是由围合件和嵌入件组合焊接而成的、包含四个呈“田”字型排布封闭型腔的闭合型腔体；所述围合件为外廓面矩形的半封闭型腔，板材两端对称地弯折成外廓矩形后、继续向矩形内部反折形成第一内腔、第二内腔，第一内腔、第二内腔对称设置，且第一内腔、第二内腔之间设置有一用于容置平面板状的嵌入件的开口，嵌入件与围合件组合后形成对称的第三内腔、第四内腔。本实用新型具有高强度、充足刚性和很强的抗弯强度，能够有效分散和缓冲撞击力，避免局部受力过大，具有良好的抗冲击性能；本实用新型还设置有三层的加强支撑部，可有效抵抗型材的碰撞折弯变形。

Description

一种用于汽车的高强辊压型材

技术领域

本实用新型涉及汽车型材技术领域，特别涉及一种用于汽车的高强辊压型材。

背景技术

随着汽车产业的普及，人们对汽车的安全性能越来越关注，汽车安全防护系统的安全性能显得尤为重要，尤其是对于汽车安全性能有重要影响的各种支撑部件，例如汽车防撞梁、电池壳边梁等。目前，上述支撑部件多采用辊压型材制作。传统的辊压型材往往通过增加材料厚度等方式来提高型材的强度，以此改善支撑部件的防撞性能；但是这种一味增加厚度的方式无法满足汽车轻量化这一设计要求，因此复杂截面的型材应用而生，通过型材间的相互连接来改善型材的强度。但是，这类复杂截面型材的成型难度很大，需要使用宽幅板材进行数十道次的连续辊压才能实现，如此长的连续辊压加工过程对产品每步的加工精度都有着极高的要求，一点小偏差都可能累积成较大偏差，导致型材焊接时产生偏差、降低型材的整体强度，甚至造成型材的报废和板材的浪费；而且，该加工设备辊压线长、占地面积大，对生产线的动力等各方面要求较高，工艺过程相对复杂，能耗很大。另外，研发结构设计更为合理的型材结构，在确保安全性能的同时尽可能进行减重，始终是业内人士不断进行的研发方向。

因此，如何在确保型材高强度和安全性能的同时，进一步降低型材重量、并改善型材的加工难度，成为目前业内人士正在研究的重要课题。

实用新型内容

为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种用于汽车的高强辊压型材。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种用于汽车的高强辊压型材，所述辊压型材是由围合件和嵌入件组合焊接而成的、包含四个呈“田”字型排布封闭型腔的闭合型腔体；所述围合件为外廓面矩形的半封闭型腔，板材两端对称地弯折成外廓矩形后、继续向矩形内部反折形成第一内腔、第二内腔，第一内腔、第二内腔对称设置，且第一内腔、第二内腔之间设置有一用于容置平面板状的嵌入件的开口，嵌入件插入围合件开口、延伸并焊接在围合件腔体的后部，围合件和嵌入件组合后形成对称的第三内腔、第四内腔。

本实用新型的进一步改进在于：所述第一内腔、第二内腔、第三内腔、第四内腔均为矩形中空腔体。

本实用新型的进一步改进在于：所述围合件包括第一前侧壁、第二前侧壁、后侧壁、左侧壁、右侧壁、第一横折壁、第一纵折壁、第二横折壁、第二纵折壁；所述第一前侧壁、第一横折壁、第一纵折壁及左侧壁围合形成第一内腔，第一纵折壁与左侧壁焊接连接；所述第二前侧壁、第二横折壁、第二纵折壁及右侧壁围合形成第二内腔，第二纵折壁与右侧壁焊接连接。

本实用新型的进一步改进在于：所述嵌入件的前部与第一横折壁、第二横折壁通过激光焊接形成三层加强支撑部，嵌入件的后端焊接在后侧壁上。

本实用新型的进一步改进在于：所述嵌入件、后侧壁、左侧壁、第一纵折壁围合形成第三内腔，所述嵌入件、后侧壁、右侧壁、第二纵折壁围合形成第四内腔，第三内腔、第四内腔以嵌入件为轴左右对称。

本实用新型的进一步改进在于：所述嵌入件的板材厚度不小于所述围合件的板材厚度。

本实用新型的进一步改进在于：所述围合件的弯折角为圆角。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：

