汽车部件连接结构及其制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种汽车部件连接结构，包括第一连接件和与第一连接件为胶接连接的第二连接件，第一连接件和第二连接件采用碳纤维复合材料制成。本发明的汽车部件连接结构，通过胶接连接方式将两个连接件连接，形成有效的高强度低质量碳纤维连接结构，既提高了连接效率，也提高了连接耐久性，可以减少或消除在普通连接中经常出现的表面分层和剪切破坏，可以得到更好的连接强度。本发明还提供了一种汽车部件连接结构的制作方法和电动汽车底板总成。
【专利说明】
汽车部件连接结构及其制作方法
技术领域
[0001 ]本发明属于汽车零部件技术领域，具体地说，本发明涉及一种汽车部件连接结构及其制作方法。
【背景技术】
[0002]汽车轻量化技术是为新能源汽车和传统内燃机汽车节省能源消耗，降低环境污染的有效技术途径之一。权威研究显示，若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6% —8% ;汽车整备质量每减少100公斤，百公里油耗可降低0.3-0.6升。从行驶性能和碰撞安全性方面来看，汽车轻量化后加速性提高，制动距离减小，碰撞时惯性减小，车辆控制灵敏性、稳定性、噪声振动方面也均有改善。近年来，碳纤维复合材料以独特的轻量化效果、高比刚度及高比强度成为汽车工业领域的轻量化主流技术趋势。
[0003]随着汽车碳纤维复合材料应用的日益广泛，汽车复合材料部件之间的组合装配以及碳纤维复合材料部件与邻近零部件的之间连接紧固的问题日益突出，汽车行业中传统的金属零部件之间的连接方式已不能适应客观应用的需求。而现有技术中采用碳纤维复合材料制成的连接结构，还存在经常出现表面分层和剪切破坏的缺陷，连接强度较差。因此，有必要不断改进汽车碳纤维复合材料的连接方式，并进行合理选择。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种汽车部件连接结构及其制作方法，目的是确保得到更好的连接强度。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:汽车部件连接结构，包括第一连接件和与第一连接件为胶接连接的第二连接件，第一连接件和第二连接件采用碳纤维复合材料制成。
[0006]所述第一连接件和第二连接件采用碳纤维/环氧树脂复合材料制成。
[0007]所述第一连接件具有突出的榫舌，所述第二连接件具有让榫舌插入的榫槽。
[0008]所述榫槽中的内壁面涂覆有胶黏剂，形成涂胶层。
[0009]所述碳纤维复合材料包括依次紧密接触的至少7层碳纤维布。
[0010]所述榫舌设置多个。
[0011]本发明还提供了一种电动汽车底板总成，包括上述结构的汽车部件连接结构。
[0012]本发明还提供了一种汽车部件连接结构的制作方法，其包括如下步骤:
[0013](D制备预浸料；
[0014](2)将预浸料经过切割和标记后组装成预制件；
[0015](3)将预制件初步制备成第一连接件和第二连接件；
[0016](4)将初步制备的第一连接件和第二连接件放入环氧树脂溶液中加以浸渍；
[0017](5)对浸渍后的第一连接件和第二连接件进行固化处理；
[0018](6)使用有机溶剂清洗第一连接件的榫舌和第二连接件的榫槽表面；
[0019](7)对第一连接件的榫舌和第二连接件的榫槽表面进行打磨；
[0020](8)在第二连接件的榫槽中涂覆胶粘剂，将第一连接件的榫舌插入榫槽中，完成第一连接件和第二连接件的胶接。
[0021]所述步骤(I)中，将浸渍后的碳纤维织布通过手工铺层制备成预浸料，碳纤维织布至少铺设7层。
