商用车管梁总成及其加工制造方法
文献发布时间:2023-06-19 19:28:50
技术领域
本发明涉及仪表板管梁总成技术领域,尤其是商用车管梁总成及其加工制造方法。
背景技术
仪表板管梁总成是整车安全系统的框架部件,需要传递和吸收碰撞能量和载荷,起到支撑作用;其是仪表板系统的支撑骨架,对仪表板系统强度及外观质量有着直接的影响,传统的仪表板管梁总成其主要由管梁左、右侧支架,转向管柱固定支架总成,面板安装支架,以及圆管等部件构成。
由于商用车在舒适度上相对与轿车而言要求更高,而仪表板系统中重要性最大的结构件就是仪表板管梁总成,其在安装后需要为内饰件中的仪表板本体、转向管柱、空调以及风道、手套箱、安全气囊、鼓风机等提供支撑支架。
仪表板管梁总成要有足够的刚度来抵抗安装在其上的内饰件的重力以及外力所带来的变形;同时,仪表板管梁总成又需要其模态能够避开来自路面和发动机所带来的振动,防止发生共振。因此,仪表板管梁总成作为汽车提高其中控舒适性及安全性的重要零部件总成,在目前的现有技术中也存在诸多单位对其进行着革新与创造。
例如,在专利申请号为CN201720235805.3的专利文献中就公开了一种专利名称为:新型汽车仪表板管梁总成的专利技术,其主要结构包括管梁中管和在所述管梁中管外围包覆的管套加强筋,在所述管套加强筋上从左到右依次安装有左侧安装支架、继电器安装支架、转向柱加强支架、下侧安装支架、仪表中央主支架、上侧安装支架、安全气囊安装支架和右侧安装支架;所述管梁中管由铝镁合金材料制成;所述管套加强筋、所述左侧安装支架、所述继电器安装支架、所述转向柱加强支架、所述下侧安装支架、所述仪表中央主支架、所述上侧安装支架、所述安全气囊安装支架和所述右侧安装支架均由尼龙材料制成。。
由上述专利技术记载的内容可以看出,该仪表板管梁总成主要是均由尼龙材料制成一体注塑成型,不仅满足管梁轻量化的要求,同时减少了焊接过程,降低劳动强度,但是这种结构应用在车身体积较大的商用车的仪表板进行支撑时其支撑性和抗载荷的能力很难达到要求,且在遇到路面不平的路况时其NVH性能较差,复杂路况下的噪声、振动与声振粗糙度处理效果很难达标。
为此,本发明在此提出了一种适用于商用车的仪表板管梁总成结构,用以更好地解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明为解决上述技术问题之一,所采用的技术方案是:商用车管梁总成,包括一空心主圆管梁,在所述空心主圆管梁上自左至右依次一体成型弯折成型有间隔设置的中控锁安装底架、转向柱固定底架、仪表中央主底架,所述中控锁安装底架、所述转向柱固定底架、所述仪表中央主底架位于不同的平面上;
在所述中控锁安装底架上可拆卸地固定安装有中控锁支架,所述中控锁支架用于为商用车的中控锁提供安装支撑,在所述转向柱固定底架上可拆卸地固定安装有转向柱支架,所述转向柱支架用于为商用车的中控锁提供安装支撑,在所述仪表中央主底架上可拆卸地固定安装有仪表中央主支架,所述仪表中央主支架用于为商用车的中控单元提供安装支撑;
在所述空心主圆管梁的左右两端分别固定安装有侧向安装支架。
在上述任一方案中优选的是,在所述空心主圆管梁的中心空腔的内壁上一体成型有若干个内管加强钣金筋条,各所述内管加强钣金筋条与所述空心主圆管梁为一体成型。
在上述任一方案中优选的是,所述空心主圆管梁的各个弯折部位均为倒圆煨弯结构。
在上述任一方案中优选的是,在所述空心主圆管梁的同轴设置的直管段的中心空腔内分别插装有一强化横梁副件,所述强化横梁副件用于实现对所述空心主圆管梁的同轴设置的各直管段的结构强化,所述强化横梁副件的两端分别配合穿出所述空心主圆管梁上对应的弯折部位外端预设的安装通孔并分别与对应位置处的所述侧向安装支架实现固连。
在上述任一方案中优选的是,各所述安装通孔处的所述强化横梁副件的外侧壁与所述空心主圆管梁的外侧壁之间的接触部位进行满焊焊接。
在上述任一方案中优选的是,所述强化横梁副件包括一水平设置的空心副刚管,在所述空心主圆管梁的同轴设置的各直管段内的所述空心副刚管的外侧壁上分别设置有若干个注塑流通长孔,各所述注塑流通长孔分别将所述空心副刚管的贯通空腔与对应位置处的所述空心主圆管梁的两所述内管加强钣金筋条之间的中心空腔相连通,各所述内管加强钣金筋条的内端分别用于抵接在所述空心副刚管的外侧壁上。
在上述任一方案中优选的是,在所述空心副刚管的贯通空腔内注塑浇注高温的橡胶流体,橡胶流体充满所述贯通空腔后,由各个注塑流通长孔流出至所述空心副刚管与所述空心主圆管梁之间的中心空腔内并将中心空腔填满,高温的橡胶流体冷却凝固后形成整梁内弹性连接基体,整梁内弹性连接基体用于将空心副刚管与所述空心主圆管梁的空心填充并增强其结构强度及抗变形能力。
