一种一体压铸全铝商用车厢骨架的制备装置和工艺的制作方法

1.本发明涉及车辆生产技术领域，尤其涉及一种一体压铸全铝商用车厢骨架的制备装置和工艺。


背景技术：

2.车厢骨架是指车辆的车厢部分的骨架结构，它是车辆的主要组成部分之一。一般由底盘、车门、车顶、车身侧板和车座组成，其中底盘通常由钢板或铝合金板制成，具有良好的强度和刚度底盘，用于支撑车身和车辆的重量；车门通常包括前门、后门、侧门等多个部分，通常由钢板或铝合金板制成，具有较好的强度和密封性；车顶通常包括前部和后部两个部分，通常由钢板或铝合金板制成，具有良好的强度和防水性；车身侧板通常包括左侧和右侧两个部分，通常由钢板或铝合金板制成，具有良好的强度和外观；车座通常由钢管、泡沫材料和布料等组成，具有舒适性和安全性。
3.以上部分通常都是通过焊接、螺栓连接等方式组装成车厢骨架。车厢骨架的设计和制造需要考虑车辆的安全性、舒适性和外观等因素，以确保车辆在行驶中的稳定性和安全性。传统商用车车架一般由近250个钢制冲压件焊接成12个左右二级总成，然后由10个二级总成焊接成为车架一级总成，然后进入电泳车间完成除锈及防锈处理，一般采用工艺流程是冲压、焊接和涂装，这种工艺流程需要使用大量制造设备，如数十套冲压设备、数十套焊接设备和涂装线，其间还需要大量的模具、工装夹具和劳动力，使得工艺流程复杂且成本高。此外，这种工艺制备底盘车架原材料为钢，重量较大。
4.因此，如何优化车厢骨架各部位的连接结构，降低连接处焊缝撕裂对客车使用性能的影响，提高车厢骨架各部位的连接强度，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明克服了现有技术的不足，提供一种一体压铸全铝商用车厢骨架的制备装置和工艺。
6.为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种一体压铸全铝商用车厢骨架的制备工艺，包括以下步骤：
7.步骤1、通过采集车厢骨架各部分的平面数据和高度数据，构件车厢骨架的三维数据模型；
8.步骤2、根据步骤1构件的三维数据模型，铸造车厢骨架的熔铸模具，模具的型腔与车厢骨架各部分整体相适应；
9.步骤3、将免热处理铝合金在熔炼设备内熔融呈液态，得到高温铝液；其中所述免热处理铝合金在熔融过程中通入惰性气体；
10.步骤4、模具预热后，通过压铸机产生高压，将高温铝液填充至熔铸模具的型腔中，在高压下冷却固化成型，得到一体压铸全铝车厢骨架。
11.所述平面数据包括车厢骨架中各零件的尺寸、形状和位置关系。
12.一种一体压铸全铝商用车侧围骨架总成，采用上述所述的制备工艺制备，包括：若干纵梁和设置在所述纵梁之间的若干横梁；所述横梁和所述纵梁垂直设置，所述横梁平行设置，还包括与所述纵梁和所述横梁相固定的前立柱、中立柱和后立柱，且车底板骨架总成与车顶盖骨架总成通过所述前立柱、所述中立柱和所述后立柱相连接，所述横梁、所述纵梁、所述前立柱、所述中立柱和所述后立柱为一体压铸成型。
13.一种一体压铸全铝商用车顶盖骨架总成，采用上述所述的制备工艺制备，包括顶盖外板、顶盖前横梁、顶盖后横梁和顶盖中横梁，所述顶盖中横梁还包括顶盖横梁一、顶盖横梁二和顶盖横梁三，所述顶盖前横梁、所述顶盖后横梁和所述顶盖中横梁均固定在所述顶盖外部表面，且所述顶盖中横梁设置在所述顶盖后横梁和所述顶盖前横梁中间位置，所述顶盖外板、所述顶盖前横梁、所述顶盖后横梁和所述顶盖中横梁为一体压铸成型。
14.一种一体压铸全铝商用车地板骨架总成，采用上述所述的制备工艺制备，包括中底板、前地板和后地板，所述前地板两侧还设有沿汽车纵向延伸的左门槛梁和右门槛梁，所述左门槛梁和右门槛梁截面为带翅臂的不规则“田”字型；所述中底板、所述前地板和所述后地板为一体压铸成型。
15.一种一体压铸全铝商用车前围骨架总成，采用上述所述的制备工艺制备，包括前纵梁、横梁、左右边梁和车架角，所述前纵梁位于车前围骨架总成的中央，所述横梁位于车前围骨架总成的上部，所述左右边梁位于车前围骨架总成的两侧，所述车架角位于车辆前角，所述前纵梁、所述横梁、所述左右边梁和所述车架角为一体压铸成型。