[0022]所述有机溶剂为丙酮。
[0023]所述胶粘剂为聚氨酯胶剂。
[0024]本发明的汽车部件连接结构，通过胶接连接方式将两个连接件连接，形成有效的高强度低质量碳纤维连接结构，既提高了连接效率，也提高了连接耐久性，可以减少或消除在普通连接中经常出现的表面分层和剪切破坏，可以得到更好的连接强度。
【附图说明】
[0025]图1为本发明汽车部件连接结构的结构示意图；
[0026]图2为本发明汽车部件连接结构的分解示意图；
[0027]上述图中的标记均为:1、榫舌;2、榫槽;3、涂胶层。
【具体实施方式】
[0028]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
[0029]如图1和图2所示，本发明提供了一种汽车部件连接结构，包括第一连接件和与第一连接件为胶接连接的第二连接件，第一连接件和第二连接件采用碳纤维复合材料制成。第一连接件具有突出的榫舌，第二连接件具有让榫舌插入的榫槽。与普通的平板胶接不同，采用榫槽胶结连接适合厚的碳纤维板材之间的连接，可以减少应力集中和降低剥离应力，避免或减少表面分层，从而可以确保连接结构得到更好的连接强度。采用新型的榫槽胶结连接结构连接汽车的碳纤维部件，发挥了碳纤维的高强度、轻质量、耐腐蚀、抗疲劳优点特性的同时提高连接强度和连接的耐久性。
[0030]碳纤维的材料特点决定了在汽车减重的方面大有可为，尤其是汽车的排放法规要求日益严苛，作为一种新材料，碳纤维与传统的金属材料之间的连接方式不再是传统的焊接，胶接连接不仅可以减轻质量，也保证了连接的抗疲劳和防腐蚀，绝缘性和的可靠的破损安全性。
[0031]如图2所示，在第二连接件的榫槽中的内壁面涂覆有胶黏剂，形成涂胶层。榫舌与榫槽的形状相配合，榫舌插入榫槽中后与涂胶层接触，涂胶层处的胶粘剂将第一连接件和第二连接件连接成一体结构。
[0032]作为优选的，第一连接件和第二连接件采用碳纤维/环氧树脂复合材料制成，碳纤维复合材料包括依次紧密接触的至少7层碳纤维布，连接结构的槽榫结构处采用特别的铺层设计，以便最终材料可以获得极高的力学机械性能。
[0033]作为优选的，第一连接件上的榫舌可以设置多个，而且多个榫舌为均匀分布。相应在第二连接件上可以设置同等数量的榫槽，各个榫舌分别嵌入一个榫槽中，进一步提高连接强度。
[0034]本发明还提供了一种汽车部件连接结构的制作方法，其包括如下步骤:
[0035](D制备预浸料；
[0036](2)将预浸料经过切割和标记后组装成预制件；
[0037](3)将预制件初步制备成第一连接件和第二连接件；
[0038](4)将初步制备的第一连接件和第二连接件放入环氧树脂溶液中加以浸渍；
[0039](5)对浸渍后的第一连接件和第二连接件进行固化处理，碳纤维的第一连接件和第二连接件随即完全成型；
[0040](6)使用有机溶剂清洗第一连接件的榫舌和第二连接件的榫槽表面；
[0041](7)对第一连接件的榫舌和第二连接件的榫槽表面进行打磨；
[0042](8)在第二连接件的榫槽中涂覆胶粘剂，将第一连接件的榫舌插入榫槽中，完成第一连接件和第二连接件的胶接。
[0043]在步骤(I)中，将浸渍后的碳纤维织布通过手工铺层制备成预浸料，碳纤维织布至少铺设7层。在本实施例中，碳纤维织布采用7层铺层设计，铺设时选择标准铺层角度为+45°、0°、-45°、+90°、-45°、0°和+45°。碳纤维织布经由拉伸过涂层液来浸渍，然后采用压延辊之间的闪蒸来挥发溶剂，这些溶剂的作用是稀释乙烯基酯以便提供足够好的浸渍效果，最后将良好浸渍后的碳纤维织布由手工铺层制备成预浸料。
[0044]在步骤(2)中，在第一连接件的底座和凹槽部分对准后定型，在凹槽表面附近标记前后面;将第二连接件的底座和凸件部分对对准位置定型，在凹件表面附近标记前后面。
