一种铝合金汽车仪表盘支架及其生产工艺方法技术

一种铝合金汽车仪表盘支架及其生产工艺方法，属于铝型材加工领域。该铝合金汽车仪表盘支架，根据铝合金汽车仪表盘中设置的各个设备，将各个设备的支架和仪表盘加强梁横梁连接。其生产工艺方法为：合金熔铸后，根据铝合金汽车仪表盘支架的结构和形状，进行挤压；根据挤压后的型材的截面，进行冷却；将得到的冷却后的型材，根据铝合金汽车仪表盘支架的结构，进行组合，其中，制动踏板防护支架总成与仪表盘加强梁横梁采用插接方式连接，其余为搭接后再焊接进行固定。该铝合金汽车仪表盘支架可根据设计需求在不同位置采用最合适的截面和合金状态从而达到最佳减重效果，此外，其所需的模具、工装开发费用低、周期短，大大提高了前期研发效率。

A kind of aluminium alloy automobile dashboard bracket and its production process

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金汽车仪表盘支架及其生产工艺方法
本专利技术属于铝型材加工
，具体涉及一种铝合金汽车仪表盘支架及其生产工艺方法。
技术介绍
仪表板横梁骨架总成为定位支承件，为仪表板装饰件及其附件、乘员副安全气囊、转向管柱和空调箱等零部件提供支承。它直接与车身相连，承受仪表板总成载荷，对车辆的安全性有较大的影响。现有的仪表盘支架大多数是钢制材质或塑料材质，使用钢制材质的仪表盘支架，其质量重，在日常使用中容易锈蚀等缺点，而采用塑料材质的，其强度差，在日常使用过程中容易出现老化强度低等缺点，而现有的仪表盘支架的加工工艺多半是浇铸，冲压成型或注塑一体成型，该工艺方法，需要针对不同的车型制造专用的成型模局，存在模具加工周期长，制作成本高等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铝合金汽车仪表盘支架及其生产工艺方法，通过优化工艺，减轻仪表盘支架的重量并提升其质量。本方法对现有的钢制仪表板横梁骨架总成进行铝合金替代设计，提出采用铝合金挤压件和折板件焊接而成的铝合金汽车仪表盘支架设计方案，该结构在满足模态和震动耐久的基础上进一步降低重量，实现汽车零部件轻量化的目的。现有的铝合金仪表盘支架产品采用一体式压铸工艺成型方法居多，受限于其工艺特点部分位置无法达到最佳减重效果，同时材料力学性能及微观组织的均一性较差，最终产品的一致性和稳定性较难控制；从成本上考虑整体压铸成型开模周期长，耗资大，不利于前期开发工作。本专利技术采用多种型材和折板件通过焊接的新型仪表盘支架，可根据设计需求在不同位置采用最合适的截面和合金状态从而达到最佳减重效果，此外其所需的模具、工装开发费用低、周期短，大大提高了前期研发效率。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种铝合金汽车仪表盘支架，包括仪表盘加强梁横梁，根据铝合金汽车仪表盘中设置的各个设备，将各个设备的支架和仪表盘加强梁横梁连接。所述的各个设备的支架，包括转向管柱前安装梁总成、转向管柱后安装梁总成、仪表板加强梁安装支架总成、仪表板支架、中央通道连接支架总成、T-box安装支架、副驾驶安全气囊安装支架、空调部件支架、制动踏板防护支架总成和仪表板加强梁支座。所述的各个设备的支架和仪表盘加强梁横梁连接方式为：插接或焊接。本专利技术的一种铝合金汽车仪表盘支架的生产工艺方法，包括以下步骤：步骤1：合金熔铸根据铝合金汽车仪表盘采用的铝合金成分和配比，称量原料，将原料混合后，熔炼，得到的熔炼原料进行浇铸，得到铝合金铸棒；步骤2：型材挤压成型根据铝合金汽车仪表盘支架的结构和形状，将铝合金铸棒预热至480～520℃，进行挤压，挤压速度为3～6m/min，挤压系数为41.7～63.4，得到挤压后的型材；步骤3：热处理根据挤压后的型材的截面，选用水雾方法或穿水方法进行冷却，得到冷却后的型材；其中，淬火前，挤压后的型材温度为520～530℃，淬火后，型材的温度为70～90℃，冷却速度控制在50℃/s以下；步骤4：总成拼焊将得到的冷却后的型材，根据铝合金汽车仪表盘支架的结构，进行组合，其中，制动踏板防护支架总成与仪表盘加强梁横梁采用插接方式连接，其余部件为搭接方式连接后，采用焊接进行固定，得到铝合金汽车仪表盘支架。所述的铝合金优选为6061铝合金，6061铝合金包括的成分及各个成分的质量百分比为：Si：0.58-0.63％、Fe：0.35％、Cu：0.19-0.24％、Mn：0.1％、Mg：0.9-0.95％、Cr：0.08-0.13％、Zn：0.1％、Ti：0.1％，余量为Al。所述的步骤2中，所述的挤压，根据型材断面的不同，选用不同吨位的挤压机，具体为3600T、2750T、2000T、1250T、880T或660T中的一种。所述的步骤2中，所述的挤压，使用的控制型材挤压模具，模具预热温度为420～450℃。所述的步骤4中，所述的焊接，采用TIG焊，焊接参数为：电流强度140-160A，电弧电压19.2-21.1V，焊接速度10-12mm/s，保护气体为氩气，气体流量为10-12L/min。