本实用新型公开了一种用于汽车的高强辊压型材，由两种不同结构的辊压型材焊接组合而成，具有四个呈“田”字型排布的矩形封闭型腔，通过嵌入件与第一纵折壁、第二纵折壁的连接实现了对型材内部的有效支撑，使该型材具有高强度、充足刚性和很强的抗弯强度；呈“田”字型的双排内腔结构，受撞击时可通过两排内腔进行双重缓冲，大幅消减了对于设备端的冲击力，有效保护了型材内部的设备。

本实用新型还设置有三层的加强支撑部，有效提高了辊压型材的强度和抗弯性，尤其在抵抗来自正面碰撞的冲击力时，可以明显提高型材受撞击时的抗弯性能，有效抵抗型材的碰撞折弯变形。

本实用新型中，嵌入件的板材厚度与围合件的板材厚度可以相同，也可以不同。经试验验证，采用两种不同厚度的板材来加工围合件和嵌入件，围合件的板材厚度适度降低，并不会影响型材本身对强度和刚性，且进一步降低了型材的重量，符合高强度、轻量化的要求，具有更广泛的适用性。

从加工角度来看，本实用新型金属板材整体的弯折角度减少，也没有成型盲角，成型难度明显降低；板材的宽度降低，辊压成型的组数可大幅减少；同时，由于辊压成型组数的大幅减少，还消除了传统成型工艺叠加板材所造成的板材浪费，减少板材用量，在降低材料成本的同时使产品轻量化程度更高。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的截形图；

图2为本实用新型实施例2的截形图；

图3为本实用新型实施例3的截形图；

图4为本实用新型实施例4的截形图；

图5为本实用新型与传统田字型型材的轻量化效果示意图；

图中，1、围合件，1-1、第一前侧壁，1-2、第二前侧壁，1-3、后侧壁，1-4、左侧壁，1-5、右侧壁，1-6、第一横折壁，1-7、第一纵折壁，1-8、第二横折壁，1-9、第二纵折壁，2、嵌入件，3、第一内腔，4、第二内腔，5、第三内腔，6、第四内腔，7、弯折焊端。

具体实施方式

下面通过参考附图来详细说明本实用新型。

实施例1

一种用于汽车的高强辊压型材，如图1所示，所述辊压型材是由围合件1和嵌入件2组合焊接而成的闭合型腔体，其中，所述围合件1为冷弯辊压而成的、带有两个内腔的半封闭型材，在围合件1的两个内腔之间设有一开口，所述嵌入件2为与所述开口相配适的平面板材；所述嵌入件2插入围合件1开口、延伸并焊接在围合件1腔体的后部，所述围合件1和嵌入件2组合后形成四个封闭型腔，截型呈“田”字型。

所述围合件1的外廓面为矩形，板材两端对称地弯折成外廓矩形后、继续向矩形内部反折形成第一内腔3、第二内腔4。具体来说，所述围合件1包括第一前侧壁1-1、第二前侧壁1-2、后侧壁1-3、左侧壁1-4、右侧壁1-5、第一横折壁1-6、第一纵折壁1-7、第二横折壁1-8、第二纵折壁1-9；所述第一前侧壁1-1、第二前侧壁1-2与后侧壁1-3相对设置，且第一前侧壁1-1、第二前侧壁1-2之间为用于插入嵌入件2的开口，所述左侧壁1-4、右侧壁1-5相对设置。如图1所示，所述第一前侧壁1-1、第一横折壁1-6、第一纵折壁1-7及左侧壁1-4围合形成第一内腔3，第一纵折壁1-7的末端焊接在左侧壁1-4上；所述第二前侧壁1-2、第二横折壁1-8、第二纵折壁1-9及右侧壁1-5围合形成第二内腔4，第二纵折壁1-9的末端焊接在右侧壁1-5上。

