一种碳纤维复合材料控制臂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳纤维复合材料控制臂及其制备方法，属于汽车技术领域，包括第一衬套、第二衬套和球销，还包括扣合连接的第一壳体和第二壳体，第一壳体内具有第一加强体，第二壳体内具有第二加强体，第一壳体和第二壳体均由碳纤维预浸料制成，第一加强体和所述第二加强体均由短切碳纤维增强片状模塑料制成，第一衬套和第二衬套均镶嵌于第一加强体上，球销镶嵌于第二加强体上。相比现有的金属材料的控制臂，大幅度降低了控制臂的重量，实现控制臂的轻量化，同时避免了局部受力不均的情况的出现，使得控制臂具有较好的刚度和强度。

A carbon fiber composite control arm and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维复合材料控制臂及其制备方法
本专利技术涉及汽车
，尤其涉及一种碳纤维复合材料控制臂及其制备方法。
技术介绍
汽车控制臂用于车身与转向轮的联接，承受着车架与车轮之间的转向力和转向力矩，是汽车悬架系统中重要的导向零件，对汽车的平稳性有重要影响。传统的汽车控制臂有锻造式、双片式钢板焊接式、单片钢板冲压式等。受限于钢板的变形能力，在进行锻造、翻边等工艺常会出现局部受力不均而导致裂痕的现象，产品合格率低；另一方面采用传统金属材料使得控制臂的轻量化减重空间非常有限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种碳纤维复合材料控制臂及其制备方法，实现控制臂具有较好的力学性能，同时具有良好的轻量化效果。如上构思，本专利技术所采用的技术方案是：一种碳纤维复合材料控制臂，包括第一衬套、第二衬套和球销，还包括扣合连接的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体内具有第一加强体，所述第二壳体内具有第二加强体，所述第一壳体和所述第二壳体均由碳纤维预浸料制成，所述第一加强体和所述第二加强体均由短切碳纤维增强片状模塑料制成，所述第一衬套和所述第二衬套均镶嵌于所述第一加强体上，所述球销镶嵌于所述第二加强体上。进一步地，所述第一加强体上设置有第一镶嵌套、第二镶嵌套和安装槽，所述第一镶嵌套和所述第二镶嵌套内分别镶嵌有所述第一衬套和所述第二衬套，所述安装槽内安装有所述球销。进一步地，所述第一壳体上与所述第一镶嵌套和所述第二镶嵌套对应的位置分别设置有第一夹持部和第二夹持部。进一步地，所述第二壳体与所述第一夹持部和所述第二夹持部对应的位置分别设置有第三夹持部和第四夹持部，所述第一镶嵌套夹设于所述第一夹持部和所述第三夹持部之间，所述第二镶嵌套夹设于所述第二夹持部和所述第四夹持部之间。进一步地，所述第二加强体和所述第二壳体与所述安装槽对应的位置分别具有用于镶嵌所述球销的第一镶嵌孔和第二镶嵌孔。进一步地，所述第一加强体和所述第二加强体均包括支撑片，所述支撑片上设置有加强筋。进一步地，所述第一壳体和所述第二壳体的边缘均向外延伸设置有翻边，两个所述翻边相粘接。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种碳纤维复合材料控制臂的制备方法，包括以下步骤：将所需尺寸的碳纤维预浸料放入对应的模具型腔内，通过模压成型制得第一壳体和第二壳体；将第一壳体和第二壳体分别置于对应的模具型腔内，将第一衬套、第二衬套放置在第一壳体对应的模具型腔内的预设位置，将球销放置在第二壳体对应的模具型腔内的预设位置，随后在两个模具型腔内均铺设短切碳纤维增强片状模塑料，通过模压成型在所述第一壳体和第二壳体内分别制得第一加强体和第二加强体，且第一衬套和第二衬套镶嵌于第一加强体上，球销镶嵌于第二加强体上。进一步地，所述第一壳体和所述第二壳体扣合粘接为一体。进一步地，模压成型的压力为500t～1000t，成型温度为120℃～160℃。本专利技术的有益效果为：本专利技术提出的碳纤维复合材料控制臂，第一壳体和第二壳体采用碳纤维预浸料制成，第一加强体和第二加强体采用短切碳纤维增强片状模塑料制成，相比现有的金属材料的控制臂，大幅度降低了控制臂的重量，实现控制臂的轻量化，同时避免了局部受力不均的情况的出现，使得控制臂具有较好的刚度和强度。本专利技术提出的碳纤维复合材料控制臂的制备方法，采用碳纤维预浸料和短切碳纤维增强片状模塑料组合来制得控制臂，得控制臂具有较好的强度和刚度，并且短切碳纤维增强片状模塑料形成的第二加强体将两个衬套进行固定，避免了传统过盈配合的应力，避免了机械连接所需的开孔处理，具有较好的力学性能，且自动化程度高，能够提高生产效率。附图说明图1是本专利技术提供的碳纤维复合材料控制臂第一视角的拆解示意图；图2是本专利技术提供的碳纤维复合材料控制臂第二视角的拆解示意图；图3是本专利技术提供的第一加强体的结构示意图；图4是本专利技术提供的第一壳体的结构示意图；图5是本专利技术提供的第二壳体的结构示意图；图6是本专利技术提供的第二加强体的结构示意图。