16.一种一体压铸全铝商用车后围骨架总成，采用上述所述的制备工艺制备，包括：若干纵梁和设置在所述纵梁之间的若干横梁；所述横梁和所述纵梁在水平面内或纵向平面内为直线或弯曲的；所述横梁和所述纵梁中设置有加强筋，所述加强筋的厚度小于对应所述横梁或所述纵梁的壁厚，为壁厚的7/12-3/5。
17.一种一体压铸全铝商用车厢骨架的制备装置，包括：
18.熔炼设备，其用于材料的混合熔炼，将铝材和合金材料形成高温混合铝液；
19.熔铸模具，用于在其内部形成与车厢骨架各部分形状相匹配的型腔，并由所述型腔接收并容纳所述高温混合铝液；
20.压铸机，用于在外部向所述熔铸模具施加高压，以通过所述熔铸模具向所述型腔内所述高温混合铝液施加高压。
21.本发明一个较佳实施例中，还包括负压装置，用于在所述高温铝液注入所述型腔前，利用所述压铸模具上的负压孔对所述型腔内的气体进行抽吸。
22.本发明一个较佳实施例中，还包括冷却设备，用于在所述高温混合铝液充满所述型腔后冷却所述熔铸模具。
23.本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
24.(1)本发明提供了一种一体压铸全铝商用车厢骨架的制备装置和工艺，该制备工艺按照车厢骨架各部位的构造，设计一种和车厢骨架各部位完全适配的模具，通过向模具中通入高压高温铝液压铸，形成一体式压铸全铝商用车厢骨架；将250个钢制冲压件直接减少至1个压铸件，焊接点直接减少为0；相对于现有技术中的底盘车架制备，将现有技术中数十套冲压设备、数十套焊接设备、一条涂装线减少为一条压铸生产线，且无需进行冲压、焊接、涂装等工艺，简化了工艺；大量减少模具，由约500副变为1副；减少大量工装夹具，工装
夹具由11副减少为1副；减少大量工人时，平均由100分钟/套降低为3分钟/套。此外，降低了连接处焊缝撕裂对商用车使用性能的影响，提高了车厢骨架各部分间的连接强度。
25.(2)本发明中采用免热处理铝合金替换现有技术中的钢；其一，实现彻底零污染生产流程；其二，总成重量减小，实现轻量化，由现有技术中的204kg变化为100kg；其三，免热处理铝合金无需热处理，具有足够的屈服强度和延展性，在高压压铸时提供足够的流动性和对热撕裂和收缩开裂的抵抗力，具备良好的流变性能、较小的线收缩率和较小的凝固温度区间。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
27.图1是本发明的立体结构图；
28.图2是本发明的车侧围的立体结构图；
29.图3是本发明的车前围的立体结构图；
30.图4是本发明的车顶盖的立体结构图；
31.图5是本发明的车地板的立体结构图；
32.图中：1、车厢骨架；2、车侧围骨架；3、车前围骨架；4、车顶盖骨架；5、车地板骨架。
具体实施方式
33.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。
34.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
35.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
36.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两
个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。如图1-4所示，一种一体压铸全铝商用车厢骨架的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
37.步骤1、通过采集车厢骨架各部分的平面数据和高度数据，构件车厢骨架的三维数据模型；
38.步骤2、根据步骤1构件的三维数据模型，铸造车厢骨架的熔铸模具，模具的型腔与车厢骨架各部分整体相适应；
39.步骤3、将免热处理铝合金在熔炼设备内熔融呈液态，得到高温铝液；其中免热处理铝合金在熔融过程中通入惰性气体；
40.步骤4、模具预热后，通过压铸机产生高压，将高温铝液填充至熔铸模具的型腔中，在高压下冷却固化成型，得到一体压铸全铝车厢骨架。
41.平面数据包括车厢骨架中各零件的尺寸、形状和位置关系。
