一种乘用车后桥总成中的扭力梁制造技术

本发明专利技术公开了一种乘用车后桥总成中的扭力梁，包括梁体和焊缝，所述梁体为左右对称式的变截面空心管梁，由高强钢圆管经过冷冲压成型和调质热处理加工而成，焊缝位于扭力梁端口矩形区上壳体的圆角附近，并沿长度方向延伸至上壳体的腰线位置，所述的端口区为倒圆角处理的矩形管状，中间区的剖面结构呈闭合曲线折叠而成的倒置“V”形，本发明专利技术专利采用高强钢无缝焊接圆管作为扭力梁的原材料，生产成本相对于“V”形开口梁大幅降低，并且提高了产品的成型质量和生产效率；同时，本发明专利技术专利造型经过CAE仿真优化设计，能有效改善扭力的纵向刚度、侧向刚度和侧倾刚度，有效降低了扭力梁扭转应力，提高了疲劳耐久性能。

【技术实现步骤摘要】
一种乘用车后桥总成中的扭力梁
本专利技术涉及乘用车底盘悬架结构件
，具体是一种乘用车后桥总成中的扭力梁。
技术介绍
乘用车扭力梁连接左、右纵臂，构成具有一定扭转刚度的半独立式后悬架，在汽车行驶过程中，扭力梁承受后轮传递的路面冲击力，并发生扭转变形，在车辆出现侧倾时，保证汽车的操纵性能和行驶稳定性。目前这种扭力梁式后悬架多用于家用轿车和小型客车。扭力梁有两种形式，一种是“U”型开口横梁，采用冲压成型工艺将高强钢板压制成“U”形，并在“U”形开口梁中安装横截面为圆形的扭力杆，这种结构工艺复杂，不利于车身轻量化；另一种是变截面扭力梁，将空心圆管冲压成型“V”形变截面扭力梁，相对于“U”型开口梁，这种结构重量较轻，即可满足车辆疲劳耐久性能要求，又能满足车身轻量化要求。变截面扭力梁的成型工艺有：内高压成型、热冲压成型和冷冲压成型，内高压成型和热冲压成型工艺的生产效率偏低，工艺设备复杂，因而增加了扭力梁的制造难度和生产成本。采用冷冲压成型制造扭力梁，并对扭力梁进行调质热处理，是一种能有效平衡生产效率和产品质量的生产工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种乘用车后桥总成中的扭力梁，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种乘用车后桥总成中的扭力梁，包括梁体和焊缝，所述梁体为左右对称式的变截面空心管梁，由高强钢圆管经过冷冲压成型和调质热处理加工而成，焊缝位于梁体端口矩形区上壳体的圆角附近，并沿长度方向延伸至上壳体的腰线位置，所述梁体的端口区为倒圆角处理的矩形管状，梁体的中间区的剖面结构呈闭合曲线折叠而成的倒置“V”形，所述中间区的上壳体与下壳体不贴合，所述中间区从中线至边缘，间距逐渐变大，并在末端形成水滴状结构，中间区的上壳体与下壳体在“V”形开口末端的连接处形成水滴状结构，所述端口区与中间区之间存在一阶过渡区和二阶过渡区，一阶过渡区的剖面结构为倒置的“凹”形，二阶过渡区的剖面形状为倒置的“V”形，二阶过渡区的上壳体与下壳体之间具有较宽的间隙。作为本专利技术进一步的方案：所述梁体的横截面形状从中间区往端口区的方向平顺过渡。作为本专利技术再进一步的方案：所述梁体由厚度2至4mm的高强钢圆管经过冷冲压成型和调质热处理加工而成。作为本专利技术再进一步的方案：所述梁体的上壳体和下壳体向两侧整体延伸，形成倒圆角处理的矩形结构端口外缘，采用激光切割工艺在端口区加工出各种三维空间曲线轮廓，形成“U”形凹陷结构来固定纵臂。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术专利采用高强钢无缝焊接圆管作为扭力梁的原材料，生产成本相对于“V”形开口梁大幅降低，并且提高了产品的成型质量和生产效率；同时，本专利技术专利造型经过CAE仿真优化设计，能有效改善扭力的纵向刚度、侧向刚度和侧倾刚度，有效降低了扭力梁扭转应力，提高了疲劳耐久性能。附图说明图1为本专利技术专利的结构示意图。图2为本专利技术专利内部的结构示意图。图3为图1的F-F剖视放大图。图4为图1的G-G剖视放大图。图5为图1的H-H剖视放大图。图6为图1的J-J剖视放大图。图7为图1的剖视结构示意图。其中：梁体1、中间区2、二阶过渡区3、一阶过渡区4、端口区5、水滴状结构7、间隙8、焊缝9。