一种轻量化的轿车后桥制造技术

本发明专利技术涉及一种汽车零件，特别涉及一种轻量化的轿车后桥，包括前连接焊接总成、摆臂支承箱体焊接总成和后连接焊接总成三个部分，各部分均采用镁合金材料制成。整个后桥基本上属于对称结构，前连接焊接总成由弹性衬套，左右前支承板和左右前罩焊接而成；摆臂支承箱体焊接总成由箱体、插片、底板、隔板组成，箱体上有螺栓孔，用于连接后悬架系统的两侧摆臂；后连接焊接总成包括弹性衬套、左右横向稳定杆支架、左右后臂、上盖和下盖。本发明专利技术轿车后桥的静态性能和动态性能均满足后桥的使用要求，将镁合金材料引入轿车后桥的设计对于提升我国汽车轻量化技术水平和推动发展我国镁合金工业都具有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种汽车零件，特别涉及一种轻量化的轿车后桥。
技术介绍
目前，随着人民生活水平的不断提高，对汽车的需求也越来越大。各大汽车公司的 年产量成逐年上升趋势。与此同时，世界各国的石油资源日趋紧张，油价不断上涨。环境污 染和能源紧缺将成为制约我国汽车工业可持续发展的重要问题，不论从经济效益还是社会 效益来考虑，低油耗、低排放的汽车必将是节约型社会发展的需要。对汽车进行轻量化设 计，减轻汽车重量是解决上述问题，维持汽车产业持续、健康发展的关键之所在。国内外开 展轻量化设计的方案主要有三种一种是汽车用材料的轻量化设计，即选用轻质化、高强度 的材料来代替钢铁材，这些材料主要有高强度钢、轻质合金、塑料及其复合材料等。另一种 是结构技术的轻量化设计，常用有限元法和优化设计方法进行结构 改进和优化设计，以减 少零部件的质量和数量来减轻整车的重量。第三种是工艺的轻量化设计，例如采用激光拼 焊技术、液压成型技术、高强度热成型技术以及充分发掘结构、材料强度潜能的低载强化技 术。利用金属材料的低载强化特性，对变速箱齿轮使用新的磨合规范，可以提高齿轮的强度 和寿命，从而进行轻量化设计。这些技术不仅能实现汽车轻量化，还大幅度提高了汽车的碰 撞安全性、降低了制造成本。轿车后桥作为底盘系统一个重要的承载元件，与车身和悬挂系统相连，主要作用 是提高悬挂系统的连接刚度，减小路面震动的传入，从而带来良好的舒适性。之前由于使用 环境恶劣等方面的原因，尚没有采用镁合金制造轿车后桥的先例。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种强度大、重量轻、结构更优的轻量化的轿车后桥，为达到 上述专利技术目的，本专利技术轿车后桥包括前连接焊接总成、摆臂支承箱体焊接总成和后连接焊 接总成三个部分，这三个部分焊接在一起，其中前连接焊接总成由右前罩、左前罩、右前支 承板、左前支承板、弹性衬套焊接而成，左右前罩上布有工艺孔，便于安装螺栓；摆臂支承箱 体焊接总成由箱体、插片、底板、隔板组成，箱体上设有螺栓孔，用于连接后悬架系统的两侧 摆臂，插片用于固定螺母；后连接焊接总成由弹性衬套、横向稳定杆支架、右后臂、下盖、上 盖、横向稳定杆支架、左后臂焊接而成。进一步地，所述前连接焊接总成、摆臂支承箱体焊接总成和后连接焊接总成的制 作材料为镁合金。优选地，上述镁合金型号为JDM2，其密度为1. 93g/cm3,弹性模量E = 55Gpa,泊松 比为0. 35。与原有相同结构的钢材料后桥相比较，本专利技术一种镁合金后桥具有和钢材料后桥 相同的使用性能，在强度、位移变形、动态性能上甚至还略优于相同结构的钢材料后桥。根 据汽车厂家对后桥的静态评价要求对本专利技术镁合金后桥与一种相同结构的钢材料后桥进行了强度、位移变形对比分析，结果如表1所示。表1镁合金后桥与钢材料后桥强度、位移变形对比分析结果<table>table see original document page 4</column></row><table>分析结果表明镁合金后桥在各工况下所受最大应力值均有所下降；大多数工况 下后副车架改进设计后位移总体变形减小，小部分工况位移量与原始副车架基本相当。说 明本专利技术镁合金后桥的静态性能充分满足后桥的使用要求，优于现在广泛使用的相同结构 的钢材料后桥。为了考察后桥的动态性能，对本专利技术镁合金后桥与一种相同结构的钢材料后桥进 行了模态对比分析，模态频率结果如表2所示。<table>table see original document page 4</column></row><table>分析结果显示改进设计后桥较原始后桥各阶模态有较大提高，说明本专利技术镁合金后桥的动态性能也满足后桥的使用要求，且略优于相同结构的钢材料后桥。