42.本发明提供了一种一体压铸全铝商用车厢骨架的制备装置和工艺，该制备工艺按照车厢骨架各部位的构造，设计一种和车厢骨架各部位完全适配的模具，通过向模具中通入高压高温铝液压铸，形成一体式压铸全铝商用车厢骨架各部位；将250个钢制冲压件直接减少至1个压铸件，焊接点直接减少为0；相对于现有技术中的底盘车架制备，将现有技术中数十套冲压设备、数十套焊接设备、一条涂装线减少为一条压铸生产线，且无需进行冲压、焊接、涂装等工艺，简化了工艺；大量减少模具，由约500副变为1副；减少大量工装夹具，工装夹具由11副减少为1副；减少大量工人时，平均由100分钟/套降低为3分钟/套。此外，降低了连接处焊缝撕裂对商用车使用性能的影响，提高了车厢骨架各部分间的连接强度。
43.一种一体压铸全铝商用车侧围骨架总成，采用上述的制备工艺制备，包括：若干纵梁和设置在纵梁之间的若干横梁；横梁和纵梁垂直设置，横梁平行设置，还包括与纵梁和横梁相固定的前立柱、中立柱和后立柱，且车底板骨架总成与车顶盖骨架总成通过前立柱、中立柱和后立柱相连接，横梁、纵梁、前立柱、中立柱和后立柱为一体压铸成型。
44.一种一体压铸全铝商用车顶盖骨架总成，采用上述的制备工艺制备，包括顶盖外板、顶盖前横梁、顶盖后横梁和顶盖中横梁，顶盖中横梁还包括顶盖横梁一、顶盖横梁二和顶盖横梁三，顶盖前横梁、顶盖后横梁和顶盖中横梁均固定在顶盖外部表面，且顶盖中横梁设置在顶盖后横梁和顶盖前横梁中间位置，顶盖外板、顶盖前横梁、顶盖后横梁和顶盖中横梁为一体压铸成型。
45.一种一体压铸全铝商用车地板骨架总成，采用上述的制备工艺制备，包括中底板、前地板和后地板，前地板两侧还设有沿汽车纵向延伸的左门槛梁和右门槛梁，左门槛梁和右门槛梁截面为带翅臂的不规则“田”字型；中底板、前地板和后地板为一体压铸成型。
46.一种一体压铸全铝商用车前围骨架总成，采用上述的制备工艺制备，包括前纵梁、横梁、左右边梁和车架角，前纵梁位于车前围骨架总成的中央，横梁位于车前围2骨架总成的上部，左右边梁位于车前围骨架总成的两侧，车架角位于车辆前角，前纵梁、横梁、左右边梁和车架角为一体压铸成型。
47.一种一体压铸全铝商用车后围骨架总成，采用上述的制备工艺制备，包括：若干纵梁和设置在纵梁之间的若干横梁；横梁和纵梁在水平面内或纵向平面内为直线或弯曲的；横梁和纵梁中设置有加强筋，加强筋的厚度小于对应横梁或纵梁的壁厚，为壁厚的7/12-3/
5。
48.一种一体压铸全铝商用车厢骨架的制备装置，包括：
49.熔炼设备，其用于材料的混合熔炼，将铝材和合金材料形成高温混合铝液；
50.熔铸模具，用于在其内部形成与车厢骨架各部分形状相匹配的型腔，并由型腔接收并容纳高温混合铝液；
51.压铸机，用于在外部向熔铸模具施加高压，以通过熔铸模具向型腔内高温混合铝液施加高压；
52.还包括负压装置，用于在高温铝液注入型腔前，利用压铸模具上的负压孔对型腔内的气体进行抽吸；还包括冷却设备，用于在高温混合铝液充满型腔后冷却熔铸模具。
53.本发明中采用免热处理铝合金替换现有技术中的钢；其一，实现彻底零污染生产流程；其二，总成重量减小，实现轻量化，由现有技术中的20kg变化为100kg；其三，免热处理铝合金无需热处理，具有足够的屈服强度和延展性，在高压压铸时提供足够的流动性和对热撕裂和收缩开裂的抵抗力，具备良好的流变性能、较小的线收缩率和较小的凝固温度区间。
54.本发明提供了一种一体压铸全铝商用车厢骨架的制备工艺，包括以下步骤：
55.步骤1、通过采集车厢骨架各部分的平面数据和高度数据，构件车厢骨架的三维数据模型；
56.步骤2、根据步骤1构件的三维数据模型，铸造车厢骨架的熔铸模具，模具的型腔与车厢骨架各部分整体相适应；
57.步骤3、将免热处理铝合金在熔炼设备内熔融呈液态，得到高温铝液；其中免热处理铝合金在熔融过程中通入惰性气体；
58.步骤4、模具预热后，通过压铸机产生高压，将高温铝液填充至熔铸模具的型腔中，在高压下冷却固化成型，得到一体压铸全铝车厢骨架。
59.以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

技术特征：
