一种汽车用复合骨架结构及制造方法与流程

1.本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种汽车用复合骨架结构及制造方法。

背景技术：

2.公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
3.随着时代的发展，汽车动力驱动方式由燃油逐渐过渡为新能源，为了保证续航里程，逐渐的趋向于轻量化设计。
4.传统的骨架结构包括a柱、b柱、侧围内钣金、加强板和外钣金，内钣金、外钣金、加强板等各个零件焊接组合而成，使得车身重量总体过大，对于新能源汽车来说减少了续航里程。或者利用塑料件装配的方式代替外钣金减轻部分重量，但该骨架结构包括了焊接和装配，一方面，装配焊接等工艺在一定程度上降低了车身的生产精度，难以保证产品一致性，另一方面，装配焊接过程复杂，效率低，同时也增加了劳动强度。

技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的是提供一种汽车用复合骨架结构，解决了现有的骨架结构重量大，生产精度低的问题，提高了装配效率，减轻了劳动强度。
6.为了实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：
7.一种汽车用复合骨架结构，包括：外壳和内骨架；所述外壳具有结构本体，所述结构本体包括倾斜的a柱部、竖直的b柱部、以及a 柱部和b柱部之间的连接部，所述a柱部、连接部和b柱部为塑料材质的一体结构，所述外壳沿着所述结构本体设置有弯折的骨架孔；所述内骨架镶嵌于所述外壳的骨架孔内，包括两端的短杆和b柱杆以及中间的第二弯折部，所述短杆和b柱杆突出所述骨架孔设置，并分别连接第一安装板，所述第二弯折部连接第二安装板，所述第一安装板和第二安装板用于连接车身。
8.在另一优选的实施方式中，所述内骨架包括依次连接的短杆、a 柱杆、连接杆和b柱杆，所述短杆和a柱杆具有设定角度，二者之间通过第一弯折部过渡，所述a柱杆和连接杆具有设定角度，二者之间通过第二弯折部过渡，所述连接杆和b柱杆垂直，二者之间通过第三弯折部过渡。
9.在另一优选的实施方式中，所述第一安装板中间为第一焊接部，所述第一焊接部横截面为下侧开口的梯形结构，所述梯形结构的三个板面分别与所述内骨架外圆相切。
10.在另一优选的实施方式中，所述梯形结构的三个板面上分别开设有两个条形槽，每个板面上的两个条形槽共线设置，且位于板面与内骨架外圆的相切线上。
11.在另一优选的实施方式中，所述第一安装板的第一焊接部两侧具有用于连接车身的第一连接板，所述第一连接板上设置第一连接孔。
12.在另一优选的实施方式中，所述第一连接板侧边具有垂直于第一连接板的边筋以
及让位孔。
13.在另一优选的实施方式中，所述第二安装板包括第二连接板和第二焊接部，所述第二焊接部连接于所述内骨架的第二弯折部，所述第二弯折部为弯管结构，所述第二焊接部的形状与所述第二弯折部的弯管内侧贴合。
14.在另一优选的实施方式中，所述第二连接板上设置有第二连接孔和定位孔，所述定位孔为方孔。
15.在另一优选的实施方式中，所述外壳上设置横向筋和纵向筋，所述横向筋沿着所述骨架孔径向布置于骨架孔外壁上，所述纵向筋沿着所述骨架孔轴向布置于骨架孔外壁上。
16.本发明实施例还提供了上述所述的汽车用复合骨架结构的制造方法，圆管折弯形成内骨架，冲压第一安装板和第二安装板，将第一安装板和第二安装板焊接于所述内骨架相应位置上，将内骨架置于外壳模具中注塑，形成复合骨架结构。
17.本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
18.1、本发明通过将高强度的骨架镶嵌于一体的塑料外壳中形成复合骨架结构，作为汽车用车厢框架骨架，相比于传统的由各种钣金件焊接而成的骨架结构，本发明的骨架结构省却了加强板、内钣金等部件，整体上减轻了车身重量。
19.2、而将塑料件装配至金属骨架或者焊接，存在装配误差，本发明采用塑料外壳内镶嵌内骨架构成的复合结构，在很大的程度上提高了生产制造精度，产品一致性保持良好。同时简化了焊接装配程序，降低了劳动强度。而且外壳与内骨架配合方式由装配改为镶嵌，提高了整体总成配件的强度。减少了钣金件焊接数量，减少了总装配件装配数量，提升了装配效率，降低了劳动强度。
20.3、本发明的第一安装板将中间设置成独特的具有底侧开口的梯形结构，其原因在于，若形状改为圆形，难以定位冲压，变形量相对不可控，且冲压后回弹量较大，局部厚度会减薄，后侧安装支架因与 b下柱配合，阶差较大，圆弧冲压不满足。进一步的，在安装板与内骨架相切线上开设多个条形槽，将安装板与内骨架焊接到一体，操作简便，而且连接牢固。
附图说明
21.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
22.图1是本发明实施例的复合骨架结构整体示意图；
23.图2是本发明实施例的内骨架和安装板示意图；
24.图3是本发明实施例的内骨架和第一安装板连接示意图；
25.图4是本发明实施例的内骨架和第二安装板连接示意图；
26.图5是本发明实施例的内骨架和第二安装板断面图；
27.图6是本发明实施例的外壳示意图；
28.图中：1、外壳；11、横向筋；12、纵向筋；13、骨架孔；14、 a柱部；15、连接部；16、b柱部；2、内骨架；21、第一弯折部；22、第二弯折部；23、第三弯折部；24、短杆；25、a柱杆；26、连接杆； 27、b柱杆；3、第一安装板；31、边筋；32、第一连接板；33、第一焊接部、34、让位孔；35、第一连接孔；36、条形槽；4、第二安装板；41、第二连接孔；42、第二连接板；43、定位孔；44、第
