一种轻量化商用汽车前轴的制作方法

本实用新型属于汽车零部件技术领域，具体说是一种轻量化商用汽车前轴。

背景技术：

汽车前轴是汽车底盘上的一个重要零件，起着承载重量和连接板簧、轮胎等作用，并与拉杆，转向节等零部件组成转向系统，有非常重要的作用。

前轴属于异形截面的长轴类零件，主要有工字梁、板簧面、拳头、弯脖这几个部位组成，出于受力和重量等原因，各部位截面形状变化较大。近几年随着国家基于环境治理、严查超载、以及节约能源等方面的因素出台了很多政策，对商用车的发展影响很大。

汽车的油耗主要取决于发动机的排量和汽车的总质量，有研究数字显示，若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%-8%；空载情况下，约70%的油耗用在汽车质量上。

因此，汽车变轻对于整车的燃油经济性有重要意义，在满足产品性能的前提下，通过对零件形状和结构的优化，使零件受力合理，可以原材料的消耗，降低零件重量，最终将利于降低燃油消耗，保护环境，轻量化成了一个重要研究课题。

技术实现要素：

本实用新型的目的便是提供一种轻量化商用汽车前轴。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种轻量化商用汽车前轴，包括工字梁、板簧面、弯脖和拳头，所述工字梁由上翼板、立筋和下翼板一体化成型加工而成，在立筋前后端面各焊接有一块共计两块板簧面，在每块板簧面左右两端各一体化成型接有一组共计四组弯脖，上述四组弯脖与上翼板和下翼板的左右两端通过两组拳头焊接固定。

作为优选，所述上翼板和下翼板互相平行且均与立筋呈垂直状态。

作为优选，在前述每组拳头前后端面上各焊接有一组加强块。

由于采用上述技术方案，本实用新型的有益效果为：本实用新型通过cae分析，进行拓扑优化，对各截面尺寸和形状进行优化调整，使危险点得到强度加强，而性能过剩的部位进行减重，通过合理的形状，满足工艺性的前提下，发挥材料的最大性能，保证性能要求下，实现轻量化前轴的制造。

附图说明

现结合附图对本实用新型做进一步说明。

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型工字梁结构示意图。

图中：1、工字梁，2、板簧面，3、弯脖，4、拳头，5、上翼板，6、立筋，7、下翼板，8、加强块。

具体实施方式

如图1和2所示，本实用新型为一种轻量化商用汽车前轴，包括工字梁1、板簧面2、弯脖3和拳头4，所述工字梁1由上翼板5、立筋6和下翼板7一体化成型加工而成，在立筋6前后端面各焊接有一块共计两块板簧面2，在每块板簧面2左右两端各一体化成型接有一组共计四组弯脖3，上述四组弯脖3与上翼板5和下翼板7的左右两端通过两组拳头4焊接固定。

所述上翼板5和下翼板7互相平行且均与立筋6呈垂直状态。

在前述每组拳头4前后端面上各焊接有一组加强块8。

工作原理：通过受力分析，本实用新型最大受力点和危险截面在板簧面2下方。通过拓扑优化，主要对工字梁1和弯脖3截面进行尺寸优化，来实现轻量化。

具体为工字梁1减薄立筋6，减薄上翼板5和下翼板7的厚度，来达到降低中性面的效果，使大部分材料承受拉应力作用，降低前轴底面应力，提高前桥寿命。弯脖3部位经分析安全系数大，减薄立筋6的厚度对前轴的性能也没有影响，以此前轴轻量化得以实现。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

技术特征：

1.一种轻量化商用汽车前轴，其特征在于：包括工字梁、板簧面、弯脖和拳头，所述工字梁由上翼板、立筋和下翼板一体化成型加工而成，在立筋前后端面各焊接有一块共计两块板簧面，在每块板簧面左右两端各一体化成型接有一组共计四组弯脖，上述四组弯脖与上翼板和下翼板的左右两端通过两组拳头焊接固定；

所述上翼板和下翼板互相平行且均与立筋呈垂直状态；

在前述每组拳头前后端面上各焊接有一组加强块。

技术总结
本实用新型公开了一种轻量化商用汽车前轴，包括工字梁、板簧面、弯脖和拳头，所述工字梁由上翼板、立筋和下翼板一体化成型加工而成，在立筋前后端面各焊接有一块共计两块板簧面，在每块板簧面左右两端各一体化成型接有一组共计四组弯脖，上述四组弯脖与上翼板和下翼板的左右两端通过两组拳头焊接固定。本实用新型通过CAE分析，进行拓扑优化，对各截面尺寸和形状进行优化调整，使危险点得到强度加强，而性能过剩的部位进行减重，通过合理的形状，满足工艺性的前提下，发挥材料的最大性能，保证性能要求下，实现轻量化前轴的制造。

技术研发人员：陈宫博;战连海;王夕锋;房田振;王锐;胡学星
受保护的技术使用者：诸城市义和车桥有限公司
技术研发日：2019.07.31
技术公布日：2020.09.04