一种连接壁板设波浪段的轻量化车桥及其制作方法与流程

1.本发明涉及车桥，具体涉及一种连接壁板设波浪段的轻量化车桥及其制作方法。


背景技术：

2.汽车前轴又称前桥、有时又称为车桥，用于安装前轮、支撑汽车前部重量，用前悬挂架与车架连接。在中国专利申请号2011201792654、授权公告日为2011年12月28日、名称为“汽车前桥总成”的专利文件中即公开了一种现有结构的汽车前轴。汽车前轴包括横杆和两个悬臂（大弯），横杆的两端各设有一个车架支撑部（盖板弹簧座），横杆的两个各连接有一个悬臂，悬臂设有主销孔。使用时，将转向节通过主销穿设在主销孔中而同前轴连接在一起，前轮安装于转向节。最初的汽车前轴存在以下不足：横杆和悬臂为分体结构，通过焊接的方式连接在一起的，故悬臂和横杆之间的位置容易产生偏差而不符合要求，导致良品率低；转向部件容易碰撞到悬臂，为了防止悬臂受到碰撞时变形，为了通过抗冲击能力需要将悬臂制作得较粗、从而导致车辆重量增加而增大油耗；为此本公司进行改进，设计出了名称为“平底铸造结构的汽车前轴”；该车桥的横杆包括从上向下依次设置的上侧壁板、连接壁板和下侧壁板，上侧壁板、连接壁板和下侧壁板三者呈工字型连接在一起且都为平板结构。车桥的轻量化（即在满足车桥抗冲击要求且材料不便的前提下降低车桥的重量）为本公司近年来的研发主攻方向，轻量化实现后不但能够降低车桥制作的成本，而且也能够降低车辆的油耗，对厂家和使用者是一个双的事情，经过多年的研发和无数次的实验探索，设计出了本发明。


技术实现要素：

3.本发明旨在提供一种能够实现车桥轻量化的连接壁板设波浪段的轻量化车桥及其制作方法，用于在维持车桥用料材质不变的情况下降低现有的车桥的重量。
4.以上技术问题时通过以下技术方案解决的：一种连接壁板设波浪段的轻量化车桥，包括横杆和两个连接在横杆两端的大弯，大弯远离横杆的一端设有主销孔，所述横杆的两端的上表面上设有钢板弹簧座，所述横杆包括从上向下依次设置的上侧壁板、连接壁板和下侧壁板，上侧壁板、连接壁板和下侧壁板三者呈工字型连接在一起，其特征在于，所述连接壁板包括中段和连接在中段两端的边段，所述中段为波浪形，中段的上侧同上侧壁板连接在一起、下侧同下侧壁板连接在一起，边段的上侧同上侧壁板连接在一起、下侧同下侧壁板连接在一起。本技术方案，在车桥铸造制作的冷却间断或者淬火降温的间断产生冷缩收缩时，波浪形中段的设置能够为冷缩变形（车桥长度方向的冷缩变形量最大）产生释放空间（冷缩时在车桥长度方向的不同部位产生拉伸或者挤压的力，此时通过中段的波峰波长的改变进行适应以释放该变形），从而避免变形力无处释放而导致内部产生拉裂或力的集中（拉裂或力的集中都会导致车桥在力集中的部位或拉裂的部位容易断裂），使得车桥的强度增大，从而能够通过降低滑杆部件的壁厚来维持强度同结构改变前相当使得车桥的重量降低。通过实验抗撞击实验发现，通过降重维持抗撞击次数都符合标准的情况下，最大降重
量能够达到18%左右。（其中壁厚优选降低连接壁板的后度占多数的情况下降重比例大）。
5.作为优选，所述横杆和大弯都为铸造件，横杆和大弯一体成型在一起，上侧壁板、连接壁板、下侧壁板和钢板弹簧座都为铸造件，上侧壁板、连接壁板、下侧壁板和钢板弹簧座一体成型在一起。使得车桥为铸造车桥，从用本发明结构的车桥实现降重，铸造车桥的降重效果比锻压车桥的降重效果好。