二焊接部；
29.为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。
具体实施方式
30.为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解术语在本发明的具体含义。
31.正如背景技术所介绍的，传统的骨架结构由多个钣金焊接组合而成，车身重量过大，减少了新能源汽车的续航里程。或者利用塑料件装配的方式，在一定程度上降低了车身的生产精度，难以保证产品一致性，而且装配焊接过程复杂，效率低，同时也增加了劳动强度，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种汽车用复合骨架结构。
32.如图1-图6所示，本发明一实施例中记载了一种汽车用复合骨架结构，包括：外壳1和内骨架2；所述外壳1具有结构本体，所述结构本体包括倾斜的a柱部14、竖直的b柱部16、以及a柱部14和 b柱部16之间的连接部15，所述a柱部14、连接部15和b柱部16 为塑料材质的一体结构，所述外壳1沿着所述结构本体设置有弯折的骨架孔13；所述内骨架2镶嵌于所述外壳1的骨架孔13内，包括两端的短杆24和b柱杆27以及中间的第二弯折部22，所述短杆24和 b柱杆27突出所述骨架孔13设置，并分别连接第一安装板3，所述第二弯折部22连接第二安装板4，所述第一安装板3和第二安装板4 用于连接车身，所述骨架采用金属材质。
33.本发明通过将高强度的骨架镶嵌于一体的塑料外壳1中形成复合骨架结构，作为汽车用车厢框架骨架，相比于传统的由各种钣金件焊接而成的骨架结构，本发明的骨架结构省却了加强板、内钣金等部件，整体上减轻了车身重量。
34.而将塑料件装配至金属骨架或者焊接，存在装配误差，本发明采塑料外壳1内镶嵌内骨架2构成的复合结构，在很大的程度上提高了生产制造精度，产品一致性保持良好。同时简化了焊接装配程序，降低了劳动强度。而且外壳1与内骨架2配合方式由装配改为镶嵌，提高了整体总成配件的强度。减少了钣金件焊接数量，减少了总装配件装配数量，提升了装配效率，降低了劳动强度。
35.具体的内骨架2结构如图2所示，包括依次连接的短杆24、a 柱杆25、连接杆26和b柱杆27，所述短杆24和a柱杆25具有设定角度，二者之间通过第一弯折部21过渡，所述a柱杆25和连接杆26具有设定角度，二者之间通过第二弯折部22过渡，所述连接杆 26和b柱杆27垂直，二者之间通过第三弯折部23过渡。
36.如图3所示，所述第一安装板3中间为第一焊接部33，所述第一焊接部33横截面为下侧开口的梯形结构，所述梯形结构的三个板面分别与所述内骨架2外圆相切。所述梯形结构的三个板面上分别开设有两个条形槽36，每个板面上的两个条形槽36共线设置，且位于板面与内骨架2外圆的相切线上。
37.第一安装板3的制作过程为开孔/开槽——冲压，本发明的第一安装板3将中间设置成独特的具有底侧开口的梯形结构，其原因在于，若形状改为圆形，难以定位冲压，变形量相对不可控，且冲压后回弹量较大，局部厚度会减薄，后侧安装支架因与b下柱配合，阶差较大，圆弧冲压不满足。进一步的，在安装板与内骨架2相切线上开设多个条形槽36，将安装板与内骨架2焊接到一体，操作简便，而且连接牢固。
38.所述第一安装板3的第一焊接部33两侧具有用于连接车身的第一连接板32，所述第一连接板32上设置第一连接孔35。通过螺栓穿过第一连接孔35将第一连接板32安装在车体上，所述第一连接板 32侧边具有垂直于第一连接板32的边筋31以及让位孔34。两侧的边筋31增加第一安装板3的强度，让位孔34避免连接时造成干涉。
39.如图4、图5所示，所述第二安装板4包括第二连接板42和第二焊接部44，所述第二焊接部44连接于所述内骨架2的第二弯折部 22，所述第二弯折部22为弯管结构，所述第二焊接部44的形状与所述第二弯折部22的弯管内侧贴合。所述第二连接板42上设置有第二连接孔41和定位孔43，所述定位孔43为方孔。
40.第二安装板4第二焊接部44纵截面为弧形结构，该弧形结构沿弧线扫描而成，与内骨架2第二弯折部22弯管内侧匹配，增加接触面积，增加焊接强度。第二安装板4用于装配汽车前横梁，第二连接孔41位置通过m8拉母进行连接，方形的定位孔43卡接在公差螺母上进行定位使用。
41.所述外壳1上设置横向筋11和纵向筋12，所述横向筋11沿着所述骨架孔13径向布置于骨架孔13外壁上，所述纵向筋12沿着所述骨架孔13轴向布置于骨架孔13外壁上，突起的横向筋11和纵向筋12起到加强强度的作用。
42.上述汽车用复合骨架结构的制造方法，圆管折弯形成内骨架2，冲压第一安装板3和第二安装板4，将第一安装板3和第二安装板4 采用二氧化碳保护焊焊接于所述内骨架2相应位置上，将内骨架2置于外壳1模具中注塑，形成复合骨架结构。
43.注塑时将内骨架2放置到模具内部工装，然后合模，注入熔融状态的塑料流体进入模具，然后等待塑料流体降温冷却，形成固体，将模具打开，得到完成的总成零件。
44.由金属材料作为内骨架2，再通过塑料注塑所形成的金属塑料复合骨架结构，与塑料件直接装配在骨架上相比，塑料件与金属件镶嵌注塑，可大大提升其整体精度；同时由于镶嵌结构可同时提高部件强度，金属骨架提供强度的同时，塑料部分大量的加强筋也提供了部分强度支持。
45.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