在上述任一方案中优选的是,中控锁安装底架、转向柱固定底架、仪表中央主底架两端的弯折部位的中空空腔处的空心副刚管的外侧壁上也设置有注塑流通长孔,浇注高温的橡胶流体时其会将中控锁安装底架、转向柱固定底架、仪表中央主底架的中空空腔充满并在冷却凝固后形成底架弹性支撑基体。
在上述任一方案中优选的是,在中控锁安装底架、转向柱固定底架、仪表中央主底架末端的水平直管段的外侧壁上设置有与其内部中心空腔相连通的溢流孔,当对应位置处的中心空腔内部被高温的橡胶流体充满后继续浇注就会使得高温的橡胶流体由溢流孔流出。
在上述任一方案中优选的是,所述空心主圆管梁的两端均沿其圆周均匀裁剪并完全处若干个端部连接部,各所述端部连接部与对应位置处的所述侧向安装支架之间实现栓接固连并在抵接部位进行补焊固定。
本发明还提供一种上述的商用车管梁总成的加工制造方法,包括如下步骤:
根据图纸并利用挤压成型法制造空心主圆管梁的直管毛坯件;
在上述的空心主圆管梁都直管毛坯件挤出成型后,按需要对直管毛坯件的指定部位分别煨弯成型出对应的中控锁安装底架、转向柱固定底架、仪表中央主底架,使得空心主圆管梁形成一体化弯折结构;
对空心主圆管梁的两端分别沿其圆周均匀裁剪处长度为50-100mm的四段分切管壁,并依次将四段分切管壁向外弯折成型并形成端部连接部;
将上述空心主圆管梁上加工中心并利用工装定位后,在空心主圆管梁的同轴设置的各直管段连接的弯折部位处加工出各安装通孔,加工时控制各安装通孔与空心主圆管梁的中心空腔保持同轴度精度要求,并在各安装通孔加工完成后打磨其周边毛刺;
加工强化横梁副件,将空心副刚管上数控机床并对其进行夹装定位后,在其指定位置依次加工出各个注塑流通长孔,并对各注塑流通长孔进行毛刺打磨;
将加工完毕后的空心副刚管与空心主圆管梁完成装配,并形成管梁组合件;
将所得的管梁组合件送入热处理工序并对整个管梁组合件及焊缝部位进行高温回火,具体操作:将管梁组合件放在热处理炉内加热到Ac1以下温度并进行保温处理,使管梁组合件在高温下屈服极限降低、内应力高的地方产生塑性流动,弹性变形逐渐减少,塑性变形逐渐增加而使应力降低,热处理后将管梁组合件取出冷却;
在管梁组合件内完成整梁内弹性连接基体、底架弹性支撑基体注塑成型;
将管梁组合件外表面喷涂防腐涂层,晾干后将管梁组合件加工完成;
将中控锁支架、转向柱支架、仪表中央主支架依次固定安装在对应的中控锁安装底架、转向柱固定底架、仪表中央主底架上;
安装两端部的侧向安装支架及相关附件;
检查装配连接部位的连接强度,合格后完成商用车管梁总成的装配工作;
包装、出库。
在上述任一方案中优选的是,在管梁组合件内完成整梁内弹性连接基体、底架弹性支撑基体注塑成型的具体步骤包括:
调整管梁组合件的工位,然后分别将冷却后的管梁组合件的端部连接外部的高温注塑管路;利用高压注塑设备将高温的橡胶流体由管梁组合件的空心副刚管端部注入;
控制高温流动的橡胶流体会依次充满空心副刚管的贯通空腔,然后继续注入使得高温流动的橡胶流体沿着各个注塑流通长孔流动至对应的中心空腔内并完成对应部位的各个中心空腔的完全充填;
控制充填流量及速度,并观察充填状态,当空心主圆管梁的各直管段的中心空腔填满后,高温流动的橡胶流体会由空心主圆管梁的两端溢出;
当中控锁安装底架、转向柱固定底架、仪表中央主底架部位的溢流孔流出高温流动的橡胶流体时,则对应位置处的中空内腔处于填充满的状态;
注塑完成并等待管梁组合件内部的橡胶流体冷却后在对应部位形成整梁内弹性连接基体、底架弹性支撑基体;
将管梁组合件上溢出的多余的橡胶进行切除。
在上述任一方案中优选的是,所述的空心副刚管与空心主圆管梁完成装配的具体步骤包括:
将空心主圆管梁转移至装配工位并利用工装完成水平定位,由空心主圆管梁的一端向内插装与其中空内腔相配合的空心副刚管,安装前先将空心副刚管的端部进行倒角打磨来降低装配难度;
当空心副刚管的前端伸至各个安装通孔处时控制插装速度并继续调整周向转向后控制空心副刚管依次穿过各个安装通孔,最终由空心主圆管梁的另一端活动穿出;
旋转调节空心副刚管并使得各个注塑流通长孔正对对应的中心空腔并在轴向上调节到位;
调节到位后将空心副刚管的两端与空心主圆管梁对应端部接触部位实现点焊预固定,以达到防止空心副刚管与空心主圆管梁相对移位的目的;
将各安装通孔处的空心副刚管的外侧壁与对应的空心主圆管梁的侧壁接缝部位进行焊接固定,焊接时均采用满焊来防止接缝部位的泄漏;