6.作为优选，中段的波峰距离经过上侧壁板的宽度方向的中线的竖平面的距离等于中段的波谷距离经过上侧壁板的宽度方向的中线的竖平面的距离。能够更好的消除冷缩的影响。“中段的波峰”是指中段前表面向前拱起的部分的最前处；“中段的波谷”是指中段后表面向后拱起的部分的最后处。
7.作为优选，经过中段前侧表面的波谷的竖平面位于经过中段后侧表面的波峰的竖平面的前方。“中段前侧表面的波谷”是指中段前表面向后凹陷部分的最后处；“中段后侧表面的波峰”是指中段后表面向前凹陷的部分的最前处。能够通过强度。
8.作为优选，中段所在波形的波长为6厘米到12厘米之间。抗冲击效果好。“中段所在波形的波长”中相邻的两个中段的波峰之间的距离。
9.作为优选，所述上侧壁板内设有沿横杆的延伸方向延伸的上侧散热通道，上侧散热通道的两端贯通两个钢板弹簧座的上表面形成上气口，上侧散热通道的中心线位于经过上侧壁板的宽度方向的中线的竖平面上；所述下侧壁板内设有沿横杆的延伸方向延伸的下侧散热通道，下侧散热通道的两端贯通下侧壁板的下表面而形成两个下气口，下侧通通道的中心线位于经过下侧壁板的宽度方向的中线的竖平面上。车桥横梁上下侧壁板同连接壁板对齐的部位为冷却时散热速度最慢的地方，导致内外部固化时间差大，时间差大则导致车桥表面产生微裂纹几率大且多，从而导致车桥强度下降多。本技术方案，能够在冷却时通过散热通道进行散热以通过内部散热效率，从而降低冷却导致表面微裂纹量，实现提高车桥强度。
10.作为优选，经过上侧壁板的宽度方向的中线的竖平面平分所述边段，中段所在的波浪的中心线位于经过上侧壁板的宽度方向的中线的竖平面上。驱动好，看水平冲击能力好。
11.作为优选，所述上侧壁板内设有沿横杆的延伸方向延伸的上侧散热通道，上侧散热通道的两端贯通两个钢板弹簧座的上表面形成上气口，上侧散热通道的中心线位于经过上侧壁板的宽度方向的中线的竖平面上；所述下侧壁板内设有沿横杆的延伸方向延伸的下侧散热通道，下侧散热通道的两端贯通下侧壁板的下表面而形成两个下气口，下侧通通道的中心线位于经过下侧壁板的宽度方向的中线的竖平面上。
12.一种连接壁板设波浪段的轻量化车桥的制作方法，第一步、制作沙模：制作车桥的车桥模具包括沿车桥的前后方向分布的前模具半部和后模具半部，在前模具半部内铺沙形成前沙模半部、后模具半部内铺沙形成后沙模半部，车桥模具设有浇注孔，浇注孔位于前模具半部和后模具半部的交界面处；前沙模半部的后表面上设有前凹坑，前凹坑内设有底面为波浪形的前波浪形底面段；后沙模半部的前表面上设有后凹坑，后凹坑内设有底面为波浪形的后波浪形底面段；前后模具半部合拢时前凹坑和后凹坑围成车桥型腔，前沙模半部和后沙模半部围成车桥沙模，前波浪形底面段和后波浪形底面段围成中段型腔，第二步、浇铸：将铁水经过浇注口浇注到所述车桥型腔内并填充满车桥型腔；第三步、冷却：使车桥型
腔内的铁水冷却到50
°
以下，位于车桥型腔内的铁水冷却后形成连接壁板设波浪段的轻量化车桥，位于中段型腔内的铁水形成所述中段；第四步、脱模：分开两个模具半部后敲掉车桥沙模而取出连接壁板设波浪段的轻量化车桥。