[0045]在步骤(3)中，是采用压缩成型工艺将预制件初步制备成形状符合要求的第一连接件和第二连接件。
[0046]在步骤(6)，所述有机溶剂优选为丙酮。
[0047]在步骤(8)中，待第二连接件彻底干燥后，在第二连接件的榫槽中涂覆胶粘剂，形成涂胶层，所述胶粘剂优选为聚氨酯胶剂。在将第一连接件与第二连接件插接后，并对第一连接件和第二连接件施加一定的夹持力(夹持力大小优选为12_22MPa)后固化连接。胶接连接完成后的连接结构可以和碳纤维汽车的其他组成部分进一步装配成为车身整体，从而进行整车装配。
[0048]在步骤(8)中，作为优选的，采用对中装配的方式实现第一连接件和第二连接件的装配，确保连接组装达到预期的效果，连接质量轻而且效率高。对中装配时，首先找到保证定位配合处相互垂直的预装配位置，将安装连接件手持于该位置，平行、平稳的安放在装配位置，确保定位和配合面良好和装配件对中后，再进行装配，确保结合到位。最后检查确认装配无误。
[0049]本发明还提供了一种电动汽车底板总成，包括上述结构的汽车部件连接结构，汽车部件连接结构的第一连接件作为底板总成的前底板，第二连接件作为底板总成的中后底板。由于本发明的电动汽车底板总成包括上述实施例中的汽车部件连接结构，所以其具有上述汽车部件连接结构的所有优点。这种结构的碳纤维底板总成的刚度为683.3N/mm，达到并且超过了金属底板的刚度要求。
[0050]上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.汽车部件连接结构，其特征在于，包括第一连接件和与第一连接件为胶接连接的第二连接件，第一连接件和第二连接件采用碳纤维复合材料制成。2.根据权利要求1所述的汽车部件连接结构，其特征在于，所述第一连接件和第二连接件采用碳纤维/环氧树脂复合材料制成。3.根据权利要求1所述的汽车部件连接结构，其特征在于，所述第一连接件具有突出的榫舌，所述第二连接件具有让榫舌插入的榫槽。4.根据权利要求3所述的汽车部件连接结构，其特征在于，所述榫槽中的内壁面涂覆有胶黏剂，形成涂胶层。5.根据权利要求1至4所述的汽车部件连接结构，其特征在于，所述碳纤维复合材料包括依次紧密接触的至少7层碳纤维布。6.电动汽车底板总成，其特征在于:包括权利要求1至5任一所述的汽车部件连接结构。7.汽车部件连接结构的制作方法，其特征在于，包括步骤: (1)制备预浸料； (2)将预浸料经过切割和标记后组装成预制件； (3)将预制件初步制备成第一连接件和第二连接件； (4)将初步制备的第一连接件和第二连接件放入环氧树脂溶液中加以浸渍； (5)对浸渍后的第一连接件和第二连接件进行固化处理； (6)使用有机溶剂清洗第一连接件的榫舌和第二连接件的榫槽表面； (7)对第一连接件的榫舌和第二连接件的榫槽表面进行打磨； (8)在第二连接件的榫槽中涂覆胶粘剂，将第一连接件的榫舌插入榫槽中，完成第一连接件和第二连接件的胶接。8.根据权利要求7所述的汽车部件连接结构的制作方法，其特征在于，所述步骤(I)中，将浸渍后的碳纤维织布通过手工铺层制备成预浸料，碳纤维织布至少铺设7层。9.根据权利要求7所述的汽车部件连接结构的制作方法，其特征在于，所述有机溶剂为丙酮。10.根据权利要求7至9所述的汽车部件连接结构的制作方法，其特征在于，所述胶粘剂为聚氨酯胶剂。
【文档编号】B62D29/04GK105857414SQ201610264057
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】洪丽, 熊建民, 陈大华, 秦玉林
【申请人】奇瑞汽车股份有限公司