一种汽车门槛总成结构及其成型方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车门槛总成结构及其成型方法，汽车门槛总成结构包括门槛外板、分别设于门槛外板内外两侧的门槛加强梁和门槛外板加强板，所述门槛外板和门槛加强梁均采用碳纤维复合材料制成，所述门槛外板加强板采用钢板热压成型制成。发明专利技术采用碳纤维层结构制成汽车门槛外板和门槛加强梁，具有重量轻，强度高，耐腐蚀，减振性好等优点；同时采用热压罐成型工艺，得到了更高质量和性能的碳纤维产品。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车门槛总成结构及其成型方法
本专利技术属于汽车
，具体涉及一种汽车门槛总成结构及其成型方法。
技术介绍
随着环保问题和能源问题越来越突出，汽车轻量化已经变得越来越重要。汽车轻量化设计可以提高车辆动力性、经济性、环保性、舒适性。整车重量下降10％，燃油经济性提高6-8％；整车每减重100KG，可降低百公里油耗0.3-0.6L，可减少CO2排放量5g/km。碳纤维复合材料由于其轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳、可设计性强等特点，已成为汽车轻量化的关键材料，所以采用碳纤维复合材料来合理设计以及如何通过合理的铺设及成型工艺来制造相应的汽车门槛总成结构，是所需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术中存在的技术问题。为此，本专利技术提供一种汽车门槛总成结构及其成型方法，目的是实现门槛总成在减重的同时有更好的性能。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种汽车门槛总成结构，包括门槛外板、分别设于门槛外板内外两侧的门槛加强梁和门槛外板加强板，所述门槛外板和门槛加强梁均采用碳纤维复合材料制成，所述门槛外板加强板采用钢板热压成型制成。所述门槛加强梁和门槛外板加强板均通过结构胶与门槛外板胶接连接。所述碳纤维复合材料采用多个碳纤维层依次堆叠后，经过热压罐成型工艺分别制成门槛外板和门槛加强梁。相邻碳纤维层中的碳纤维延伸方向呈交叉设置。本专利技术还提供所述汽车门槛总成结构的成型方法，包括如下步骤：步骤一、制作门槛外板及门槛加强梁所需的碳纤维层；步骤二、将多个碳纤维层分别依次堆叠形成用于成型门槛外板的第一碳纤维组和用于成型门槛加强梁的第二碳纤维组；步骤三、第一碳纤维组和第二碳纤维组分别经过热压罐成型工艺制成门槛外板及门槛加强梁；步骤四、采用钢板热压成型制成门槛外板加强板；步骤五、将门槛加强梁和门槛外板加强板通过结构胶与门槛外板胶接连接。所述步骤二中碳纤维层在工作平台上平铺，相邻碳纤维层中的碳纤维延伸方向呈交叉分布。所述第一碳纤维组包括第一上碳纤维组和第一下碳纤维组，所述第一上碳纤维组和第一下碳纤维组对称设置；所述第二碳纤维组包括第二上碳纤维组和第二下碳纤维组，所述第二上碳纤维组和第二下碳纤维组对称设置。以内部碳纤维延伸方向与工作平面相平行的碳纤维层作为基准碳纤维层，所述第一上碳纤维组包括基准碳纤维层、碳纤维延伸方向与基准碳纤维层中碳纤维延伸方向的夹角为30°～60°的碳纤维层I、碳纤维延伸方向与基准碳纤维层中碳纤维延伸方向的夹角为-30°～-60°的碳纤维层II和碳纤维延伸方向与基准碳纤维层中碳纤维延伸方向的夹角为75°～105°的碳纤维层III。第二上碳纤维组包括基准碳纤维层、碳纤维延伸方向与基准碳纤维层中碳纤维延伸方向的夹角为30°～60°的碳纤维层I、碳纤维延伸方向与基准碳纤维层中碳纤维延伸方向的夹角为-30°～-60°的碳纤维层II和碳纤维延伸方向与基准碳纤维层中碳纤维延伸方向的夹角为75°～105°的碳纤维层III。所述碳纤维层I和碳纤维层II的数量相同。所述基准碳纤维层的数量占总碳纤维层数量的10％～60％；碳纤维层I占总碳纤维层数量的10％～60％；碳纤维层II的数量占总碳纤维层数量的10％～60％；碳纤维层III的数量占总碳纤维层数量的10％～60％。本专利技术的有益效果：本专利技术采用碳纤维层结构制成汽车门槛外板和门槛加强梁，具有重量轻，强度高，耐腐蚀，减振性好等优点；同时采用热压罐成型工艺，得到了更高质量和性能的碳纤维产品。本专利技术为采用热成型钢门槛外板加强板补强碳纤维门槛外板的混合材料门槛总成，实现总成在减重的同时有更好的性能。附图说明本说明书包括以下附图，所示内容分别是：图1是本专利技术汽车门槛总成结构的结构示意图；图2是图1中的A-A剖视图；图3是本专利技术的门槛外板的铺层分布的局部爆炸图；图4是本专利技术的门槛加强梁的铺层分布的局部爆炸图；图5是本专利技术的门槛外板和门槛加强梁的成型工艺流程图。图中标记为：1、门槛外板，2、门槛加强梁，3、门槛外板加强板，4、结构胶，5、基准碳纤维层，6、碳纤维层I，7、碳纤维层II，8、碳纤维层III。具体实施方式下面对照附图，通过对实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本专利技术的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。