[发明专利]不等厚管状扭力梁及其制造方法

说明书

本发明提供了一种不等厚管状扭力梁及其制造方法，所述不等厚管状扭力梁的制造方法包括：S₁、按照板厚在扭力梁轴线的分布要求，轧制加工出不等厚板坯；S₂、按照管坯中性面周长要求，将不等厚板坯切割出满足宽度要求的管坯原板，采用卷管机制作不等厚管坯；S₃、不等厚管坯成型后，采用高频电阻焊的方式进行焊合；S₄、对中间部位型面进行预成型，对材料进行预分配；S₅、采用终成型模具对预成型后的零件进行终成型处理，形成不等厚扭力梁；S₆、将成型后的不等厚扭力梁进行端部切割，按照与纵臂的搭接边线形状，进行端部切割，获得满足要求的扭力梁零件。本发明通过管坯预弯曲，能够减少管坯后续成型过程中的变形量，减少减薄及开裂风险。

技术领域

本发明涉及扭力梁结构设计领域，特别涉及一种不等厚管状扭力梁及其制造方法。

背景技术

扭力梁结构是汽车后悬架的典型结构，扭力梁总成在汽车行驶过程中承担弯曲、扭转等路面激励载荷，扭力梁总成的刚度、强度、模态及疲劳性能对汽车行驶的操控性、舒适性及安全性都有重要影响。

图1为现有技术中扭力梁总成的结构示意图。如图1所示，扭力梁总成一般由扭力梁横梁100(简称扭力梁)、纵臂110、弹簧座120及衬套130等主要部分组成，这些零件通过焊接及压装方式连接在一起。传统的扭力梁焊接总成各组成部件多为钣金冲压成型，扭力梁横梁为开口截面，结构扭转刚度相对较小，因此需要通过增加料厚或者内部增加一根稳定杆来提高其扭转刚度，导致整体重量增加，制造成本高。

目前扭力梁焊接总成各零件均为单一壁厚，每个零件的壁厚各处相同，且壁厚要满足极限最大载荷下零件各区域的强度和刚度要求。由于汽车行驶过程中，沿扭力梁横梁轴线方向不同区域所受载荷存在较大差异，这种利用零件最大载荷下受力情况来确定零件壁厚的方法存在明显不足，如果扭力梁横梁不同区域的壁厚由最大载荷决定。这样对于所受载荷较小或者刚度贡献较小的区域，额外增加的壁厚对整体性能没有贡献，仅仅增加了零件重量，目前均匀壁厚的扭力梁横梁轻量化效果较差。

此外，目前采用传统钣金冲压工艺生产的扭力梁，在后续与左右纵臂的焊接过程中，由于钣金冲压的扭力梁端部呈开口形状，与纵臂的搭接焊缝不能形成封闭结构，焊缝长度较短，单位长度焊缝收到的应力比较大，而且焊缝起收弧处容易出现应力集中，导致疲劳破坏，开口梁结构并不适合于承受较大载荷的扭力梁。通常在横梁与纵臂连接区域额外焊接加强板，来提升整个零件的使用性能，整个生产过程复杂，零件重量重且成本高。

有鉴于此，本申请发明人设计了一种不等厚管状扭力梁及其制造方法，以期克服上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中均匀壁厚的扭力梁横梁轻量化效果较差，生产过程复杂，零件重量重且成本高等缺陷，提供一种不等厚管状扭力梁及其制造方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种不等厚管状扭力梁的制造方法，其特点在于，所述不等厚管状扭力梁的制造方法包括以下步骤：

S₁、按照板厚在扭力梁轴线的分布要求，轧制加工出不等厚板坯；

S₂、按照管坯中性面周长要求，将所述不等厚板坯切割出满足宽度要求的管坯原板，采用卷管机制作不等厚管坯；

S₃、所述不等厚管坯成型后，采用高频电阻焊的方式进行焊合；

S₄、对于管状扭力梁横梁，需要对中间部位型面进行预成型，对材料进行预分配；

S₅、采用终成型模具对预成型后的零件进行终成型处理，形成不等厚扭力梁；