專利名稱：：一種輕量化的轎車后橋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種汽車零件，特別涉及一種輕量化的轎車后橋。
背景技術(shù)：
：目前，隨著人民生活水平的不斷提高，對汽車的需求也越來越大。各大汽車公司的年產(chǎn)量成逐年上升趨勢。與此同時(shí)，世界各國的石油資源日趨緊張，油價(jià)不斷上漲。環(huán)境污染和能源緊缺將成為制約我國汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要問題，不論從經(jīng)濟(jì)效益還是社會效益來考慮，低油耗、低排放的汽車必將是節(jié)約型社會發(fā)展的需要。對汽車進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)，減輕汽車重量是解決上述問題，維持汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展的關(guān)鍵之所在。國內(nèi)外開展輕量化設(shè)計(jì)的方案主要有三種一種是汽車用材料的輕量化設(shè)計(jì)，即選用輕質(zhì)化、高強(qiáng)度的材料來代替鋼鐵材，這些材料主要有高強(qiáng)度鋼、輕質(zhì)合金、塑料及其復(fù)合材料等。另一種是結(jié)構(gòu)技術(shù)的輕量化設(shè)計(jì)，常用有限元法和優(yōu)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)，以減少零部件的質(zhì)量和數(shù)量來減輕整車的重量。第三種是工藝的輕量化設(shè)計(jì)，例如采用激光拼焊技術(shù)、液壓成型技術(shù)、高強(qiáng)度熱成型技術(shù)以及充分發(fā)掘結(jié)構(gòu)、材料強(qiáng)度潛能的低載強(qiáng)化技術(shù)。利用金屬材料的低載強(qiáng)化特性，對變速箱齒輪使用新的磨合規(guī)范，可以提高齒輪的強(qiáng)度和壽命，從而進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)。這些技術(shù)不僅能實(shí)現(xiàn)汽車輕量化，還大幅度提高了汽車的碰撞安全性、降低了制造成本。轎車后橋作為底盤系統(tǒng)一個(gè)重要的承載元件，與車身和懸掛系統(tǒng)相連，主要作用是提高懸掛系統(tǒng)的連接剛度，減小路面震動的傳入，從而帶來良好的舒適性。之前由于使用環(huán)境惡劣等方面的原因，尚沒有采用鎂合金制造轎車后橋的先例。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種強(qiáng)度大、重量輕、結(jié)構(gòu)更優(yōu)的輕量化的轎車后橋，為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明轎車后橋包括前連接焊接總成、擺臂支承箱體焊接總成和后連接焊接總成三個(gè)部分，這三個(gè)部分焊接在一起，其中前連接焊接總成由右前罩、左前罩、右前支承板、左前支承板、彈性襯套焊接而成，左右前罩上布有工藝孔，便于安裝螺栓；擺臂支承箱體焊接總成由箱體、插片、底板、隔板組成，箱體上設(shè)有螺栓孔，用于連接后懸架系統(tǒng)的兩側(cè)擺臂，插片用于固定螺母；后連接焊接總成由彈性襯套、橫向穩(wěn)定桿支架、右后臂、下蓋、上蓋、橫向穩(wěn)定桿支架、左后臂焊接而成。進(jìn)一步地，所述前連接焊接總成、擺臂支承箱體焊接總成和后連接焊接總成的制作材料為鎂合金。優(yōu)選地，上述鎂合金型號為JDM2，其密度為1.93g/cm3,彈性模量E=55Gpa,泊松比為0.35。與原有相同結(jié)構(gòu)的鋼材料后橋相比較，本發(fā)明一種鎂合金后橋具有和鋼材料后橋相同的使用性能，在強(qiáng)度、位移變形、動態(tài)性能上甚至還略優(yōu)于相同結(jié)構(gòu)的鋼材料后橋。根據(jù)汽車廠家對后橋的靜態(tài)評價(jià)要求對本發(fā)明鎂合金后橋與一種相同結(jié)構(gòu)的鋼材料后橋進(jìn)行了強(qiáng)度、位移變形對比分析，結(jié)果如表1所示。表1鎂合金后橋與鋼材料后橋強(qiáng)度、位移變形對比分析結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>分析結(jié)果表明鎂合金后橋在各工況下所受最大應(yīng)力值均有所下降；大多數(shù)工況下后副車架改進(jìn)設(shè)計(jì)后位移總體變形減小，小部分工況位移量與原始副車架基本相當(dāng)。說明本發(fā)明鎂合金后橋的靜態(tài)性能充分滿足后橋的使用要求，優(yōu)于現(xiàn)在廣泛使用的相同結(jié)構(gòu)的鋼材料后橋。為了考察后橋的動態(tài)性能，對本發(fā)明鎂合金后橋與一種相同結(jié)構(gòu)的鋼材料后橋進(jìn)行了模態(tài)對比分析，模態(tài)頻率結(jié)果如表2所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>分析結(jié)果顯示改進(jìn)設(shè)計(jì)后橋較原始后橋各階模態(tài)有較大提高，說明本發(fā)明鎂合金后橋的動態(tài)性能也滿足后橋的使用要求，且略優(yōu)于相同結(jié)構(gòu)的鋼材料后橋。在滿足后橋使用要求的前提下，本發(fā)明鎂合金后橋設(shè)計(jì)質(zhì)量約為5kg，類似結(jié)構(gòu)的鋼材料后橋質(zhì)量為10.1kg，相比減重50%，具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢和重大的市場價(jià)值。