至此空心副刚管与空心主圆管梁完成装配。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
1、本发明中的商用车管梁总成的中控锁安装底架、转向柱固定底架、仪表中央主底架由空心主圆管梁的部分结构一体弯折成型,能够有效地保证了整个框架主体的一体成型,有效地提高整个空心主圆管梁结构在配合商用车仪表安装时整体的结构强度与抗碰撞性能。
2、同时,考虑到在极限负载工况载荷下的抗载荷强度,本空心主圆管梁内部还同轴安装了用于对作为横梁管件的空心主圆管梁的结构加强的空心副刚管,使其形成管梁组合件,有效地保证整个管梁组合件的结构强度。
3、空心副刚管与空心主圆管梁组成的空心结构的管梁组合件采用了高温注塑橡胶的方式形成整梁内弹性连接基体、底架弹性支撑基体,使得整个管梁组合件形成内柔外刚的结构形态,使其在受到撞击时的抗变形能力进一步增强,同时由于内部存在整梁内弹性连接基体、底架弹性支撑基体可以有效地防止在空心主圆管梁受到撞击后出现变形的情况;提高整个管梁组合件结构的变形自恢复能力,提高其抗变形和抗弯性能。
4、各个整梁内弹性连接基体与各底架弹性支撑基体之间为一体浇注成型,因此整梁内弹性连接基体、底架弹性支撑基体成型后在中心空腔、贯通空腔内部形成一个整体,能够有效地防止空心副刚管与空心主圆管梁之间发生相对转动,保证整个管梁组合件结构的内部稳定性。
5、同时,由于整梁内弹性连接基体填充凝固在各相邻的内管加强钣金筋条之间的中心空腔内,因此成型后的整梁内弹性连接基体可以进一步地实现对空心副刚管与空心主圆管梁的周向限位,有效地将空心副刚管与空心主圆管梁以及整梁内弹性连接基体、各底架弹性支撑基体形成一个刚性、柔性配合的整体结构,保证在整个管梁总成在受到撞击时抗载荷能力,同时由于存在整梁内弹性连接基体与各底架弹性支撑基体的橡胶材质作为缓冲其可以起到减振、降噪的作用,有效地提高商务车的NVH性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部件一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部件并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明去除两端的侧向安装支架后的三维结构示意图。
图3为图2去除中控锁支架、转向柱支架、仪表中央主支架后的主视结构示意图。
图4为图3的右视结构示意图。
图5为本发明的空心主圆管梁弯折成型后的结构示意图。
图6为向本发明的空心主圆管梁的安装空心副刚管后的三维结构示意图。
图7为图6的局部结构示意图。
图8为本发明的局部剖视结构示意图。
图中,1、空心主圆管梁;101、中心空腔;102、内管加强钣金筋条;103、倒圆煨弯结构;104、直管段;105、安装通孔;2、中控锁安装底架;3、转向柱固定底架;4、仪表中央主底架;5、中控锁支架;6、转向柱支架;7、仪表中央主支架;8、侧向安装支架;9、注塑流通长孔;10、贯通空腔;11、整梁内弹性连接基体;12、底架弹性支撑基体;13、溢流孔;14、端部连接部;15、空心副刚管。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。本发明具体结构如图1-8中所示。
实施例1:
商用车管梁总成,包括一空心主圆管梁1,在所述空心主圆管梁1上自左至右依次一体成型弯折成型有间隔设置的中控锁安装底架2、转向柱固定底架3、仪表中央主底架4,所述中控锁安装底架2、所述转向柱固定底架3、所述仪表中央主底架4位于不同的平面上;在所述中控锁安装底架2上可拆卸地固定安装有中控锁支架5,所述中控锁支架5用于为商用车的中控锁提供安装支撑,在所述转向柱固定底架3上可拆卸地固定安装有转向柱支架6,所述转向柱支架6用于为商用车的中控锁提供安装支撑,在所述仪表中央主底架4上可拆卸地固定安装有仪表中央主支架7,所述仪表中央主支架7用于为商用车的中控单元提供安装支撑;在所述空心主圆管梁1的左右两端分别固定安装有侧向安装支架8。本发明中的中控锁安装底架2、转向柱固定底架3、仪表中央主底架4均由空心主圆管梁1弯折成型后形成对应的底架部位,整个空心主圆管梁1及中控锁安装底架2、转向柱固定底架3、仪表中央主底架4为一根管件一体成型,能够有效地减少焊接处焊缝,有效地提高各个底架支撑部位的结构强度,有效地保证在后期安装在仪表板前端后整个管梁总成的结构强度及抗载荷能力;另外,由于中控锁安装底架2、转向柱固定底架3、仪表中央主底架4为一体成型结构,因此在其上安装中控锁支架5、转向柱支架6、仪表中央主支架7时可以以底架为主支撑、以支架为辅助支撑,同时各个支架也可以根据安装需要进行临时或者现场安装即可,同时可以根据需要来安装不同尺寸的支架,整体通用性较强;空心主圆管梁1的左右两端的侧向安装支架8便于后期安装时与商务车的整体车架对应部位实现连接。
