一种汽车用全铝合金前地板总成的制作方法

本发明属于汽车技术领域，特别是涉及一种汽车前地板总成。

背景技术：

随着全球城市化、工业化程度的不断深入，能源短缺和环境污染的问题也日趋严重。在交通运输领域，世界各国都致力于推动低能耗、低排放交通工具的发展。由于汽车行使阻力与重量成正相关，无论是传统燃油汽车还是新能源汽车，汽车减重已经成为节能减排的重要举措。

铝合金具有高比强度、良好的塑性、易加工成型、耐蚀、可回收循环利用以及适合多种制造方法等诸多优势，最具特点的是铝合金型材以其独特的空腔结构应用到汽车骨架结构件中，通过考虑汽车刚度要求，对断面形状进行了轻量化设计，同时考虑断面外形与加强筋布局实现型材之间的连接设计。通过铝合金型材选择和断面结构设计的综合应用能够使得汽车车身的一部分传统钢质零件逐渐被铝合金型材零件取代。

现有的汽车前地板大部分都是钢板拼焊结构，主要集中在钢制结构的外形设计。cn102862612号中国专利公开了一种汽车前地板总成，设计的初衷主要为放置摩托车提供更大的空间，采用传统的钢板材质，其中未写整体结构的减重。201610504112.x号中国专利文件公开了一种既能满足电池包以及其它功能模块布置的车辆地板总成，并未披露采用的材质和要予减重的目的。申请号201810792998.1的另一中国专利文件公开了一种地板总成及汽车，其中披露了采用钢制门槛梁和铝制底板从而达到部分减重，但其中的铝材瓦楞板的刚度仍然远低于人们的期望，而其中的钢铝间的连接采用过渡接头实现的，不仅生产上工艺复杂且增加了成本。

目前，在汽车轻量化设计进程中，采用铝合金实现车身结构件(如前地板)的轻量化还处于比较缓慢的发展状态，绝大部分设计都集中在钢制结构的外形设计上；而对汽车前地板设计还没有从铝合金材质选择、单个构件结构优化、减重效果等方面开展全面设计。本发明针对以上不足，开展了汽车用铝合金型材前地板总成设计研究，提出了一种汽车用全铝合金前地板总成，相关技术也可应用于汽车其他部件及总成的设计，以及其他工程构件结构轻量化设计中。

技术实现要素：

针对上述已有技术存在的不足，本发明的一个目的是提供一种能够达到钢制汽车前地板总成性能的全铝汽车前地板总成，本发明的另一个目的是提供一种汽车用全铝合金前地板总成相关型材结构的断面形状。

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明提供了一种汽车用全铝合金前地板总成，包括前地板、前地板纵梁、前座椅横梁、后座椅横梁、门槛梁、中通板件，所述门槛梁包括左门槛梁和右门槛梁，所述前地板两侧设有沿汽车纵向延伸的左门槛梁和右门槛梁，所述前地板包括左前地板和右前地板，所述中通板件位于左前地板和右前地板之间，前地板正面设有沿汽车横向排布的前座椅横梁和后座椅横梁，前地板底侧设有沿汽车纵向延伸的前地板纵梁，其特征在于，所述前地板、中通板件均为铝合金板材冲压件，所述中通板件的截面为“ω”型，所述门槛梁、前后座椅横梁、前地板纵梁均为铝合金挤压型材，所述前地板纵梁及前后座椅横梁截面均为带延伸翅臂的不规则“口”字型，所述门槛梁截面为带翅臂的不规则“田”字型。

上述的装置中，所述前地板、中通板件所用铝合金板材，屈服强度为≥130mpa，抗拉强度≥280mpa，断后伸长率≥30％，所述门槛梁、前后座椅横梁、前地板纵梁所用铝合金型材，屈服强度为≥220mpa，抗拉强度≥240mpa，断后伸长率≥10％。

上述的装置中，所述中通板件凹面布置有两个加强件，其为多腔倒“u”型截面的铝合金挤压型材。

上述的装置中，所述前地板纵梁包括左纵梁和右纵梁，所述左纵梁用于连接左前地板和中通板件及加强件，所述右纵梁用于连接右前地板和中通板件及加强件。

上述的装置中，前座椅横梁和后座椅横梁均采用分体式，前座椅横梁包括左前座椅横梁和右前座椅横梁，后座椅横梁包括左后座椅横梁和右后座椅横梁，左前座椅横梁和左后座椅横梁的一端均与左门槛梁连接，另一端均与中通板件连接；右前座椅横梁和右后座椅横梁均一端与右门槛梁连接，另一端与中通板件连接。

上述的装置中，左前地板与左门槛梁、左前地板与左纵梁、右前地板与右门槛梁、右前地板与右纵梁采用胶结和铆接混合的方式连接，左右纵梁与中通板件及加强件采用胶结和铆接混合的连接方式，前后座椅横梁与门槛梁和中通板件的连接采用增加t型连接机构并铆接的连接方式。