鎂合金零件帶給汽車的好處是顯而易見的。一是它的質(zhì)量輕，換用鎂合金能減輕整車重量，也就間接減少了燃油消耗量。二是它的比強(qiáng)度高于鋁合金和鋼，比剛度接近鋁合金和鋼，能夠承受一定的負(fù)荷。三是它具有良好的鑄造性和尺寸穩(wěn)定性，容易加工，廢品率低，從而降低生產(chǎn)成本。四是它具有良好的阻尼系數(shù)，減振量大于鋁合金和鑄鐵，用于殼體可以降低噪聲，用于座椅、輪圈可以減少振動，提高汽車的安全性和舒適性。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明涉及的鎂合金后橋結(jié)合了新材料的應(yīng)用和結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，并利用有限元方法對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和模態(tài)剛度進(jìn)行分析、改進(jìn)，并運(yùn)用了合理制造工藝，最終達(dá)到減重50%的輕量化效果。本發(fā)明對于將鎂合金材料引入轎車底盤的重要承載零部件中去具有開創(chuàng)性的實(shí)用參考價(jià)值，為汽車輕量化設(shè)計(jì)提供一種新思路。圖1為本發(fā)明鎂合金后橋總成示意圖；圖2為前連接焊接總成意圖；圖3為擺臂支承箱體焊接總成意圖；圖4為后連接焊接總成示示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行說明。請參閱圖1，本發(fā)明一種鎂合金轎車后橋包括前連接焊接總成1、擺臂支承箱體焊接總成2、后連接焊接總成3三個(gè)部分。這三個(gè)總成相互焊接而成，根據(jù)四個(gè)彈性支承定位。請參閱圖2，前連接焊接總成1由右前罩101、左前罩102、左前支承板103、右前支承板104、彈性襯套105組成。先將左右前支承板相互連接起來，然后將左右前罩102、101分別焊接在前支承板103、104上，再安裝彈性襯套105。在左右前罩102、101上布有工藝孔，便于安裝連接擺臂的螺栓。請參閱圖3，擺臂支承箱體焊接總成2由箱體201、插片202、底板203、隔板204組成，隔板204和插片202分別焊接在箱體201上，再和底板203上下焊合在一起構(gòu)成擺臂支承箱體焊接總成2。箱體201前后各有四個(gè)螺栓孔，用于連接后懸架系統(tǒng)的兩側(cè)擺臂，插片202用來固定螺母。請參閱圖4，后連接焊接總成3包括彈性襯套301、橫向穩(wěn)定桿支架302、右后臂303、下蓋304、上蓋305、橫向穩(wěn)定桿支架306、左后臂307。后連接焊接總成3將原鋼結(jié)構(gòu)的上下兩片式結(jié)構(gòu)分為左、中、右三段式結(jié)構(gòu)。左右后臂采用橫“日，，字截面結(jié)構(gòu)，起到了加強(qiáng)的作用。先將左右后臂307、303與上蓋305焊接起來，然后上蓋305和下蓋304分別將左右后臂壓緊，沿邊緣焊合。再把左右橫向穩(wěn)定桿支架306分別焊在左右后臂下沿，最好安裝彈性襯套301。在裝配過程中，應(yīng)保證彈性襯套301和橫向穩(wěn)定桿支架302的位置準(zhǔn)確。權(quán)利要求一種輕量化的轎車后橋，其特征在于包括前連接焊接總成、擺臂支承箱體焊接總成和后連接焊接總成三個(gè)部分，這三個(gè)部分焊接在一起，其中前連接焊接總成由右前罩(101)、左前罩(102)、左前支承板(103)、右前支承板(104)、彈性襯套(105)焊接而成，左右前罩上布有工藝孔，便于安裝螺栓；擺臂支承箱體焊接總成由箱體(201)、插片(202)、底板(203)、隔板(204)組成，箱體(201)上設(shè)有螺栓孔，用于連接后懸架系統(tǒng)的兩側(cè)擺臂，插片(202)用于固定螺母；后連接焊接總成由彈性襯套(301)、橫向穩(wěn)定桿支架(302)、右后臂(303)、下蓋(304)、上蓋(305)、橫向穩(wěn)定桿支架(306)、左后臂(307)焊接而成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕量化的轎車后橋，其特征在于，所述前連接焊接總成、擺臂支承箱體焊接總成和后連接焊接總成的制作材料為鎂合金。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種輕量化的轎車后橋，其特征在于，所述鎂合金型號為JDM2，其密度為1.93g/cm3，彈性模量E=55Gpa，泊松比為0.35。全文摘要本發(fā)明涉及一種汽車零件，特別涉及一種輕量化的轎車后橋，包括前連接焊接總成、擺臂支承箱體焊接總成和后連接焊接總成三個(gè)部分，各部分均采用鎂合金材料制成。整個(gè)后橋基本上屬于對稱結(jié)構(gòu)，前連接焊接總成由彈性襯套，左右前支承板和左右前罩焊接而成；擺臂支承箱體焊接總成由箱體、插片、底板、隔板組成，箱體上有螺栓孔，用于連接后懸架系統(tǒng)的兩側(cè)擺臂；后連接焊接總成包括彈性襯套、左右橫向穩(wěn)定桿支架、左右后臂、上蓋和下蓋。本發(fā)明轎車后橋的靜態(tài)性能和動態(tài)性能均滿足后橋的使用要求，將鎂合金材料引入轎車后橋的設(shè)計(jì)對于提升我國汽車輕量化技術(shù)水平和推動發(fā)展我國鎂合金工業(yè)都具有重要的意義。文檔編號B60G7/00GK101830148SQ201010182238公開日2010年9月15日申請日期2010年5月21日優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日發(fā)明者萬黨水,馮奇,馮金芝,盧蕾蕾,徐洪慧,王斌,王有濤,蔡恩,鄭松林,鄭鉆璽申請人:上海理工大學(xué)