一种精铸-焊接复合工艺汽车气瓶支架总成制造技术

本发明专利技术提出了一种精铸

【技术实现步骤摘要】
一种精铸
‑
焊接复合工艺汽车气瓶支架总成


[0001]本专利技术涉及汽车
，尤其涉及一种精铸
‑
焊接复合工艺汽车气瓶支架架总成。

技术介绍

[0002]气瓶支架总成是天然气车型气瓶的固定支撑部件，目前侧置式气瓶支架总成的结构主要由车架大梁、连接支架、连接方管、底部方管框架、冲焊支架、底部薄板组成。现有的连接支架多采用钢板拼焊方案，为满足强度和刚度要求，现有连接支架由17块冲压钢板拼焊而成，结构形状尖锐、焊缝较多，结构较重。钢板切割、拼装焊接工序复杂；多处焊缝应力集中，强度低，产品容易变形，尺寸不稳定，最终表现为产品性能仅初步满足要求，材料利用率低，制造成本高，生产效率低，安全风险大，产品竞争力低。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提出了一种精铸
‑
焊接复合工艺汽车气瓶支架总成，用来解决现有气瓶支架总成中的连接支架存在的焊接应力大、强度低、易变形、材料利用率低的问题。
[0004]本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供了一种精铸
‑
焊接复合工艺汽车气瓶支架总成，包括：车架大梁，连接支架，所述连接支架采用筋骨分明、镂空的精铸件结构；连接方管，底部方管框架，底部薄板，冲焊支架；其中，所述总成中车架大梁与连接支架通过螺栓装配，连接支架与连接方管、底部方管框架通过焊接方式连接，底部方管框架与冲焊支架、底部薄板通过焊接方式连接。
[0005]在上述技术方案的基础上，优选的，所述气瓶支架总成中，对于标准件的车架大梁、连接方管、底部方管框架、冲焊支架均采用现有技术中的产品结构，对于安全性要求较高的连接支架采用轻量化设计方法，设计成为一体化成型的铸件结构，采用精密铸造工艺来实现该结构的成型，通过设计工艺细节优化与热处理工艺优化，完成产品制造以及性能提升，最终实现气瓶支架总成重量减轻，降低制造成本，同时安全性提升。
[0006]进一步优选的，所述方法包括：S1:对连接支架进行一体化轻量化设计；S2:对气瓶支架总成进行有限元分析，验证强度分析结果；S3:采用精密铸造工艺进行成型制造，对工艺细节进行优化，减小变形；S4:对热处理工艺优化，提高材料韧性；S5:完成加工，通过焊接装配，完成总成的制造。
[0007]进一步优选的，所述S1具体为：所述连接支架属于重要安保件，设计采用拓扑优化指导设计思路以及精铸件轻量化设计手法完成一体成型的轻量化精铸件结构，消除原冲压件结构由17块冲压板焊接造成的多处焊缝集中应力、减少装配焊接工序、产品表面精度高、强度提升、结构重量减轻49.5%，降低制造成本。
[0008]进一步优选的，所述S2具体为：对该气瓶支架总成结合实际使用工况，建立全面合理的有限元分析模型，分别制定垂跳、制动、转向、组合等工况，全面考察气瓶支架总成的强度情况，分析结果强度满足要求，且优于原冲压件结构。
[0009]进一步优选的，所述S3具体为：连接支架采用精密铸造工艺，其工艺流程过程：制作蜡模与浇口棒：为提升产品质量，由于对结构装配弧面要求较高，为减小变形，蜡模在模具中保压时间由常规时间延长20s，以稳固结构形状，防止结构变形；蜡模组树：将蜡模与浇口棒通过蜡粘结方式组装在一起；制壳脱蜡：5层全硅溶胶型壳、蒸汽脱蜡；型壳焙烧，熔炼浇注：优选材质ZG410
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700；清砂、落件；热处理：采用正火工艺；校正：手工校正，利用专用检具检测将零件变形控制在有效范围内；机加工，完成的精铸结构表面粗糙度为6.3um，尺寸精度达到CT6级。
[0010]进一步优选的，所述S4具体为：连接支架采用精密铸造工艺成型后，对该产品进行热处理工艺优化。在热处理环节，连接支架选用材料ZG410
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700为焊接性较好材料，为保证连接支架的安全性，需提高材料的韧性，防止其断裂，热处理采用正火处理，同时为了借鉴淬火件的韧性以及硬度，在正火冷却过程中，采用喷油雾状冷却法，经试验得出使得材料的延伸率由16%提高到18%，屈服强度由410Mpa提升到430Mpa，性能的提升对于安全性要求较高的气瓶支架具有重要的意义。
[0011]进一步优选的，所述S5具体为：焊接装配。将连接支架与连接方管3、底部方管框架、底部薄板、连接支架进行氩弧焊接处理，完成气瓶支架总成的制造。
[0012]本专利技术公开的精铸