13.作为优选，前模具半部的同后模具半部连接的连接面上设有两个上悬挂凸块和两个下悬挂凸块，后模具半部上设有一一对应地套设在两个上悬挂凸块上的两个上限位缺口和一一对应地套设在两个下悬挂凸块上的两个下限位缺口；上悬挂凸块上设有连通前模具半部内外表面的上风道，上风道的下端对接有上气管，上气管被前沙模半部以仅露出上气管的下端面的状态掩埋；下悬挂凸块上设有连通后模具半部内外表面的下风道，下风道的上端对接有下气管，下气管被前沙模半部以仅露出下气管的上端面的状态掩埋；在车桥沙模内设形成上散热通道的上散热通道砂芯和形成下散热通道的下散热通道砂芯；上散热沙芯的横截面大于上气管的下端的开口面积，上散热通道砂芯为沙通过树脂粘结在一起成型，上散热通道砂芯的两端一一对应地同两根所述上气管的下端连接在一起且遮挡住上气管的整个下端面；下散热沙芯的横截面大于下气管的上端的开口面积，下散热通道砂芯为沙通过树脂粘结在一起成型，下散热通道砂芯的两端一一对应地同两根所述下气管的上端连接在一起且遮挡住下气管的整个上端面；所述浇注孔位于两个上悬挂凸块之间；浇注时铁水注入车桥型腔内时使得构成上散热通道砂芯和下散热通道砂芯的树脂被加热而排放出，从而增加上下散热通道砂芯的透气性；冷却步骤中使散热气流从一个上气道输入后从另一个上气道流出和从一个下气道输入后从另一个下气道流出，从而提高车桥内部的降温速度。散热通道砂芯的构成，使得浇铸过程树脂的失去而提高散热通道砂芯的透气性，透气性的提高能够使得有砂芯的存在时又能够进行通风散热。实现了车桥为铸造车桥时，也能够通过散热通道进行散热。
14.本发明的有益效果为：能够使得铸造车桥冷却收缩时有收缩量释放空间（即通过波浪形中段的变形来提供收缩时的释放空间），从而使得车桥内部因为车桥制作过程中的冷却产生的内部撕裂损伤小，撕裂损伤小则起到提高车桥强度的作用，此时在维持车桥强度不便的情况下能够降低车桥壁厚，从而实现降重实现轻量化；散热通道的设置，使得浇筑时能够提高车桥内部的散热速度，实现内外散热速度平衡，避免表面先冷硬化而内部后冷硬化从而导致表面产生内部产生微裂纹，微裂纹的存在会导致车桥强度下降。
附图说明
15.图1为连接壁板设波浪段的轻量化车桥的正视示意图；图2为图1的a—a剖视示意图；图3为图2的c处的局部放大示意图；图4为横杆通过结构滑杆中心线的左右方向延伸的竖平面进行剖切时的剖视示意图；图5位横杆的横截面示意图；图6为车桥模具的俯视示意图；图7为车桥模具通过两个模具半部的交界面的竖平面进行剖视时的示意图；图8为图7的c处的局部放大示意图；图9为连接壁板设波浪段的轻量化车桥的立体结构示意图。
16.图中：横杆1、大弯2、主销孔3、钢板弹簧座4、上侧壁板5、连接壁板6、下侧壁板7、中段8、边段9、中段的波峰10、经过上侧壁板的宽度方向的中线的竖平面d、中段的波谷32、经过中段前侧表面的波谷的竖平面e、经过中段后侧表面的波峰的竖平面f、中段所在波形的波长g、上侧散热通道11、上气口12、下侧散热通道13、下气口14、车桥模具15、前模具半部16、后模具半部17、前沙模半部18、浇注孔20、车桥型腔21、前波浪形底面段22、上悬挂凸块23、下悬挂凸块24、上限位缺口25、上风道26、上气管27、下风道28、下气管29、上散热通道砂芯30、下散热通道砂芯31。