在上述任一方案中优选的是,在所述空心主圆管梁1的中心空腔101的内壁上一体成型有若干个内管加强钣金筋条102,各所述内管加强钣金筋条102与所述空心主圆管梁1为一体成型。在空心主圆管梁1的内侧一体成型设置的各内管加强钣金筋条102具有三个作用,其一是可以起到加强筋的作用,有效地保证整个空心主圆管梁1的结构强度;其二是,相邻的内管加强钣金筋条102之间配合实现将中心空腔101隔开并起到限位的作用,当空心副刚管15插装装配后各个内管加强钣金筋条102可以对空心副刚管15的外侧壁实现抵紧限位;其三是,当向内部浇注整梁内弹性连接基体11时,各个内管加强钣金筋条102类似于限位齿的作用将整个中心空腔101分隔成四个扇形腔且与空心副刚管15的贯通内腔相连通,最终实现整个整梁内弹性连接基体11将空心主圆管梁1、空心副刚管15稳定连接成一个整体。
在上述任一方案中优选的是,在所述空心主圆管梁1的同轴设置的直管段104的中心空腔101内分别插装有一强化横梁副件,所述强化横梁副件用于实现对所述空心主圆管梁1的同轴设置的各直管段104的结构强化,所述强化横梁副件的两端分别配合穿出所述空心主圆管梁1上对应的弯折部位外端预设的安装通孔105并分别与对应位置处的所述侧向安装支架8实现固连。
在此设置的强化横梁副件主要作用有两个,其一是:内插在空心主圆管梁1的中心内腔内,实现对空心主圆管梁1的中心加固,提高整体的刚性强度及撞击抗载荷能力;其二是,为整梁内弹性连接基体11的浇注成型提高通道,并促使形成最终的刚柔夹设的四层结构,由内而外分别为空心主圆管梁1刚性层、外整梁内弹性连接基体11层、空心副刚管15内刚性层、贯通空腔10内的中心部位的整梁内弹性连接基体11层,刚性配合柔性结构组成的四层夹层结构可以有效地保证整个结构的刚性强度,同时两层整梁内弹性连接基体11可以为刚性层提供柔性弹性支撑,从而有效地保证了整个结构的刚性支撑及柔性复位的性能,有效地降低因撞击造成的空心主圆管梁1发生变形的问题,提高其自复位能力。
在上述任一方案中优选的是,所述强化横梁副件包括一水平设置的空心副刚管15,在所述空心主圆管梁1的同轴设置的各直管段104内的所述空心副刚管15的外侧壁上分别设置有若干个注塑流通长孔9,各所述注塑流通长孔9分别将所述空心副刚管15的贯通空腔10与对应位置处的所述空心主圆管梁1的两所述内管加强钣金筋条102之间的中心空腔101相连通,各所述内管加强钣金筋条102的内端分别用于抵接在所述空心副刚管15的外侧壁上。空心副刚管15插装在空心主圆管梁1内可以起到对整个空心主圆管梁1进行中心加固的作用,同时在周向的四条内管加强钣金筋条102的作用下可以实现对空心副刚管15的周向限位,同时在空心副刚管15与空心主圆管梁1的中心空腔101之间形成空间,从而能够保证在后期进行高温橡胶流体的浇注时提供空间,保证橡胶流体能够充分的填充空间结构并形成一体注塑成型的橡胶弹性结构。
在上述任一方案中优选的是,在所述空心副刚管15的贯通空腔10内注塑浇注高温的橡胶流体,橡胶流体充满所述贯通空腔10后,由各个注塑流通长孔9流出至所述空心副刚管15与所述空心主圆管梁1之间的中心空腔101内并将中心空腔101填满,高温的橡胶流体冷却凝固后形成整梁内弹性连接基体11,整梁内弹性连接基体11用于将空心副刚管15与所述空心主圆管梁1的空心填充并增强其结构强度及抗变形能力。在浇注的过程中各个注塑流通长孔9可以起到导流溢流的作用,通过注塑流通长孔9的连通作用可以将贯通空腔10与外部的各个空心主圆管梁1的中心空腔101实现连通并将流动的橡胶流体实现快速流动至空心主圆管梁1的中心空腔101内,最终达到将整个空心副刚管15与空心主圆管梁1配合橡胶结构组成上述的刚柔夹设的四层结构,提高整个结构的刚性强度以及在受到载荷撞击后的抗变形及复位能力,保证整个结构的机械性能。