具体实施方式在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-7，本专利技术实施例中，一种乘用车后桥总成中的扭力梁，该梁体1为左右对称式结构，是由厚度为3mm的高抗拉强度钢板(牌号：BR1500HS)所制成的圆管，经过冷冲压成型和调质热处理而成。焊缝9位于梁体本体1端口矩形区上壳体的圆角附近，并沿长度方向延伸至上壳体的腰线位置。梁体1由中央位置的中间区2，左右两端的矩形区5，中间区2与矩形区5之间的二阶过渡区3和一阶过渡区4所组成。其中，梁体1的端口区5的剖面结构为倒圆角处理的矩形，梁体1的中间区2的剖面结构为闭合曲线折叠成的“V”形，所述中间区2的部分线段贴合在一起，在中间段2的“V”形剖面开口端，曲线的曲率快速降低，形成水滴状结构7。一阶过渡区4位于矩形区5与二阶过渡区3之间，一阶过渡区4的剖面结构为倒置的“凹”形，二阶过渡区3的剖面形状为“V”形，二阶过渡区3的上壳体与下壳体之间具有较宽的间隙8。梁体1的剖面形状从中间区2往端口区5的方向平顺过渡，梁体1左右两端的上壳体和下壳体，向外整体延伸形成矩形结构端口外缘，可在外缘上切割出三维空间闭合曲线轮廓，形成近似“U”形的凹陷结构来匹配纵臂。使用有限元分析软件Abaqus对实例进行侧倾刚度试验CAE仿真，计算得出其刚度不低于540N.M/deg，最大应力值不超过1200MPa，高应力区(即开裂风险区)位于下壳体的一阶过渡区和端口矩形区相邻区域。图3为图1的F-F剖视放大图：上壳体轮廓曲线拟合函数Y＝-0.027x2+1.99x+65.9；下壳体轮廓曲线拟合函数Y＝-0.067x2+2.68x+59.3；图4为图1的G-G剖视放大图：上壳体轮廓曲线拟合函数Y＝-0.16x2-0.36x+65.9；下壳体轮廓曲线拟合函数Y＝-0.034x2-0.53x+53.6；图5为图1的H-H剖视放大图：上壳体轮廓曲线拟合函数为分段函数，极大值为65.9；下壳体轮廓曲线拟合函数：Y＝-0.008x2-0.12x+30.2；图6为图1的J-J剖视放大图：矩形端口区尺寸：104x72mm，料厚：3.0mm，内倒圆角半径R15mm，外倒圆角半径R18mm；图7：上壳体轮廓曲线拟合函数：y＝0.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种乘用车后桥总成中的扭力梁，包括梁体(1)和焊缝(9)，其特征在于，所述梁体(1)为左右对称式的变截面空心管梁，由高强钢圆管经过冷冲压成型和调质热处理加工而成，焊缝(9)位于梁体(1)端口矩形区上壳体的圆角附近，并沿长度方向延伸至上壳体的腰线位置；/n所述梁体(1)的端口区(5)为倒圆角处理的矩形管状，梁体(1)的中间区(2)的剖面结构呈闭合曲线折叠而成的倒置“V”形，所述中间区(2)的上壳体与下壳体不贴合，所述中间区(2)从中线至边缘，间距逐渐变大，并在末端形成水滴状结构；/n中间区(2)的上壳体与下壳体在“V”形开口末端的连接处形成水滴状结构(7)，所述端口区(5)与中间区(2)之间存在一阶过渡区(4)和二阶过渡区(3)，一阶过渡区(4)的剖面结构为倒置的“凹”形，二阶过渡区(3)的剖面形状为倒置的“V”形，二阶过渡区(3)的上壳体与下壳体之间具有较宽的间隙(8)。/n

【技术特征摘要】
1.一种乘用车后桥总成中的扭力梁，包括梁体(1)和焊缝(9)，其特征在于，所述梁体(1)为左右对称式的变截面空心管梁，由高强钢圆管经过冷冲压成型和调质热处理加工而成，焊缝(9)位于梁体(1)端口矩形区上壳体的圆角附近，并沿长度方向延伸至上壳体的腰线位置；
所述梁体(1)的端口区(5)为倒圆角处理的矩形管状，梁体(1)的中间区(2)的剖面结构呈闭合曲线折叠而成的倒置“V”形，所述中间区(2)的上壳体与下壳体不贴合，所述中间区(2)从中线至边缘，间距逐渐变大，并在末端形成水滴状结构；
中间区(2)的上壳体与下壳体在“V”形开口末端的连接处形成水滴状结构(7)，所述端口区(5)与中间区(2)之间存在一阶过渡区(4)和二阶过渡区(3)，一阶过渡区(4)的剖面结构为倒...

【专利技术属性】
技术研发人员：何烨，
申请(专利权)人：湘潭地通汽车制品有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43