实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
18.参见图1到图9，一种连接壁板设波浪段的轻量化车桥，包括横杆1和两个连接在横杆两端的大弯2，大弯远离横杆的一端设有主销孔3。本发明的连接壁板设波浪段的轻量化车桥为铸造车桥。横杆和大弯都为铸造件，横杆和大弯一体成型在一起。横杆的两端的上表面上设有钢板弹簧座4，横杆包括从上向下依次设置的上侧壁板5、连接壁板6和下侧壁板7，上侧壁板、连接壁板和下侧壁板三者呈工字型连接在一起。上侧壁板、连接壁板、下侧壁板和钢板弹簧座都为铸造件，上侧壁板、连接壁板、下侧壁板和钢板弹簧座一体成型在一起。连接壁板包括中段8和连接在中段两端的边段9。中段为波浪形，中段的上侧同上侧壁板连接在一起、下侧同下侧壁板连接在一起，边段的上侧同上侧壁板连接在一起、下侧同下侧壁板连接在一起。横杆和大弯都为铸造件，横杆和大弯一体成型在一起，上侧壁板、连接壁板、下侧壁板和钢板弹簧座都为铸造件，上侧壁板、连接壁板、下侧壁板和钢板弹簧座一体成型在一起。中段的波峰10距离经过上侧壁板的宽度方向的中线的竖平面d的距离等于中段的波谷32距离经过上侧壁板的宽度方向的中线的竖平面的距离。经过中段前侧表面的波谷的竖平面e位于经过中段后侧表面的波峰的竖平面f的前方。中段所在波形的波长g为6厘米到12厘米之间。经过上侧壁板的宽度方向的中线的竖平面平分所述边段，中段所在的波浪的中心线位于经过上侧壁板的宽度方向的中线的竖平面上。上侧壁板内设有沿横杆的延伸方向延伸的上侧散热通道11，上侧散热通道的两端贯通两个钢板弹簧座的上表面形成上气口12，上侧散热通道的中心线位于经过上侧壁板的宽度方向的中线的竖平面上；下侧壁板内设有沿横杆的延伸方向延伸的下侧散热通道13，下侧散热通道的两端贯通下侧壁板的下表面而形成两个下气口14，下侧通通道的中心线位于经过下侧壁板的宽度方向的中线的竖平面上。
19.制作连接壁板设波浪段的轻量化车桥的制作方法为：第一步、制作沙模：制作车桥的车桥模具15包括沿车桥的前后方向分布的前模具半部16和后模具半部17，在前模具半部内铺沙形成前沙模半部18、后模具半部内铺沙形成后沙模半部，车桥模具设有浇注孔20，浇注孔位于前模具半部和后模具半部的交界面处；前沙模半部的后表面上设有前凹坑，前凹坑内设有底面为波浪形的前波浪形底面段22；后沙模半部的前表面上设有后凹坑，后凹坑内设有底面为波浪形的后波浪形底面段；前后模具半部合拢时前凹坑和后凹坑围成车桥型
腔21，前沙模半部和后沙模半部围成车桥沙模，前波浪形底面段和后波浪形底面段围成中段型腔；第二步、浇铸：将铁水经过浇注口浇注到车桥型腔内并填充满车桥型腔；第三步、冷却：使车桥型腔内的铁水冷却到50
°
以下，位于车桥型腔内的铁水冷却后形成连接壁板设波浪段的轻量化车桥，位于中段型腔内的铁水形成所述中段；第四步、脱模：分开两个模具半部后敲掉车桥沙模而取出连接壁板设波浪段的轻量化车桥。