1.一种一体压铸全铝商用车厢骨架的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、通过采集车厢骨架各部分的平面数据和高度数据，构件车厢骨架的三维数据模型；步骤2、根据步骤1构件的三维数据模型，铸造车厢骨架的熔铸模具，模具的型腔与车厢骨架各部分整体相适应；步骤3、将免热处理铝合金在熔炼设备内熔融呈液态，得到高温铝液；其中所述免热处理铝合金在熔融过程中通入惰性气体；步骤4、模具预热后，通过压铸机产生高压，将高温铝液填充至熔铸模具的型腔中，在高压下冷却固化成型，得到一体压铸全铝车厢骨架。2.根据权利要求1所述的一种一体压铸全铝商用车厢骨架的制备工艺，其特征在于：所述平面数据包括车厢骨架中各零件的尺寸、形状和位置关系。3.一种一体压铸全铝商用车侧围骨架总成，采用权利要求1-2中任一项所述的制备工艺制备，其特征在于：包括：若干纵梁和设置在所述纵梁之间的若干横梁；所述横梁和所述纵梁垂直设置，所述横梁平行设置，还包括与所述纵梁和所述横梁相固定的前立柱、中立柱和后立柱，且车底板骨架总成与车顶盖骨架总成通过所述前立柱、所述中立柱和所述后立柱相连接，所述横梁、所述纵梁、所述前立柱、所述中立柱和所述后立柱为一体压铸成型。4.一种一体压铸全铝商用车顶盖骨架总成，采用权利要求1-2中任一项所述的制备工艺制备，其特征在于：包括顶盖外板、顶盖前横梁、顶盖后横梁和顶盖中横梁，所述顶盖前横梁、所述顶盖后横梁和所述顶盖中横梁均固定在所述顶盖外部表面，且所述顶盖中横梁设置在所述顶盖后横梁和所述顶盖前横梁中间位置，所述顶盖外板、所述顶盖前横梁、所述顶盖后横梁和所述顶盖中横梁为一体压铸成型。5.一种一体压铸全铝商用车地板骨架总成，采用权利要求1-2中任一项所述的制备工艺制备，其特征在于：包括中底板、前地板和后地板，所述前地板两侧还设有沿汽车纵向延伸的左门槛梁和右门槛梁，所述左门槛梁和右门槛梁截面为带翅臂的不规则“田”字型；所述中底板、所述前地板和所述后地板为一体压铸成型。6.一种一体压铸全铝商用车前围骨架总成，采用权利要求1-2中任一项所述的制备工艺制备，其特征在于：包括前纵梁、横梁、左右边梁和车架角，所述前纵梁位于车前围骨架总成的中央，所述横梁位于车前围骨架总成的上部，所述左右边梁位于车前围骨架总成的两侧，所述车架角位于车辆前角，所述前纵梁、所述横梁、所述左右边梁和所述车架角为一体压铸成型。7.一种一体压铸全铝商用车后围骨架总成，采用权利要求1-2中任一项所述的制备工艺制备，其特征在于：包括：若干纵梁和设置在所述纵梁之间的若干横梁；所述横梁和所述纵梁在水平面内或纵向平面内为直线或弯曲的；所述横梁和所述纵梁中设置有加强筋，所述加强筋的厚度小于对应所述横梁或所述纵梁的壁厚，为壁厚的7/12-3/5。8.一种一体压铸全铝商用车厢骨架的制备装置，其特征在于，包括：熔炼设备，其用于材料的混合熔炼，将铝材和合金材料形成高温混合铝液；熔铸模具，用于在其内部形成与车厢骨架各部分形状相匹配的型腔，并由所述型腔接收并容纳所述高温混合铝液；压铸机，用于在外部向所述熔铸模具施加高压，以通过所述熔铸模具向所述型腔内所
述高温混合铝液施加高压。9.根据权利要求8所述的一种一体压铸全铝商用车厢骨架的制备装置，其特征在于：还包括负压装置，用于在所述高温铝液注入所述型腔前，利用所述压铸模具上的负压孔对所述型腔内的气体进行抽吸。10.根据权利要求8所述的一种一体压铸全铝商用车厢骨架的制备装置，其特征在于：还包括冷却设备，用于在所述高温混合铝液充满所述型腔后冷却所述熔铸模具。

技术总结
本发明公开了一种一体压铸全铝商用车厢骨架的制备工艺，包括以下步骤：步骤1、通过采集车厢骨架各部分的平面数据和高度数据，构件车厢骨架的三维数据模型；步骤2、根据步骤1构件的三维数据模型，铸造车厢骨架的熔铸模具，模具的型腔与车厢骨架各部分整体相适应；步骤3、将免热处理铝合金在熔炼设备内熔融呈液态，得到高温铝液；其中所述免热处理铝合金在熔融过程中通入惰性气体；步骤4、模具预热后，通过压铸机产生高压，将高温铝液填充至熔铸模具的型腔中，在高压下冷却固化成型，得到一体压铸全铝车厢骨架；本申请设计一种和车厢骨架各部位完全适配的模具，通过向模具中通入高压高温铝液压铸，形成一体式压铸全铝商用车厢骨架。形成一体式压铸全铝商用车厢骨架。形成一体式压铸全铝商用车厢骨架。


技术研发人员：吴元 刘亚辉 刘世栋 王真
受保护的技术使用者：上海精驿汽车科技有限公司
技术研发日：2023.05.15
技术公布日：2023/8/14