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焊接复合工艺气瓶支架总成，相对于现有技术具有以下有益效果：1）采用拓扑优化指导设计思路以及精铸件轻量化设计手法完成一体成型的轻量化精铸件结构，替代现有的由17块冲压板拼焊结构，消除焊缝集中应力、强度提升、减少工序、结构重量减轻。
[0013]2）通过设置失蜡法精密铸造工艺技术实现连接支架产品表面精度高，通过优化工艺过程细节实现减小变形，优化热处理方式提高材料韧性，使连接支架安全性提高，竞争力提升。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为现有技术中的气瓶支架总成结构示意图；图2为本专利技术所公开的气瓶支架总成结构示意图；图3为现有技术中的连接支架结构示意图；图4为现有技术中的连接支架结构爆炸图示意图；图5为本专利技术所公开的连接支架的结构示意图；图6为本专利技术所公开的连接支架的结构详解示意图；
图7为本专利技术所公开的气瓶支架有限元分析模型；图8（1）、8（2）分别为现有技术中的气瓶连接支架制动、转向工况应力图；图9（1）、9（2）为本专利技术所公开的气瓶连接支架制动、转向工况应力图。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施方式，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，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方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]下面结合附图和具体实例对本专利技术做进一步的说明，如图1所示，为现有技术中公开的气瓶支架总成的结构示意图，其中图3气瓶连接支架均采用多块冲压钢板拼焊而成，形状轮廓表现为宽、厚等特点；钢板切割、拼装焊接工序复杂；焊接应力大，强度低，产品容易变形，尺寸不稳定，这对安全性要求较高的气瓶支架总成造成一定的安全隐患。
[0018]为此，本专利技术实施例公开了一种精铸
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焊接复合工艺的汽车气瓶支架总成，来解决现有技术中存在的问题。
[0019]如图2所示，本专利技术实施例公开了一种精铸
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焊接复合工艺的汽车气瓶支架总成，包括：车架大梁，连接支架，所述连接支架采用筋骨分明、镂空的精铸件结构；连接方管，底部方管框架，底部薄板，冲焊支架；其中，所述总成中车架大梁与连接支架通过螺栓装配，连接支本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种精铸
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焊接复合工艺的汽车气瓶支架总成，其特征在于，所述气瓶支架总成包括：车架大梁（1），连接支架（2），所述连接支架（2）采用筋骨分明、结构镂空的精铸件结构，连接方管（3），底部方管框架（4），底部薄板（5），冲焊支架（6）；其中，所述总成中大梁与连接支架通过螺栓装配，连接支架与连接方管、底部方管框架、冲焊支架、底部薄板通过焊接成一体，最终完成气瓶支架总成。2.如权利要求1所述的一种精铸
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焊接复合工艺的汽车气瓶支架总成，其特征在于：所述车架大梁（1），连接方管（3），底部方管框架（4）、底部薄板（5）、冲焊支架（6）均采用现有技术的产品结构；对安全性影响较高的连接支架2进行轻量化设计以及一体化精密铸造成型，通过设计工艺细节优化与热处理工艺优化，完成产品制造以及性能提升，实现气瓶支架总成重量减轻，同时安全性提升，其特征在于具体步骤如下：S1:对气瓶连接支架进行一体化轻量化设计，所述S1具体为连接支架（2）属于重要安保件，设计采用拓扑优化指导设计思路以及精铸件轻量化设计手法完成一体成型的轻量化精铸件结构设计，消除现有结构由17块冲压板焊接造成的多处焊缝集中应力、减少装配焊接工序、产品表面精度高、强度提升、结构重量减轻49.5%，降低制造成本；S2:对气瓶支架总成进行有限元分析，验证强度分析结果，所述S2具体为，对该气瓶支架总成结合实际使用工况，建立全面合理的有限元分析模型，分别制定垂跳、制动、转向、组合等工况，全面考察气瓶支架的强...

【专利技术属性】
技术研发人员：林贞国，唐平生，黄华龙，李忠，王斌，
申请(专利权)人：东风精密铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：