上述的装置中，其中前地板、中通板均采用5xxx系铝合金板材经冲压制备而成，左右门槛梁、前后座椅横梁、前地板左右纵梁采用6xxx系或7xxx系铝合金挤压型材。

本发明的有益技术效果：

1)本发明一种汽车用全铝合金前地板总成的整体质量轻，相比于钢制前地板整体减重25％—35％。

2)本发明一种汽车用全铝合金前地板总成采用胶结和铆接混合的连接方式，以及采用增加t型连接结构并铆接的连接方式，胶结的方式具有密封性好的优点，胶接和铆接混合的连接方式使得汽车整体的nvh性能提高。

3)本发明一种汽车用全铝合金前地板总成采用铝合金板材冲压件和铝合金挤压型材组合。通过考虑汽车刚度要求，对型材断面形状进行了轻量化设计，同时综合考虑零件的断面形状以及零部件的布局实现零件之间的连接设计，连接方式采用胶接与铆接且增加连接结构，使得整体强度和刚度性能不低于钢制前地板总成，满足汽车各部件安装性能且碰撞吸能效果优于钢制前地板总成。

附图说明

图1是本发明实施例的正面立体示意图；

图2是本发明实施例的背面立体示意图；

图3是本发明实施例的俯视图；

图4是本发明实施例的左视图；

图5是图3的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的技术方案作清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明部分实施例，而不是其全部。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它改进或修改都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种汽车用全铝合金前地板总成，所述前地板总成结构是由左前地板101、右前地板102、左纵梁201、右纵梁202、左门槛梁301、右门槛梁302、左前座椅横梁401、右前座椅横梁402、左后座椅横梁501、右后座椅横梁502、中通板600及其加强件701和702以及通用连接件800构成的主体。

所述前地板主体底侧设有沿汽车纵向延伸的左纵梁201和右纵梁202，所述左纵梁201起到了连接左前地板101和中通板600的作用，所述右纵梁202起到了连接右前地板102和中通板600的作用，其中中通板凹面设置了两个铝合金型材加强件，第一加强板701和第二加强板702。纵梁和前地板的连接采用胶结方式，设计过程中均设计了胶结搭接边；纵梁和中通板及其加强件采用胶结和铆接混合的连接方式。

所述前地板主体两侧设有沿汽车纵向延伸的左门槛梁301和右门槛梁302，所述左门槛梁301和左前地板101设有搭接边，采用胶结和铆接混合方式连接，同时左门槛梁301与左前座椅横梁401采用铆接方式连接，其中采用通用连接型材800衔接左门槛梁301与左前座椅横梁401；左门槛梁301与左后座椅横梁501采用铆接方式连接，其中采用通用连接型材800衔接左门槛梁与前座椅横梁；所述右门槛梁302和右前地板102设有搭接边，采用胶结和铆接混合方式连接，同时右门槛梁302与右前座椅横梁402采用铆接方式连接，其中采用通用连接型材800衔接右门槛梁302与右前座椅横梁402；右门槛梁302与右后座椅横梁502采用铆接方式连接，其中采用通用连接型材800衔接右门槛梁302与右后座椅横梁502。

所述前地板主体上面设有沿汽车横向排布的前座椅横梁和后座椅横梁，其中前座椅横梁和后座椅横梁均采用分体式，包括左前座椅横梁401、右前座椅横梁402、左后座椅横梁501和右后座椅横梁502。左前座椅横梁401和左后座椅横梁501均一端与左门槛梁301连接，另一端与中通板600连接；同样，右前座椅横梁402和右后座椅横梁502均一端与右门槛梁302连接，另一端与中通板600连接。采用分体式结构，组装方便，生产时间短。

本发明的一个实例中，如图4所示，所述铝合金中通板600截面为“ω”型，中通板底侧设有两个铝合金型材加强部件，中通道铝合金型材加强件701/702截面为多腔倒“u”带翅臂型；铝合金左右纵梁201/202截面均为带延伸翅臂的不规则“口”字型；铝合金左右门槛梁301/302截面为带翅壁的不规则“田”字型；

图3的a-a剖面图5所示，铝合金前/后座椅横梁401/402/501/502截面形状均为不规则带延伸翅臂的不规则“口”字型，通用型材连接结构800采用t型截面型材。

本发明的一个实例中，前地板采用5182铝合金、前后座椅横梁采用6063铝合金、左右门槛梁采用6082铝合金、地板左右纵梁6063铝合金、中通板加强件采用6082铝合金、型材连接结构件采用6061铝合金。其中，前地板总成的各结构件之间采用胶结和铆接混合的连接方法，使得整体结构框架结构强度高，设计合理，加工简单，且汽车整体的nvh性能有所提高。

综上所述，本发明的铝合金前地板总成除了前地板主体采用铝合金板材和中通板件采用铝合金冲压件外，其余部件包括纵梁、前后座椅横梁、门槛梁和中央通道加强件及连接件均采用铝合金型材，制造简单，节约成本，整体质量轻，相较于钢制前地板整体减重高达25％-35％，并且碰撞吸能效果更佳。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和优化，这些改进和优化也应视为本发明的保护范围。