20.具体地：前模具半部的同后模具半部连接的连接面上设有两个上悬挂凸块23和两个下悬挂凸块24，后模具半部上设有一一对应地套设在两个上悬挂凸块上的两个上限位缺口25和一一对应地套设在两个下悬挂凸块上的两个下限位缺口；上悬挂凸块上设有连通前模具半部内外表面的上风道26，上风道的下端对接有上气管27，上气管被前沙模半部以仅露出上气管的下端面的状态掩埋；下悬挂凸块上设有连通后模具半部内外表面的下风道28，下风道的上端对接有下气管29，下气管被前沙模半部以仅露出下气管的上端面的状态掩埋；在车桥沙模内设形成上散热通道的上散热通道砂芯30和形成下散热通道的下散热通道砂芯31；上散热沙芯的横截面大于上气管的下端的开口面积，上散热通道砂芯为沙通过树脂粘结在一起成型，上散热通道砂芯的两端一一对应地同两根上气管的下端连接在一起且遮挡住上气管的整个下端面；下散热沙芯的横截面大于下气管的上端的开口面积，下散热通道砂芯为沙通过树脂粘结在一起成型，下散热通道砂芯的两端一一对应地同两根所述下气管的上端连接在一起且遮挡住下气管的整个上端面；浇注孔位于两个上悬挂凸块之间；浇注时铁水注入车桥型腔内时使得构成上散热通道砂芯和下散热通道砂芯的树脂被加热而排放出，从而增加上下散热通道砂芯的透气性；冷却步骤中使散热气流（具体为鼓风机鼓气）从一个上气道输入后从另一个上气道流出和从一个下气道输入后从另一个下气道流出，从而提高车桥内部的降温速度。

技术特征：
1.一种连接壁板设波浪段的轻量化车桥，包括横杆和两个连接在横杆两端的大弯，大弯远离横杆的一端设有主销孔，所述横杆的两端的上表面上设有钢板弹簧座，所述横杆包括从上向下依次设置的上侧壁板、连接壁板和下侧壁板，上侧壁板、连接壁板和下侧壁板三者呈工字型连接在一起，其特征在于，所述连接壁板包括中段和连接在中段两端的边段，所述中段为波浪形，中段的上侧同上侧壁板连接在一起、下侧同下侧壁板连接在一起，边段的上侧同上侧壁板连接在一起、下侧同下侧壁板连接在一起。2.根据权利要求1所述的一种连接壁板设波浪段的轻量化车桥，其特征在于，所述横杆和大弯都为铸造件，横杆和大弯一体成型在一起，上侧壁板、连接壁板、下侧壁板和钢板弹簧座都为铸造件，上侧壁板、连接壁板、下侧壁板和钢板弹簧座一体成型在一起。3.根据权利要求1或2所述的一种连接壁板设波浪段的轻量化车桥，其特征在于，中段的波峰距离经过上侧壁板的宽度方向的中线的竖平面的距离等于中段的波谷距离经过上侧壁板的宽度方向的中线的竖平面的距离。4.根据权利要求1或2所述的一种连接壁板设波浪段的轻量化车桥，其特征在于，经过中段前侧表面的波谷的竖平面位于经过中段后侧表面的波峰的竖平面的前方。5.根据权利要求1或2所述的一种连接壁板设波浪段的轻量化车桥，其特征在于，中段所在波形的波长为6厘米到12厘米之间。6.根据权利要求1或2所述的一种连接壁板设波浪段的轻量化车桥，其特征在于，经过上侧壁板的宽度方向的中线的竖平面平分所述边段，中段所在的波浪的中心线位于经过上侧壁板的宽度方向的中线的竖平面上。7.根据权利要求1或2所述的一种连接壁板设波浪段的轻量化车桥，其特征在于，所述上侧壁板内设有沿横杆的延伸方向延伸的上侧散热通道，上侧散热通道的两端贯通两个钢板弹簧座的上表面形成上气口，上侧散热通道的中心线位于经过上侧壁板的宽度方向的中线的竖平面上；所述下侧壁板内设有沿横杆的延伸方向延伸的下侧散热通道，下侧散热通道的两端贯通下侧壁板的下表面而形成两个下气口，下侧通通道的中心线位于经过下侧壁板的宽度方向的中线的竖平面上。8.