图中：1、第一本体；11、第一壳体；111、第一夹持部；112、第二夹持部；12、第一加强体；121、安装槽；1211、凸台；122、第一镶嵌套；123、第二镶嵌套；2、第二本体；21、第二壳体；211、第三夹持部；212、第四夹持部；213、第二镶嵌孔；22、第二加强体；221、第一镶嵌孔；3、球销；4、第一衬套；5、第二衬套；10、翻边；101、支撑片；102、加强筋。具体实施方式为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部。在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或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，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置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专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。如图1至图6所示，本实施例提供了一种碳纤维复合材料控制臂，主要应用于汽车，用于车身和转向轮的联接，承受车架与车轮之间的转向力和转向力矩。具体而言，该碳纤维复合材料控制臂包括第一衬套4、第二衬套5、球销3以及扣合连接的第一本体1和第二本体2，第一本体1和第二本体2均为类似三角形结构。上述第一本体1包括第一壳体11和第一加强体12，第一加强体12设置于第一壳体11内，第二本体2包括第二壳体21和第二加强体22，第二加强体22设置于第二壳体21内，第一壳体11和第二壳体21扣合连接，第一壳体11和第二壳体21均由碳纤维预浸料制成，碳纤维预浸料由碳纤维纱、树脂、离型纸等材料制成，强度高、密度小且可塑性强，优选地，在本实施例中，碳纤维预浸料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维复合材料控制臂，包括第一衬套(4)、第二衬套(5)和球销(3)，其特征在于，还包括扣合连接的第一壳体(11)和第二壳体(21)，所述第一壳体(11)内具有第一加强体(12)，所述第二壳体(21)内具有第二加强体(22)，所述第一壳体(11)和所述第二壳体(21)均由碳纤维预浸料制成，所述第一加强体(12)和所述第二加强体(22)均由短切碳纤维增强片状模塑料制成，所述第一衬套(4)和所述第二衬套(5)均镶嵌于所述第一加强体(12)上，所述球销(3)镶嵌于所述第二加强体(22)上。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维复合材料控制臂，包括第一衬套(4)、第二衬套(5)和球销(3)，其特征在于，还包括扣合连接的第一壳体(11)和第二壳体(21)，所述第一壳体(11)内具有第一加强体(12)，所述第二壳体(21)内具有第二加强体(22)，所述第一壳体(11)和所述第二壳体(21)均由碳纤维预浸料制成，所述第一加强体(12)和所述第二加强体(22)均由短切碳纤维增强片状模塑料制成，所述第一衬套(4)和所述第二衬套(5)均镶嵌于所述第一加强体(12)上，所述球销(3)镶嵌于所述第二加强体(22)上。


2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料控制臂，其特征在于，所述第一加强体(12)上设置有第一镶嵌套(122)、第二镶嵌套(123)和安装槽(121)，所述第一镶嵌套(122)和所述第二镶嵌套(123)内分别镶嵌有所述第一衬套(4)和所述第二衬套(5)，所述安装槽(121)内安装有所述球销(3)。


3.根据权利要求2所述的碳纤维复合材料控制臂，其特征在于，所述第一壳体(11)上与所述第一镶嵌套(122)和所述第二镶嵌套(123)对应的位置分别设置有第一夹持部(111)和第二夹持部(121)。


4.根据权利要求3所述的碳纤维复合材料控制臂，其特征在于，所述第二壳体(21)与所述第一夹持部(111)和所述第二夹持部(121)对应的位置分别设置有第三夹持部(211)和第四夹持部(212)，所述第一镶嵌套(122)夹设于所述第一夹持部(111)和所述第三夹持部(211)之间，所述第二镶嵌套(123)夹设于所述第二夹持部(121)和所述第四夹持部(212)之间。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：方程，王昌斌，成龙，李继川，李菁华，石海鑫，王念强，韩超，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22