所述嵌入件2的板材厚度与开口的宽度匹配，且嵌入件2与左侧壁1-4、右侧壁1-5平行设置，嵌入件2的后端焊接在后侧壁1-3上。所述嵌入件2的前端与第一横折壁1-6、第二横折壁1-8通过激光焊接连成一体，形成三层加强支撑部，加强支撑部有效提高了辊压型材的强度和抗弯性，尤其在抵抗来自正面碰撞的冲击力时，可以明显提高型材受撞击时的抗弯性能，有效抵抗型材的碰撞折弯变形。同时，所述嵌入件2连接第一前侧壁1-1、第二前侧壁1-2，形成完整的前侧壁，使辊压型材的四个外壁均呈平面状，其中包括后侧壁1-3、左侧壁1-4、右侧壁1-5三个无焊接接头的光滑平面，整体表面质量高，应用范围广，即可作为汽车防撞梁使用、也可作为电池壳边梁或其他边梁类型材使用，作为电池壳边梁类型材使用时更加易于装配和连接。

所述嵌入件2与围合件1组合后，分隔形成了新的第三内腔5、第四内腔6。其中，第三内腔5由嵌入件2、后侧壁1-3、左侧壁1-4、第一纵折壁1-7围合形成，第四内腔6由嵌入件2、后侧壁1-3、右侧壁1-5、第二纵折壁1-9围合形成。所述第一内腔3、第二内腔4以嵌入件2为轴左右对称，第三内腔5、第四内腔6以嵌入件2为轴左右对称，形成双排对称布置的内腔结构。从力学角度来看，这样近似对称的内腔结构具有更强的防撞性能，不论哪个侧面受到撞击、不论从哪个方向进行撞击，撞击力都能通过相互连接支撑的板材进行立体状传递、实现撞击点处撞击力的快速卸力，瞬间减少撞击点的受力大小，避免撞击点处发生变形或断裂；而且，作为空腔结构，本身就具有良好的缓冲力的性能，双层空腔结构的设置，使得本型材的缓冲性能进一步提升，撞击力经过两层空腔，大幅消减了对于设备端的冲击力，有效保护了型材内部的设备。

所述第一纵折壁1-7与左侧壁1-4、第二纵折壁1-9与右侧壁1-5之间的焊接方式采用外折叠焊，即第一纵折壁1-7的开口端设置背离第一内腔3的弯折焊端7，第二纵折壁1-9的开口端设置背离第二内腔4的弯折焊端7。

所述嵌入件2与后侧壁1-3之间的焊接方式采用折叠焊，通过弯折焊端7与后侧壁1-3进行连接，焊面面积大、连接更稳固。

所述围合件1的弯折处为圆角，减少应力点，增加防撞性能。

实施例2

如图2所示，实施例2的型腔截型为与实施例1截型基本相同的“田”字型截型，区别在于：所述第一纵折壁1-7与左侧壁1-4、第二纵折壁1-9与右侧壁1-5之间的焊接方式采用内折叠焊，即第一纵折壁1-7的开口端设置指向第一内腔3的弯折焊端7，第二纵折壁1-9的开口端设置指向第二内腔4的弯折焊端7。

实施例3

如图3所示，实施例3的型腔截型为与实施例1截型基本相同的“田”字型截型，区别在于：所述嵌入件2与后侧壁1-3之间的焊接方式采用立焊，即嵌入件2的后端与后侧壁1-3之间通过点焊进行连接。

实施例4

如图4所示，实施例4的型腔截型为与实施例1截型基本相同的“田”字型截型，区别在于：所述第一横折壁1-6、第二横折壁1-8的长度小于左侧壁1-3/右侧壁1-4长度的1/2，即第一内腔3/第二内腔4的面积小于第三内腔5/第四内腔6的面积。

根据辊压型材的具体应用位置、以及其强度需求，可以通过调整第一横折壁1-6、第二横折壁1-8的长度来调整第一内腔3/第二内腔4的大小，灵活多变。

上述实施例1～实施例4中，所述第一纵折壁1-7、第二纵折壁1-9、嵌入件2端部设置的弯折焊端7长度均不小于8mm，以确保嵌入件2与后侧壁1-3之间的连接强度。

所述围合件1和嵌入件2的材料可相同、也可不同，优选嵌入件2选用强度更高的钢材种类，以在轻量化基础上保证型材的强度。

所述围合件1和嵌入件2可采用相同厚度的板材进行加工，出于轻量化的考虑，也可适度降低围合件1板材的厚度，不影响型材的强度。

关于第一纵折壁1-7、第二纵折壁1-9的焊接方式，可以根据强度要求和加工难度选择外折叠焊或内折叠焊，嵌入件2与后侧壁1-3的焊接方式可选择折叠焊或立焊，上述部位稳定焊接后均能保证连接强度和支撑强度，均属于本实用新型的保护范围。