一种适用于权利要求1到6任一项所述的连接壁板设波浪段的轻量化车桥的制作方法，其特征在于，第一步、制作沙模：制作车桥的车桥模具包括沿车桥的前后方向分布的前模具半部和后模具半部，在前模具半部内铺沙形成前沙模半部、后模具半部内铺沙形成后沙模半部，车桥模具设有浇注孔，浇注孔位于前模具半部和后模具半部的交界面处；前沙模半部的后表面上设有前凹坑，前凹坑内设有底面为波浪形的前波浪形底面段；后沙模半部的前表面上设有后凹坑，后凹坑内设有底面为波浪形的后波浪形底面段；前后模具半部合拢时前凹坑和后凹坑围成车桥型腔，前沙模半部和后沙模半部围成车桥沙模，前波浪形底面段和后波浪形底面段围成中段型腔，第二步、浇铸：将铁水经过浇注口浇注到所述车桥型腔内并填充满车桥型腔；第三步、冷却：使车桥型腔内的铁水冷却到50
°
以下，位于车桥型腔内的铁水冷却后形成连接壁板设波浪段的轻量化车桥，位于中段型腔内的铁水形成所述中段；第四步、脱模：分开两个模具半部后敲掉车桥沙模而取出连接壁板设波浪段的轻量化车桥。9.根据权利要求8所述的一种连接壁板为折线结构的制作方法，其特征在于，前模具半部的同后模具半部连接的连接面上设有两个上悬挂凸块和两个下悬挂凸块，后模具半部上
设有一一对应地套设在两个上悬挂凸块上的两个上限位缺口和一一对应地套设在两个下悬挂凸块上的两个下限位缺口；上悬挂凸块上设有连通前模具半部内外表面的上风道，上风道的下端对接有上气管，上气管被前沙模半部以仅露出上气管的下端面的状态掩埋；下悬挂凸块上设有连通后模具半部内外表面的下风道，下风道的上端对接有下气管，下气管被前沙模半部以仅露出下气管的上端面的状态掩埋；在车桥沙模内设形成上散热通道的上散热通道砂芯和形成下散热通道的下散热通道砂芯；上散热沙芯的横截面大于上气管的下端的开口面积，上散热通道砂芯为沙通过树脂粘结在一起成型，上散热通道砂芯的两端一一对应地同两根所述上气管的下端连接在一起且遮挡住上气管的整个下端面；下散热沙芯的横截面大于下气管的上端的开口面积，下散热通道砂芯为沙通过树脂粘结在一起成型，下散热通道砂芯的两端一一对应地同两根所述下气管的上端连接在一起且遮挡住下气管的整个上端面；所述浇注孔位于两个上悬挂凸块之间；浇注时铁水注入车桥型腔内时使得构成上散热通道砂芯和下散热通道砂芯的树脂被加热而排放出，从而增加上下散热通道砂芯的透气性；冷却步骤中使散热气流从一个上气道输入后从另一个上气道流出和从一个下气道输入后从另一个下气道流出，从而提高车桥内部的降温速度。

技术总结
本发明涉及一种连接壁板设波浪段的轻量化车桥，包括横杆，横杆包括从上向下依次设置的上侧壁板、连接壁板和下侧壁板，上侧壁板、连接壁板和下侧壁板三者呈工字型连接在一起，连接壁板包括中段和连接在中段两端的边段，所述中段为波浪形，中段的上侧同上侧壁板连接在一起、下侧同下侧壁板连接在一起，边段的上侧同上侧壁板连接在一起、下侧同下侧壁板连接在一起；一种连接壁板设波浪段的轻量化车桥的制作方法，制作沙模、浇铸、冷却、脱模。本发明旨具有能够实现车桥轻量化的优点，用于在维持车桥用料材质不变的情况下降低现有的车桥的重量。料材质不变的情况下降低现有的车桥的重量。料材质不变的情况下降低现有的车桥的重量。


技术研发人员：陈学福 何伟
受保护的技术使用者：福建铁驰马轻量车桥有限公司
技术研发日：2023.04.01
技术公布日：2023/8/21