一种汽车铝合金地板梁的连接结构的制作方法

1.本发明涉及一种汽车地板梁，尤其是一种汽车铝合金地板梁的连接结构。


背景技术：

2.目前，在汽车地板梁总成中，横梁和纵梁一般为钢板冲压成型件，横梁和纵梁之间的连接通过点焊工艺实现。随着汽车轻量化设计理念的不断深入，为了更好地降低车身重量，在整车设计时选用了铝合金材料的车身地板梁结构。
3.如附图1、图2、图3所示，汽车地板梁零部件采用铝合金材料后，若仍采用类似钢制冲压成型件的连接方式（即第一横梁1、第二横梁3与纵梁2通过点焊工艺连接），为保证连接强度，一般设置3-5个点焊连接面，因此需要将第二横梁3及纵梁2端部翻边弯曲形成与纵梁2或第一横梁1贴合的接合面，由于铝合金材料在弯曲变形过程中，弯曲部位易出现微裂纹或者裂纹，造成断裂风险，因此还需要在第二横梁3及纵梁2端部的翻边焊接面和焊接面之间设计工艺缺口4，由此大大减弱了第二横梁3和纵梁2端部的强度。
4.如附图4所示，为了解决上述问题，提高铝合金第二横梁3及纵梁2端部强度，人们设想在纵梁2与第一横梁1、第二横梁3与纵梁2连接部位增设第一铸铝连接件5和第二铸铝连接件6，通过第一铸铝连接件5和第二铸铝连接件6将第一横梁1、纵梁2及第二横梁3焊接装配。但由于铸铝连接件存在重量大、强度低（铸铝件屈服强度在200mpa左右）的问题，而且铸造工艺的成本较高，难以满足汽车地板梁总成连接强度以及轻量化、低成本的要求。