在上述任一方案中优选的是,中控锁安装底架2、转向柱固定底架3、仪表中央主底架4两端的弯折部位的中空空腔处的空心副刚管15的外侧壁上也设置有注塑流通长孔9,浇注高温的橡胶流体时其会将中控锁安装底架2、转向柱固定底架3、仪表中央主底架4的中空空腔充满并在冷却凝固后形成底架弹性支撑基体12。在此将中控锁安装底架2、转向柱固定底架3、仪表中央主底架4的内部中心空腔101也通过对应部位的注塑流通长孔9实现导流高温的橡胶流体,最终实现了橡胶流体可以填充至各个底架位置处的中心空腔101内,从而可以在各个中心空腔101内部形成底架弹性支撑基体12,以实现外刚内柔的双层仪表支撑部位的支撑结构,由于该出的各个底架仅用于支撑仪表板部件因此将其设置为了双层结构,无需增加强化横梁副件,同时由于各个底架为与空心主圆管梁1形成的一体化结构因此可以保证其整体的结构强度,有效地保证各个底架结构的承载性能,其整体抗变形性能及承载载荷的性能明显由于传统的焊接底架的性能,更好地保证了整个管梁总成在安装承载仪表板部件时的效果。
实施例2:
商用车管梁总成,包括一空心主圆管梁1,在所述空心主圆管梁1上自左至右依次一体成型弯折成型有间隔设置的中控锁安装底架2、转向柱固定底架3、仪表中央主底架4,所述中控锁安装底架2、所述转向柱固定底架3、所述仪表中央主底架4位于不同的平面上;
在所述中控锁安装底架2上可拆卸地固定安装有中控锁支架5,所述中控锁支架5用于为商用车的中控锁提供安装支撑,在所述转向柱固定底架3上可拆卸地固定安装有转向柱支架6,所述转向柱支架6用于为商用车的中控锁提供安装支撑,在所述仪表中央主底架4上可拆卸地固定安装有仪表中央主支架7,所述仪表中央主支架7用于为商用车的中控单元提供安装支撑;
在所述空心主圆管梁1的左右两端分别固定安装有侧向安装支架8。
本商用车管梁总成在加工时不同于传统的主要依靠焊接成型的管梁结构,本发明中的中控锁安装底架2、转向柱固定底架3、仪表中央主底架4均由空心主圆管梁1弯折成型后形成对应的底架部位,整个空心主圆管梁1及中控锁安装底架2、转向柱固定底架3、仪表中央主底架4为一根管件一体成型,能够有效地减少焊接处焊缝,有效地提高各个底架支撑部位的结构强度,有效地保证在后期安装在仪表板前端后整个管梁总成的结构强度及抗载荷能力;另外,由于中控锁安装底架2、转向柱固定底架3、仪表中央主底架4为一体成型结构,因此在其上安装中控锁支架5、转向柱支架6、仪表中央主支架7时可以以底架为主支撑、以支架为辅助支撑,同时各个支架也可以根据安装需要进行临时或者现场安装即可,同时可以根据需要来安装不同尺寸的支架,整体通用性较强;空心主圆管梁1的左右两端的侧向安装支架8便于后期安装时与商务车的整体车架对应部位实现连接。
在上述任一方案中优选的是,在所述空心主圆管梁1的中心空腔101的内壁上一体成型有若干个内管加强钣金筋条102,各所述内管加强钣金筋条102与所述空心主圆管梁1为一体成型。
在空心主圆管梁1的内侧一体成型设置的各内管加强钣金筋条102具有三个作用,其一是可以起到加强筋的作用,有效地保证整个空心主圆管梁1的结构强度;其二是,相邻的内管加强钣金筋条102之间配合实现将中心空腔101隔开并起到限位的作用,当空心副刚管15插装装配后各个内管加强钣金筋条102可以对空心副刚管15的外侧壁实现抵紧限位;其三是,当向内部浇注整梁内弹性连接基体11时,各个内管加强钣金筋条102类似于限位齿的作用将整个中心空腔101分隔成四个扇形腔且与空心副刚管15的贯通内腔相连通,最终实现整个整梁内弹性连接基体11将空心主圆管梁1、空心副刚管15稳定连接成一个整体。
在上述任一方案中优选的是,所述空心主圆管梁1的各个弯折部位均为倒圆煨弯结构103。
倒圆煨弯结构103可以保证弯曲部位的平滑过渡,减少连接部位的残余应力,提高弯曲部位的结构强度。
在上述任一方案中优选的是,在所述空心主圆管梁1的同轴设置的直管段104的中心空腔101内分别插装有一强化横梁副件,所述强化横梁副件用于实现对所述空心主圆管梁1的同轴设置的各直管段104的结构强化,所述强化横梁副件的两端分别配合穿出所述空心主圆管梁1上对应的弯折部位外端预设的安装通孔105并分别与对应位置处的所述侧向安装支架8实现固连。
在此设置的强化横梁副件主要作用有两个,其一是:内插在空心主圆管梁1的中心内腔内,实现对空心主圆管梁1的中心加固,提高整体的刚性强度及撞击抗载荷能力;其二是,为整梁内弹性连接基体11的浇注成型提高通道,并促使形成最终的刚柔夹设的四层结构,由内而外分别为空心主圆管梁1刚性层、外整梁内弹性连接基体11层、空心副刚管15内刚性层、贯通空腔10内的中心部位的整梁内弹性连接基体11层,刚性配合柔性结构组成的四层夹层结构可以有效地保证整个结构的刚性强度,同时两层整梁内弹性连接基体11可以为刚性层提供柔性弹性支撑,从而有效地保证了整个结构的刚性支撑及柔性复位的性能,有效地降低因撞击造成的空心主圆管梁1发生变形的问题,提高其自复位能力。