如图1至图4所示，一种汽车门槛总成结构，包括门槛外板1、分别设于门槛外板内外两侧的门槛加强梁2和门槛外板加强板3，门槛外板1和门槛加强梁2均采用碳纤维复合材料制成，门槛外板加强板3采用钢板热压成型制成。采用热成型钢门槛外板加强板补强碳纤维门槛外板的混合材料门槛总成，实现总成在减重的同时有更好的性能。具体实施时，碳纤维复合材料采用多个碳纤维层依次堆叠后，经过热压罐成型工艺分别制成门槛外板和门槛加强梁，具有重量轻，强度高，耐腐蚀，耐疲劳等优点。门槛加强梁和门槛外板加强板均通过结构胶与门槛外板胶接连接，保证连接的牢固性，且具有耐老化、耐疲劳和耐腐蚀的特性。上述汽车门槛总成结构的成型方法，包括如下步骤：步骤一、制作门槛外板及门槛加强梁所需的碳纤维层；步骤二、将多个碳纤维层分别依次堆叠形成用于成型门槛外板的第一碳纤维组和用于成型门槛加强梁的第二碳纤维组；步骤三、第一碳纤维组和第二碳纤维组分别经过热压罐成型工艺制成门槛外板及门槛加强梁；步骤四、采用钢板热压成型制成门槛外板加强板；步骤五、将门槛加强梁和门槛外板加强板通过结构胶与门槛外板胶接连接。具体而言，如图5所示，该成型方法是先采用热熔法制成碳纤维预浸料，即碳纤维层，并采用自动下料机裁料，制成单一碳纤维层，再进行手工铺层，最后采用热压罐成型工艺进行门槛外板1的制作，同时本专利技术中碳纤维层铺设时以零件外表面为贴模面进行铺覆，以零件最外边界作为工程边界，为了铺设更为精确，在零件表面建出坐标系原点，选用零件轴向作为0°，再进行后续的铺设，总体来说是用热熔法制成碳纤维层后采用自动下料机裁料，裁剪成需要的尺寸，上述操作完成后，进行各纤维层的手工铺层操作，把按要求铺设完成的各碳纤维层放入热压罐中，进行热压罐成型工艺操作，本专利技术采用热压罐成型工艺，是因为热压罐成型工艺采用高温、高压力场成型，使得产品质量及性能更高；在整个热压罐成型工艺的固化期间，记录每个热电偶的测量温度时间间隔不超过10分钟；通过该以上操作步骤生产的门槛外板1与传统钣金的门槛外板相比，具有重量轻，强度高、车身轻量化效果明显等优点。作为优选的，步骤二中碳纤维层在工作平台上平铺，各个碳纤维层中的碳纤维延伸方向间错位分布，这里的错位分布是指各个碳纤维层中碳纤维延伸走向按照设计约定的角度交叉分布，避免碳纤维层单一走向，使得由碳纤维层制成的门槛外板在不同方向上都能承受较大的力，能够很好的解决传统纤维单方向承受力较小的缺陷；当然，相邻碳纤维层间可以是平行分布也可以是垂直分布，也可以使得相邻碳纤维层间具有一定的夹角，具体铺设方向根据需要进行确定；上述各碳纤维层之间是相互堆叠的，本专利技术全文中的角度都是从贴模面方向进行观察的。作为优选的，第一碳纤维组包括第一上碳纤维组和第一下碳纤维组，第一上碳纤维组和第一下碳纤维组对称设置；第二碳纤维组包括第二上碳纤维组和第二下碳纤维组，第二上碳纤维组和第二下碳纤维组对称设置。通过这样的设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车门槛总成结构，其特征在于，包括门槛外板、分别设于门槛外板内外两侧的门槛加强梁和门槛外板加强板，所述门槛外板和门槛加强梁均采用碳纤维复合材料制成，所述门槛外板加强板采用钢板热压成型制成。

【技术特征摘要】
1.一种汽车门槛总成结构，其特征在于，包括门槛外板、分别设于门槛外板内外两侧的门槛加强梁和门槛外板加强板，所述门槛外板和门槛加强梁均采用碳纤维复合材料制成，所述门槛外板加强板采用钢板热压成型制成。2.根据权利要求1所述汽车门槛总成结构，其特征在于，所述门槛加强梁和门槛外板加强板均通过结构胶与门槛外板胶接连接。3.根据权利要求1所述汽车门槛总成结构，其特征在于，所述碳纤维复合材料采用多个碳纤维层依次堆叠后，经过热压罐成型工艺分别制成门槛外板和门槛加强梁。4.根据权利要求3所述汽车门槛总成结构，其特征在于，相邻碳纤维层中的碳纤维延伸方向呈交叉设置。5.根据权利要求1-4任一项所述汽车门槛总成结构的成型方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、制作门槛外板及门槛加强梁所需的碳纤维层；步骤二、将多个碳纤维层分别依次堆叠形成用于成型门槛外板的第一碳纤维组和用于成型门槛加强梁的第二碳纤维组；步骤三、第一碳纤维组和第二碳纤维组分别经过热压罐成型工艺制成门槛外板及门槛加强梁；步骤四、采用钢板热压成型制成门槛外板加强板；步骤五、将门槛加强梁和门槛外板加强板通过结构胶与门槛外板胶接连接。6.根据权利要求5所述汽车门槛总成结构的成型方法，其特征在于，所述步骤二中碳纤维层在工作平台上平铺，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王方玉，刘慧军，沈长海，牛丽媛，王纳新，熊建民，朱小镇，苏一畅，张宁，张然然，陈伊宁，
申请(专利权)人：浙江众泰汽车制造有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33