技术实现要素：

5.本发明提供一种汽车铝合金地板梁连接结构，旨在通过增设挤压成型的铝合金连接件，实现铝合金地板梁总成中零部件的可靠连接，达到保证汽车地板梁连接强度以及满足轻量化、低成本设计要求的目的。
6.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种汽车铝合金地板梁连接结构，它在第一横梁和纵梁端部接合处设置第一连接件，在第二横梁和纵梁中部接合处设置第二连接件；所述第一连接件为空心腔体结构，设有向前后两侧延伸的弧形顶面，通过弧形顶面前侧延伸部、腔体前侧壁及腔体底面与第一横梁点焊连接，通过弧形顶面后侧延伸部、腔体后侧壁与纵梁端部点焊连接；所述第二连接件为t型空心壳体，其上下两端为敞口结构，在其侧壁上设置纵梁穿过槽和横梁穿过槽，所述纵梁贯穿纵梁穿过槽，纵梁的左右两侧壁与t型空心壳体的纵向内壁点焊连接，所述第二横梁端部穿过横梁穿过槽，第二横梁的前后两侧壁与t型空心壳体的横向内壁点焊连接。
7.上述汽车铝合金地板梁连接结构，在所述第二连接件中，t型空心壳体的纵向内壁、t型空心壳体的横向内壁的焊接面为向内凸出的凸台结构。
8.上述汽车铝合金地板梁连接结构，在所述第一连接件的空心腔体中设有加强筋板，所述加强筋板与弧形顶面垂直，通过加强筋板将第一连接件的空心腔体分隔为第一空腔和第二空腔两部分。
9.上述汽车铝合金地板梁连接结构，所述第一连接件的第一空腔的前侧壁、弧形顶面前侧延伸部均为横向加宽结构。
10.上述汽车铝合金地板梁连接结构，所述第一连接件、第二连接件均采用铝合金材质，通过挤压工艺成型为与第一连接件或第二连接件结构匹配的条状型材，由条状型材分割为若干个第一连接件或第二连接件毛坯件，再通过机加工方式完成第一连接件或第二连接件的最终成型。
11.本发明提供一种汽车铝合金地板梁连接结构，它可通过第一横梁和纵梁端部接合处设置的第一连接件、第二横梁和纵梁中部接合处设置的第二连接件，匹配铝合金点焊工艺，将汽车铝合金底板梁总成中各零部件可靠地连接，在材料方面，第一连接件、第二连接件均采用铝合金材质，材料的屈服强度一般可达到280mpa以上，高于铸铝连接件强度及横梁和纵梁板材强度40%-100%；在结构方面，第一连接件为空腔结构，腔体轴线与第一横梁平行，第二连接件为t型空心壳体，它们均具有高的截面刚度，不易弯曲变形，另外，空心结构的第一连接件、第二连接件，有利于降低零件重量；在制造工艺方面，第一连接件、第二连接件可首先通过挤压工艺成型为条状型材，再通过分割和机加工方式完成单体零件的制作过程，因挤压成型模具不仅开发费用远低于铸造模具，而且开发周期仅为铸造件的1/3，同时成型过程能耗较低，符合低碳的要求。综上所述，本发明实现了铝合金地板梁总成中零部件的可靠连接，达到了保证汽车地板梁连接强度以及满足轻量化、低成本要求的目的。
附图说明
12.图1是现有技术中汽车铝合金地板梁点焊方式连接结构示意图；图2是图1中ⅰ处结构放大图；图3是图1中ⅱ处结构放大图；图4是现有技术中汽车铝合金地板梁通过铸铝连接件组装结构示意图；图5是本发明所述汽车铝合金地板梁连接结构示意图；图6是图5中ⅲ处结构放大图；图7是第一连接件结构示意图；图8是图5中ⅳ处结构放大图；图9是第二连接件结构示意图。
13.图中各标号释义：1为第一横梁； 2为纵梁； 3为第二横梁； 4为工艺缺口； 5为第一铸铝连接件； 6为第二铸铝连接件； 7为第一连接件，7-1为弧形顶面，7-2为第一空腔，7-3为加强筋板，7-4为第二空腔； 8为第二连接件，8-1为纵梁穿过槽，8-2为横梁穿过槽，8-3为t型空心壳体的纵向内壁，8-4为t型空心壳体的横向内壁。
具体实施方式
14.下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。
15.参看图5，本发明所述的汽车铝合金地板梁连接结构，它在第一横梁1和纵梁2端部接合处设置第一连接件7，在第二横梁3和纵梁2中部接合处设置第二连接件8；所述第一连接件7、第二连接件8均采用铝合金材质，首先通过挤压工艺成型为与第一连接件或第二连
接件结构匹配的条状型材，然后由条状型材分割为若干个第一连接件7或第二连接件8的毛坯件，再通过机加工方式完成第一连接件7或第二连接件8的最终成型。
16.参看图5、图6、图7，本发明所述的汽车铝合金地板梁连接结构，其第一连接件7为空心腔体结构，设有向前后两侧延伸的弧形顶面7-1，并在空心腔体中设有加强筋板7-3，所述加强筋板7-3与弧形顶面7-1垂直，通过加强筋板7-3将第一连接件7的空心腔体分隔为第一空腔7-2和第二空腔7-4两部分，第一空腔7-2的前侧壁、弧形顶面7-1前侧延伸部均为横向加宽结构，第一连接件7通过弧形顶面7-1的前侧延伸部、第一空腔7-2的前侧壁及第一空腔7-2的底面与第一横梁1点焊连接，通过弧形顶面7-1的后侧延伸部、第二空腔7-4的后侧壁与纵梁2端部点焊连接。
17.参看图5、图8、图9，本发明所述的汽车铝合金地板梁连接结构，其第二连接件8为t型空心壳体，上下两端为敞口结构，在其侧壁上设置纵梁穿过槽8-1和横梁穿过槽8-2，所述纵梁2贯穿纵梁穿过槽8-1，纵梁2的左右两侧壁与t型空心壳体的纵向内壁8-3点焊连接，所述第二横梁3端部穿过横梁穿过槽8-2，第二横梁3的前后两侧壁与t型空心壳体的横向内壁8-4点焊连接，t型空心壳体的纵向内壁8-3、t型空心壳体的横向内壁8-4的焊接面为向内侧凸出的凸台结构。
18.参看图1至图9，在汽车地板梁零件采用铝合金材料后，为了克服如图1至图3所示的钢制冲压成型件的连接方式及图4所示的铸铝连接件连接方式存在的弊端，本发明提供一种汽车铝合金地板梁连接结构，它在第一横梁1和纵梁2端部接合处设置第一连接件7，第一连接件7通过弧形顶面7-1的前侧延伸部、第一空腔7-2的前侧壁及第一空腔7-2的底面与第一横梁1点焊连接，通过弧形顶面7-1的后侧延伸部、第二空腔7-4的后侧壁与纵梁2端部点焊连接，由此实现了纵梁2与第一横梁的可靠连接。本发明在第二横梁3和纵梁2中部接合处设置的第二连接件8，可使纵梁2贯穿第二连接件8的纵梁穿过槽8-1，并将纵梁2的左右两侧壁与t型空心壳体的纵向内壁8-3点焊连接，同时第二横梁3端部穿过第二连接件8的横梁穿过槽8-2，第二横梁3的前后两侧壁与t型空心壳体的横向内壁8-4点焊连接，由此实现了纵梁2与第二横梁3的可靠连接。