在上述任一方案中优选的是,各所述安装通孔105处的所述强化横梁副件的外侧壁与所述空心主圆管梁1的外侧壁之间的接触部位进行满焊焊接。
连接接缝部位采用满焊焊接的方式主要是防止泄漏,可以保证在后期进行高温橡胶流体浇注时能够防止泄漏,保证空腔内部浇注的效果。
在上述任一方案中优选的是,所述强化横梁副件包括一水平设置的空心副刚管15,在所述空心主圆管梁1的同轴设置的各直管段104内的所述空心副刚管15的外侧壁上分别设置有若干个注塑流通长孔9,各所述注塑流通长孔9分别将所述空心副刚管15的贯通空腔10与对应位置处的所述空心主圆管梁1的两所述内管加强钣金筋条102之间的中心空腔101相连通,各所述内管加强钣金筋条102的内端分别用于抵接在所述空心副刚管15的外侧壁上。
空心副刚管15插装在空心主圆管梁1内可以起到对整个空心主圆管梁1进行中心加固的作用,同时在周向的四条内管加强钣金筋条102的作用下可以实现对空心副刚管15的周向限位,同时在空心副刚管15与空心主圆管梁1的中心空腔101之间形成空间,从而能够保证在后期进行高温橡胶流体的浇注时提供空间,保证橡胶流体能够充分的填充空间结构并形成一体注塑成型的橡胶弹性结构。
在上述任一方案中优选的是,在所述空心副刚管15的贯通空腔10内注塑浇注高温的橡胶流体,橡胶流体充满所述贯通空腔10后,由各个注塑流通长孔9流出至所述空心副刚管15与所述空心主圆管梁1之间的中心空腔101内并将中心空腔101填满,高温的橡胶流体冷却凝固后形成整梁内弹性连接基体11,整梁内弹性连接基体11用于将空心副刚管15与所述空心主圆管梁1的空心填充并增强其结构强度及抗变形能力。
在浇注的过程中各个注塑流通长孔9可以起到导流溢流的作用,通过注塑流通长孔9的连通作用可以将贯通空腔10与外部的各个空心主圆管梁1的中心空腔101实现连通并将流动的橡胶流体实现快速流动至空心主圆管梁1的中心空腔101内,最终达到将整个空心副刚管15与空心主圆管梁1配合橡胶结构组成上述的刚柔夹设的四层结构,提高整个结构的刚性强度以及在受到载荷撞击后的抗变形及复位能力,保证整个结构的机械性能。
在上述任一方案中优选的是,中控锁安装底架2、转向柱固定底架3、仪表中央主底架4两端的弯折部位的中空空腔处的空心副刚管15的外侧壁上也设置有注塑流通长孔9,浇注高温的橡胶流体时其会将中控锁安装底架2、转向柱固定底架3、仪表中央主底架4的中空空腔充满并在冷却凝固后形成底架弹性支撑基体12。
在此将中控锁安装底架2、转向柱固定底架3、仪表中央主底架4的内部中心空腔101也通过对应部位的注塑流通长孔9实现导流高温的橡胶流体,最终实现了橡胶流体可以填充至各个底架位置处的中心空腔101内,从而可以在各个中心空腔101内部形成底架弹性支撑基体12,以实现外刚内柔的双层仪表支撑部位的支撑结构,由于该出的各个底架仅用于支撑仪表板部件因此将其设置为了双层结构,无需增加强化横梁副件,同时由于各个底架为与空心主圆管梁1形成的一体化结构因此可以保证其整体的结构强度,有效地保证各个底架结构的承载性能,其整体抗变形性能及承载载荷的性能明显由于传统的焊接底架的性能,更好地保证了整个管梁总成在安装承载仪表板部件时的效果。
在上述任一方案中优选的是,在中控锁安装底架2、转向柱固定底架3、仪表中央主底架4末端的水平直管段104的外侧壁上设置有与其内部中心空腔101相连通的溢流孔13,当对应位置处的中心空腔101内部被高温的橡胶流体充满后继续浇注就会使得高温的橡胶流体由溢流孔13流出。
由于在浇筑高温橡胶流体的过程中无法确定内部浇注量,因此增加各个溢流孔13可以通过观察溢流孔13内是否有高温橡胶流体流出来确定底架位置处的内部的中心空腔101是否填充完毕,可以保证浇注操作的可控性。
在上述任一方案中优选的是,所述空心主圆管梁1的两端均沿其圆周均匀裁剪并完全处若干个端部连接部14,各所述端部连接部14与对应位置处的所述侧向安装支架8之间实现栓接固连并在抵接部位进行补焊固定。
整个空心主圆管梁1的两端部在与侧向安装支架8进行连接时采用了四个端部连接部14,各端部连接部14均是与空心主圆管梁1一体化的结构,从而可以达到如下作用:增强整个端部连接部14的结构强度;同时设置的多个发散布置的端部连接部14可以保证其可以与侧向安装支架8实现多点均布连接固定,有效地增加连接点位,增强连接的结构强度;另外,在连接储的抵紧部位进行补焊固定可以更好地增强连接的强度,整体上提高侧向安装支架8与空心主圆管梁1端部的强化连接固定,保证整个空心主圆管梁1与两端的侧向安装支架8安装后整体的承载强度,降低连接部位发生断裂或者脱离的风险。