本实用新型的外表面为平面，可以作为防撞梁或边梁类使用。加工时，可在围合件板材上预冲各种孔，便于辊压成型后在预冲孔位置安装其他附件。

本实用新型辊压型材通过连续弯折形成不同腔体结构的围合件、以及嵌入件与围合件的焊接连接方式等变化，构成一系列的横截面形状为“田”字型的型材结构，达到与车型适配的目的，应变性强，通用性高，且成本低。

类似的，在上述实施例的基础上，对于围合件和嵌入件具体结构的改进、截型尺寸的变动、焊接方式的调整等，同样属于本实用新型的保护范围。

如5所示，田字型高强钢防撞梁，截型尺寸102mm×80mm，整体板料厚度为1.8mm，重量达到15.42Kg；在整体截型尺寸不变102mm×80mm且满足碰撞法规的情况下，采用新田字型嵌入件为1.8mm料厚，围合件为1.2mm料厚，整体重量为11.22Kg，照比等料厚田字型减重27.12％，轻量化效果显著。

Claims (7)

1.一种用于汽车的高强辊压型材，其特征在于：所述辊压型材是由围合件(1)和嵌入件(2)组合焊接而成的、包含四个呈“田”字型排布封闭型腔的闭合型腔体；所述围合件(1)为外廓面矩形的半封闭型腔，板材两端对称地弯折成外廓矩形后、继续向矩形内部反折形成第一内腔(3)、第二内腔(4)，第一内腔(3)、第二内腔(4)对称设置，且第一内腔(3)、第二内腔(4)之间设置有一用于容置平面板状的嵌入件(2)的开口，嵌入件(2)插入围合件(1)开口、延伸并焊接在围合件(1)腔体的后部，围合件(1)和嵌入件(2)组合后形成对称的第三内腔(5)、第四内腔(6)。

2.根据权利要求1所述用于汽车的高强辊压型材，其特征在于：所述第一内腔(3)、第二内腔(4)、第三内腔(5)、第四内腔(6)均为矩形中空腔体。

3.根据权利要求2所述用于汽车的高强辊压型材，其特征在于：所述围合件(1)包括第一前侧壁(1-1)、第二前侧壁(1-2)、后侧壁(1-3)、左侧壁(1-4)、右侧壁(1-5)、第一横折壁(1-6)、第一纵折壁(1-7)、第二横折壁(1-8)、第二纵折壁(1-9)；所述第一前侧壁(1-1)、第一横折壁(1-6)、第一纵折壁(1-7)及左侧壁(1-4)围合形成第一内腔(3)，第一纵折壁(1-7)与左侧壁(1-4)焊接连接；所述第二前侧壁(1-2)、第二横折壁(1-8)、第二纵折壁(1-9)及右侧壁(1-5)围合形成第二内腔(4)，第二纵折壁(1-9)与右侧壁(1-5)焊接连接。

4.根据权利要求3所述用于汽车的高强辊压型材，其特征在于：所述嵌入件(2)的前部与第一横折壁(1-6)、第二横折壁(1-8)通过激光焊接形成三层加强支撑部，嵌入件(2)的后端焊接在后侧壁(1-3)上。

5.根据权利要求3所述用于汽车的高强辊压型材，其特征在于：所述嵌入件(2)、后侧壁(1-3)、左侧壁(1-4)、第一纵折壁(1-7)围合形成第三内腔(5)，所述嵌入件(2)、后侧壁(1-3)、右侧壁(1-5)、第二纵折壁(1-9)围合形成第四内腔(6)，第三内腔(5)、第四内腔(6)以嵌入件(2)为轴左右对称。

6.根据权利要求1所述用于汽车的高强辊压型材，其特征在于：所述嵌入件(2)的板材厚度不小于所述围合件(1)的板材厚度。

7.根据权利要求1所述用于汽车的高强辊压型材，其特征在于：所述围合件(1)的弯折角为圆角。