本专利技术的一种铝合金汽车的仪表盘支架的及其生产工艺方法，其有益效果在于：1、铝合金仪表盘支架、仪表盘加强梁横梁和其余各个设备的支架均采用6系铝合金挤压型材，经机加工、弯曲、焊接成型，具有结构简单，前期投入成本低等优点，该结构在满足模态和震动耐久的基础上进一步降低重量，实现汽车零部件轻量化的目的。2、本专利技术通过制定合适的合金成分、挤压系数、挤压速度、热处理参数、焊接参数等工艺，使用挤压铝合金型材替代原钢制产品，有效减重效果可达40％以上，从而降低能耗，此外断面设计、结构设计及模拟同时满足仪表盘支架对于惯性矩及模态的性能要求。附图说明图1为铝合金汽车仪表盘支架的示意图；图中，1为仪表盘加强梁横梁、2-1为转向管柱前安装梁总成、2-2为转向管柱后安装梁总成、3为仪表板加强梁安装支架总成，3-1为仪表板加强梁左安装支架总成、3-2为仪表板加强梁右安装支架总成，4为仪表板支架、5为中央通道连接支架总成、6为T-box安装支架、7为副驾驶安全气囊安装支架、8为空调部件支架、9为制动踏板防护支架总成、10为仪表板加强梁支座。图2为本专利技术铝合金汽车仪表盘支架的生产工艺方法的工艺流程图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，实施例中铝合金汽车仪表盘支架生产工艺，包括，合金熔铸、铝合金型材挤压成型、热处理、插接、焊接过程；使用6061铝合金；挤压机根据型材断面不同分别选用3600T、2750T、2000T、1250T、880T、660T挤压机；制动踏板防护支架总成与仪表盘加强梁横梁采用插接方式连接，其余部件为搭接方式连接后，采用焊接进行固定。实施例1一种铝合金汽车仪表盘支架的生产工艺方法，其工艺流程图见图2，包括以下步骤：1)合金熔铸按照铝合金汽车仪表盘采用的合金成分，称量原料，熔炼，浇铸，得到铝合金铸棒；本实施例中，铝合金采用6061铝合金；其中，6061铝合金铸棒的合金元素质量百分比为：Si：0.58-0.63％、Fe：0.35％、Cu：0.19-0.24％、Mn：0.1％、Mg：0.9-0.95％、Cr：0.08-0.13％、Zn：0.1％、Ti：0.1％，余量为Al，该配比Zn元素含量高且Fe、Mn元素含量低，可显著增强铝合金的流动性，有利于复杂断面的挤压成型且降低该合金的热烈敏感性；该配比还降低了Si、Mg元素的含量，可防止挤压过程中温升较高从而影响型材的表面质量。2)型材挤压成型在铝合金型材挤压成型过程中，铝合金铸棒预热温度为510℃，进行挤压，挤压速度为5m/min，挤压系数控制为41.7-63.4，得到挤压后的型材；合理的铸棒预热温度可以使型材在挤出后达到淬火的温度要求，控制预热时间以保证铸锭心部温度与表皮相差较小，提高产品的表面质量及性能，延长模具的使用寿命；而通过合理控制挤压速度和挤压系数，可以防止挤压过程中出现焊合不良、内筋开裂等问题。3)热处理根据挤压后的型材的截面不同采用水雾或穿水两种冷却方式，淬火前，型材温度控制在520-530℃，淬火后温度控制在80℃，冷却速度控制在50℃/s以下；方管及开口铝合金型材抗变形能力强，使用穿水方式冷却，而复杂断面铝合金型材由于壁厚较薄，抗变形能力差，使用水雾冷却降低冷却速度，既满足了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金汽车仪表盘支架，其特征在于，该铝合金汽车仪表盘支架包括仪表盘加强梁横梁，根据铝合金汽车仪表盘中设置的各个设备，将各个设备的支架和仪表盘加强梁横梁连接。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金汽车仪表盘支架，其特征在于，该铝合金汽车仪表盘支架包括仪表盘加强梁横梁，根据铝合金汽车仪表盘中设置的各个设备，将各个设备的支架和仪表盘加强梁横梁连接。2.如权利要求1所述的铝合金汽车仪表盘支架，其特征在于，所述的各个设备的支架，包括转向管柱前安装梁总成、转向管柱后安装梁总成、仪表板加强梁安装支架总成、仪表板支架、中央通道连接支架总成、T-box安装支架、副驾驶安全气囊安装支架、空调部件支架、制动踏板防护支架总成和仪表板加强梁支座。3.如权利要求1所述的铝合金汽车仪表盘支架，其特征在于，所述的各个设备的支架和仪表盘加强梁横梁连接方式为：插接或焊接。4.权利要求1～3任意一项所述的铝合金汽车仪表盘支架的生产工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：合金熔铸根据铝合金汽车仪表盘采用的铝合金成分和配比，称量原料，将原料混合后，熔炼，得到的熔炼原料进行浇铸，得到铝合金铸棒；步骤2：型材挤压成型根据铝合金汽车仪表盘支架的结构和形状，将铝合金铸棒预热至480～520℃，进行挤压，挤压速度为3～6m/min，挤压系数为41.7～63.4，得到挤压后的型材；步骤3：热处理根据挤压后的型材的截面，选用水雾方法或穿水方法进行冷却，得到冷却后的型材；其中，淬火前，挤压后的型材温度为520～530℃，淬火后，型材的温度为70～90℃，冷却速度控制在50℃/s以下；步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙巍，王玉龙，佟伟平，王向杰，王东辉，金鑫，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21