具体加工过程:
本发明还提供一种上述的商用车管梁总成的加工制造方法,包括如下步骤:
根据图纸并利用挤压成型法制造空心主圆管梁1的直管毛坯件;
在上述的空心主圆管梁1都直管毛坯件挤出成型后,按需要对直管毛坯件的指定部位分别煨弯成型出对应的中控锁安装底架2、转向柱固定底架3、仪表中央主底架4,使得空心主圆管梁1形成一体化弯折结构;
对空心主圆管梁1的两端分别沿其圆周均匀裁剪处长度为50-100mm的四段分切管壁,并依次将四段分切管壁向外弯折成型并形成端部连接部14;
各端部连接部14均是与空心主圆管梁1一体化的结构,可以保证各个端部连接部14的结构强度,同时可以增加空心主圆管梁1与侧向安装支架8连接时的接触点位及接触的接触面的全面布局,保证连接部位的受力均衡性;
将上述空心主圆管梁1上加工中心并利用工装定位后,在空心主圆管梁1的同轴设置的各直管段104连接的弯折部位处加工出各安装通孔105,加工时控制各安装通孔105与空心主圆管梁1的中心空腔101保持同轴度精度要求,并在各安装通孔105加工完成后打磨其周边毛刺;
有效地保证同轴度精度要求可以阿伯正在后期进行插装空心副刚管15时的流畅性,防止插装受阻;同时将各安装通孔105加工完成后打磨其周边毛刺可以有效地使其表面光滑,降低各安装通孔105对空心副刚管15的外侧壁的刮伤、磨损;
加工强化横梁副件,将空心副刚管15上数控机床并对其进行夹装定位后,在其指定位置依次加工出各个注塑流通长孔9,并对各注塑流通长孔9进行毛刺打磨;
将加工完毕后的空心副刚管15与空心主圆管梁1完成装配,并形成管梁组合件;
管梁组合件采用外部刚性结构配合内部刚性结构的组合空心结构来提高整个结构的刚性强度;
将所得的管梁组合件送入热处理工序并对整个管梁组合件及焊缝部位进行高温回火,具体操作:将管梁组合件放在热处理炉内加热到Ac1以下温度并进行保温处理,使管梁组合件在高温下屈服极限降低、内应力高的地方产生塑性流动,弹性变形逐渐减少,塑性变形逐渐增加而使应力降低,热处理后将管梁组合件取出冷却;
将管梁组合件进行热处理后可以有效地增加其结构的韧性及塑性,提高管梁组合件的机械性能;
在管梁组合件内完成整梁内弹性连接基体11、底架弹性支撑基体12注塑成型;
整梁内弹性连接基体11、底架弹性支撑基体12注塑成型后可以使得整个管梁组合件配合内部的橡胶结构形成刚柔夹设的四层结构,由内而外分别为空心主圆管梁1刚性层、外整梁内弹性连接基体11层、空心副刚管15内刚性层、贯通空腔10内的中心部位的整梁内弹性连接基体11层,刚性配合柔性结构组成的四层夹层结构可以有效地保证整个结构的刚性强度,同时两层整梁内弹性连接基体11可以为刚性层提供柔性弹性支撑,从而有效地保证了整个结构的刚性支撑及柔性复位的性能,有效地降低因撞击造成的空心主圆管梁1发生变形的问题,提高其自复位能力;
将管梁组合件外表面喷涂防腐涂层,晾干后将管梁组合件加工完成;
将中控锁支架5、转向柱支架6、仪表中央主支架7依次固定安装在对应的中控锁安装底架2、转向柱固定底架3、仪表中央主底架4上;
安装两端部的侧向安装支架8及相关附件;
由于中控锁安装底架2、转向柱固定底架3、仪表中央主底架4为一体成型结构,因此在其上安装中控锁支架5、转向柱支架6、仪表中央主支架7时可以以底架为主支撑、以支架为辅助支撑,同时各个支架也可以根据安装需要进行临时或者现场安装即可,同时可以根据需要来安装不同尺寸的支架,整体通用性较强;
检查装配连接部位的连接强度,合格后完成商用车管梁总成的装配工作;
包装、出库。
在上述任一方案中优选的是,在管梁组合件内完成整梁内弹性连接基体11、底架弹性支撑基体12注塑成型的具体步骤包括:
调整管梁组合件的工位,然后分别将冷却后的管梁组合件的端部连接外部的高温注塑管路;利用高压注塑设备将高温的橡胶流体由管梁组合件的空心副刚管15端部注入;
控制高温流动的橡胶流体会依次充满空心副刚管15的贯通空腔10,然后继续注入使得高温流动的橡胶流体沿着各个注塑流通长孔9流动至对应的中心空腔101内并完成对应部位的各个中心空腔101的完全充填;
控制充填流量及速度,并观察充填状态,当空心主圆管梁1的各直管段104的中心空腔101填满后,高温流动的橡胶流体会由空心主圆管梁1的两端溢出;
当中控锁安装底架2、转向柱固定底架3、仪表中央主底架4部位的溢流孔13流出高温流动的橡胶流体时,则对应位置处的中空内腔处于填充满的状态;
注塑完成并等待管梁组合件内部的橡胶流体冷却后在对应部位形成整梁内弹性连接基体11、底架弹性支撑基体12;
将管梁组合件上溢出的多余的橡胶进行切除。