技术特征：

1.一种汽车用复合骨架结构，其特征在于，包括：外壳和内骨架；所述外壳具有结构本体，所述结构本体包括倾斜的a柱部、竖直的b柱部、以及a柱部和b柱部之间的连接部，所述a柱部、连接部和b柱部为塑料材质的一体结构，所述外壳沿着所述结构本体设置有弯折的骨架孔；所述内骨架镶嵌于所述外壳的骨架孔内，包括两端的短杆和b柱杆以及中间的第二弯折部，所述短杆和b柱杆突出所述骨架孔设置，并分别连接第一安装板，所述第二弯折部连接第二安装板，所述第一安装板和第二安装板用于连接车身。2.如权利要求1所述的汽车用复合骨架结构，其特征在于，所述内骨架包括依次连接的短杆、a柱杆、连接杆和b柱杆，所述短杆和a柱杆具有设定角度，二者之间通过第一弯折部过渡，所述a柱杆和连接杆具有设定角度，二者之间通过第二弯折部过渡，所述连接杆和b柱杆垂直，二者之间通过第三弯折部过渡。3.如权利要求1所述的汽车用复合骨架结构，其特征在于，所述第一安装板中间为第一焊接部，所述第一焊接部横截面为下侧开口的梯形结构，所述梯形结构的三个板面分别与所述内骨架外圆相切。4.如权利要求3所述的汽车用复合骨架结构，其特征在于，所述梯形结构的三个板面上分别开设有两个条形槽，每个板面上的两个条形槽共线设置，且位于板面与内骨架外圆的相切线上。5.如权利要求3所述的汽车用复合骨架结构，其特征在于，所述第一安装板的第一焊接部两侧具有用于连接车身的第一连接板，所述第一连接板上设置第一连接孔。6.如权利要求5所述的汽车用复合骨架结构，其特征在于，所述第一连接板侧边具有垂直于第一连接板的边筋以及让位孔。7.如权利要求1所述的汽车用复合骨架结构，其特征在于，所述第二安装板包括第二连接板和第二焊接部，所述第二焊接部连接于所述内骨架的第二弯折部，所述第二弯折部为弯管结构，所述第二焊接部的形状与所述第二弯折部的弯管内侧贴合。8.如权利要求7所述的汽车用复合骨架结构，其特征在于，所述第二连接板上设置有第二连接孔和定位孔，所述定位孔为方孔。9.如权利要求1所述的汽车用复合骨架结构，其特征在于，所述外壳上设置横向筋和纵向筋，所述横向筋沿着所述骨架孔径向布置于骨架孔外壁上，所述纵向筋沿着所述骨架孔轴向布置于骨架孔外壁上。10.如权利要求1-9任一项所述的汽车用复合骨架结构的制造方法，其特征在于，圆管折弯形成内骨架，冲压第一安装板和第二安装板，将第一安装板和第二安装板焊接于所述内骨架相应位置上，将内骨架置于外壳模具中注塑，形成复合骨架结构。

技术总结

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种汽车用复合骨架结构及制造方法。汽车用复合骨架结构包括：外壳和内骨架；所述外壳具有结构本体，所述结构本体包括倾斜的A柱部、竖直的B柱部、以及A柱部和B柱部之间的连接部，所述A柱部、连接部和B柱部为塑料材质的一体结构，所述外壳沿着所述结构本体设置有弯折的骨架孔；所述内骨架镶嵌于所述外壳的骨架孔内，包括两端的短杆和B柱杆以及中间的第二弯折部，所述短杆和B柱杆突出所述骨架孔设置，并分别连接第一安装板，所述第二弯折部连接第二安装板，所述第一安装板和第二安装板用于连接车身。解决了现有的骨架结构重量大，生产精度低的问题，提高了装配效率，减轻了劳动强度。减轻了劳动强度。减轻了劳动强度。