在满足后桥使用要求的前提下，本专利技术镁合金后桥设计质量约为5kg，类似结构的 钢材料后桥质量为10. 1kg，相比减重50%，具有显著的技术优势和重大的市场价值。镁合金零件带给汽车的好处是显而易见的。一是它的质量轻，换用镁合金能减轻 整车重量，也就间接减少了燃油消耗量。二是它的比强度高于铝合金和钢，比刚度接近铝合 金和钢，能够承受一定的负荷。三是它具有良好的铸造性和尺寸稳定性，容易加工，废品率 低，从而降低生产成本。四是它具有良好的阻尼系数，减振量大于铝合金和铸铁，用于壳体 可以降低噪声，用于座椅、轮圈可以减少振动，提高汽车的安全性和舒适性。本专利技术的有益效果是本专利技术涉及的镁合金后桥结合了新材料的应用和结构轻量 化设计的优点，并利用有限元方法对结构强度和模态刚度进行分析、改进，并运用了合理制 造工艺，最终达到减重50%的轻量化效果。本专利技术对于将镁合金材料引入轿车底盘的重要 承载零部件中去具有开创性的实用参考价值，为汽车轻量化设计提供一种新思路。附图说明图1为本专利技术镁合金后桥总成示意图；图2为前连接焊接总成意图；图3为摆臂支承箱体焊接总成意图；图4为后连接焊接总成示示意图。具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行说明。请参阅图1，本专利技术一种镁合金轿车后桥包括前连接焊接总成1、摆臂支承箱体焊 接总成2、后连接焊接总成3三个部分。这三个总成相互焊接而成，根据四个弹性支承定位。请参阅图2，前连接焊接总成1由右前罩101、左前罩102、左前支承板103、右前支 承板104、弹性衬套105组成。先将左右前支承板相互连接起来，然后将左右前罩102、101 分别焊接在前支承板103、104上，再安装弹性衬套105。在左右前罩102、101上布有工艺 孔，便于安装连接摆臂的螺栓。请参阅图3，摆臂支承箱体焊接总成2由箱体201、插片202、底板203、隔板204组 成，隔板204和插片202分别焊接在箱体201上，再和底板203上下焊合在一起构成摆臂支 承箱体焊接总成2。箱体201前后各有四个螺栓孔，用于连接后悬架系统的两侧摆臂，插片 202用来固定螺母。请参阅图4，后连接焊接总成3包括弹性衬套301、横向稳定杆支架302、右后臂 303、下盖304、上盖305、横向稳定杆支架306、左后臂307。后连接焊接总成3将原钢结构 的上下两片式结构分为左、中、右三段式结构。左右后臂采用横“日，，字截面结构，起到了加 强的作用。先将左右后臂307、303与上盖305焊接起来，然后上盖305和下盖304分别将 左右后臂压紧，沿边缘焊合。再把左右横向稳定杆支架306分别焊在左右后臂下沿，最好安 装弹性衬套301。在装配过程中，应保证弹性衬套301和横向稳定杆支架302的位置准确。权利要求一种轻量化的轿车后桥，其特征在于包括前连接焊接总成、摆臂支承箱体焊接总成和后连接焊接总成三个部分，这三个部分焊接在一起，其中前连接焊接总成由右前罩(101)、左前罩(102)、左前支承板(103)、右前支承板(104)、弹性衬套(105)焊接而成，左右前罩上布有工艺孔，便于安装螺栓；摆臂支承箱体焊接总成由箱体(201)、插片(202)、底板(203)、隔板(204)组成，箱体(201)上设有螺栓孔，用于连接后悬架系统的两侧摆臂，插片(202)用于固定螺母；后连接焊接总成由弹性衬套(301)、横向稳定杆支架(3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻量化的轿车后桥，其特征在于包括前连接焊接总成、摆臂支承箱体焊接总成和后连接焊接总成三个部分，这三个部分焊接在一起，其中：前连接焊接总成由右前罩（１０１）、左前罩（１０２）、左前支承板（１０３）、右前支承板（１０４）、弹性衬套（１０５）焊接而成，左右前罩上布有工艺孔，便于安装螺栓；摆臂支承箱体焊接总成由箱体（２０１）、插片（２０２）、底板（２０３）、隔板（２０４）组成，箱体（２０１）上设有螺栓孔，用于连接后悬架系统的两侧摆臂，插片（２０２）用于固定螺母；后连接焊接总成由弹性衬套（３０１）、横向稳定杆支架（３０２）、右后臂（３０３）、下盖（３０４）、上盖（３０５）、横向稳定杆支架（３０６）、左后臂（３０７）焊接而成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑松林，冯金芝，郑钻玺，徐洪慧，王有涛，卢蕾蕾，冯奇，王斌，蔡恩，万党水，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]