在进行高温橡胶流体的注塑时采用先由中心的贯通空腔10进行注塑,然后配合各注塑流通长孔9向外发散并流动、填充直管段104的中心空腔101及底架结构部位的中心空腔101来实现整梁内弹性连接基体11、底架弹性支撑基体12注塑成型,有效地将整梁内弹性连接基体11、底架弹性支撑基体12实现内部一体成型连接,同时增强了整个橡胶弹性结构的结构强度,保证在形成刚柔夹设的四层结构后整体由内而外的空心主圆管梁1刚性层、外整梁内弹性连接基体11层、空心副刚管15内刚性层、贯通空腔10内的中心部位的整梁内弹性连接基体11层,刚性配合柔性结构组成的四层夹层结构可以有效地保证整个结构的刚性强度;
在上述任一方案中优选的是,所述的空心副刚管15与空心主圆管梁1完成装配的具体步骤包括:
将空心主圆管梁1转移至装配工位并利用工装完成水平定位,由空心主圆管梁1的一端向内插装与其中空内腔相配合的空心副刚管15,安装前先将空心副刚管15的端部进行倒角打磨来降低装配难度;
倒角打磨有效地形成端部导向部,有效地保证在插装时的流畅性;
当空心副刚管15的前端伸至各个安装通孔105处时控制插装速度并继续调整周向转向后控制空心副刚管15依次穿过各个安装通孔105,最终由空心主圆管梁1的另一端活动穿出;
由于各个安装通孔105与空心主圆管梁1为同轴结构,因此在进行空心副刚管15的安装的过程中可以有效的保证安装的流畅性。
旋转调节空心副刚管15并使得各个注塑流通长孔9正对对应的中心空腔101并在轴向上调节到位;
进行轴向调节的目的是实现各个注塑流通长孔9与对应位置处的中心空腔101实现连通设置;
调节到位后将空心副刚管15的两端与空心主圆管梁1对应端部接触部位实现点焊预固定,以达到防止空心副刚管15与空心主圆管梁1相对移位的目的;
点焊预固定后可以有效地保证空心副刚管15与空心主圆管梁1的相对定位,从而为后期的加固焊接实现预定位;
将各安装通孔105处的空心副刚管15的外侧壁与对应的空心主圆管梁1的侧壁接缝部位进行焊接固定,焊接时均采用满焊来防止接缝部位的泄漏;
至此空心副刚管15与空心主圆管梁1完成装配。
本发明中的商用车管梁总成的中控锁安装底架2、转向柱固定底架3、仪表中央主底架4由空心主圆管梁1的部分结构一体弯折成型,能够有效地保证了整个框架主体的一体成型,有效地提高整个空心主圆管梁1结构在配合商用车仪表安装时整体的结构强度与抗碰撞性能;同时,考虑到在极限负载工况载荷下的抗载荷强度,本空心主圆管梁1内部还同轴安装了用于对作为横梁管件的空心主圆管梁1的结构加强的空心副刚管15,使其形成管梁组合件,有效地保证整个管梁组合件的结构强度。
空心副刚管15与空心主圆管梁1组成的空心结构的管梁组合件采用了高温注塑橡胶的方式形成整梁内弹性连接基体11、底架弹性支撑基体12,使得整个管梁组合件形成内柔外刚的结构形态,使其在受到撞击时的抗变形能力进一步增强,同时由于内部存在整梁内弹性连接基体11、底架弹性支撑基体12可以有效地防止在空心主圆管梁1受到撞击后出现变形的情况;提高整个管梁组合件结构的变形自恢复能力,提高其抗变形和抗弯性能;各个整梁内弹性连接基体11与各底架弹性支撑基体12之间为一体浇注成型,因此整梁内弹性连接基体11、底架弹性支撑基体12成型后在中心空腔101、贯通空腔10内部形成一个整体,能够有效地防止空心副刚管15与空心主圆管梁1之间发生相对转动,保证整个管梁组合件结构的内部稳定性。同时,由于整梁内弹性连接基体11填充凝固在各相邻的内管加强钣金筋条102之间的中心空腔101内,因此成型后的整梁内弹性连接基体11可以进一步地实现对空心副刚管15与空心主圆管梁1的周向限位,有效地将空心副刚管15与空心主圆管梁1以及整梁内弹性连接基体11、各底架弹性支撑基体12形成一个刚性、柔性配合的整体结构,保证在整个管梁总成在受到撞击时抗载荷能力,同时由于存在整梁内弹性连接基体11与各底架弹性支撑基体12的橡胶材质作为缓冲其可以起到减振、降噪的作用,有效地提高商务车的NVH性能。
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,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中;对于本技术领域的技术人员来说,对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处,均为本技术领域技术人员的公知技术。
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