CN112172430A - 铸造铝合金控制臂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了铸造铝合金控制臂，包括连接杆，所述上梁板和下梁板之间对称设有立梁，所述上梁板、下梁板和立梁组成的连接杆的截面为双“工”字型，所述上梁板和下梁板之间设有加强梁，所述立梁上设有孔洞和传导孔组，且孔洞等距设有多个，所述上梁板和下梁板上均设有浅槽，所述浅槽内设有强化竖条，所述浅槽中间处强化竖条的上方设有强化横条；通过将连接杆的截面设置为双“工”字型，有效减少连接杆的截面面积，连接杆的结构强度和稳定性能够得到有效保证，设置浅槽以及在立梁上设置孔洞，可以降低控制臂的结构重量，实现控制臂的轻量化设计，利用铝合金材料并采用液态模锻的方式来成型连接杆，连接杆的结构具有致密化和均匀化的特点。
Description
技术领域
本发明涉及汽车零部件制造技术领域，尤其涉及铸造铝合金控制臂。
背景技术
悬挂***设置在汽车的车架与车轮之间，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力矩，并且缓冲由不平路面传给车身的冲击力，衰减由此冲击力引起的震动，以保证汽车能平稳地行驶。悬架控制臂是组成悬挂***的主要零部件，其连接转向节、副车架和控制悬架在运动过程中的定位参数、传递载荷的作用，需要控制臂总成具有足够的减震性能，避免裂痕或断裂，同时尽量减轻控制臂总成的重量，以便控制制造成本及减轻整车的重量。
现有技术中的悬架控制臂是连接杆及设置在连接杆两端的内点衬套管、外点衬套管组成，其中连接杆一般由钢管制成，其截面为方形或圆形，连接杆与内点衬套管和外点衬套管焊接连接，共同组成悬架控制臂，但是截面为方形或圆形的连接杆的截面积较大，强度较低，而较大截面积的连接杆不利于悬架控制臂在整个悬挂***中的布置，且传统的连接杆本体多采用锻造实心结构，但由于国内锻造工艺水平有限，加之设备稳定性等因素，对于截面大、形状复杂的大型锻件，对锻造设备及工艺水平都提出了很高的要求，此外无法实现臂厚与筋成比例锻薄的工艺，如果连接杆本体采用实心结构且臂厚大，必然会使重量增加，而如果设计成完全中空式的框架结构，则强度弱且疲劳寿命短。因此，进行轻量化改进设计是关键，一般采用途径的有两条，一是采用轻型材料，例如铝合金材质代替钢材质；二是改变结构。因此，本发明提出铸造铝合金控制臂，以解决现有技术中的不足之处。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供铸造铝合金控制臂，通过将上梁板、下梁板和立梁构成的连接杆的截面设置为双“工”字型，不仅可以有效减少连接杆的截面面积，且控制臂的连接杆的结构强度和稳定性能够得到有效保证，通过设置浅槽以及在立梁上设置孔洞，可以降低控制臂的结构重量，实现控制臂的轻量化设计，利用铝合金材料并采用液态模锻的方式来成型连接杆，连接杆的结构具有致密化和均匀化的特点。
了实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：
铸造铝合金控制臂，包括连接杆，所述连接杆包括上梁板、下梁板和立梁，所述上梁板和下梁板之间对称设有立梁，所述上梁板、下梁板和立梁组成的连接杆的截面为双“工”字型，所述连接杆一端设有内点衬套管，所述连接杆另一端设有外点衬套管，所述上梁板和下梁板之间设有加强梁，所述加强梁设有等距设有多组，所述立梁上设有孔洞和传导孔组，且孔洞等距设有多个，所述上梁板和下梁板上均设有浅槽，所述浅槽内设有强化竖条，所述强化竖条等距设有多组，所述浅槽中间处强化竖条的上方设有强化横条；
所述上梁板、下梁板和立梁均通过铝合金材料液态模锻一体成型制成，且上梁板、下梁板和立梁的液态模锻一体成型过程为：熔化铝合金材料、将熔化后的铝合金材料金属液浇注入涂有润滑剂的型腔中、持续施加机械静压力，利用金属铸造凝固成形时易流动和锻造技术使已凝固的上梁板、下梁板和立梁产生塑性变形，获得连接杆。
进一步改进在于：所述加强梁包括左梁、右梁和中间梁，所述左梁和右梁对称设置，所述左梁和右梁之间设有中间梁，所述中间梁设有两组。
进一步改进在于：所述孔洞为等边三角形或圆形。
进一步改进在于：所述传导孔组设有两组，且一组所述传导孔组由多个传导小孔组成，所述传导小孔为斜孔结构。
进一步改进在于：所述浅槽两侧壁上设有减震孔，所述减震孔设有多组。
进一步改进在于：所述浅槽的深度为上梁板和下梁板厚度的1/3或1/4，所述强化竖条的高度为浅槽深度的/。
进一步改进在于：所述上梁板、下梁板和立梁液态模锻一体成型用的铝合金材料由铝粉、稀土元素、锡粉、铜粉、钒粉、镍粉、镁粉、硅粉、锌粉、钛粉、锰粉、锂粉、锶粉、钴粉组成。
进一步改进在于：所述上梁板、下梁板和立梁的液态模锻一体成型过程中，浇注成型温度为750℃，液锻比压为75MPa,保压时间为30S，型腔预热温度为280℃。
本发明的有益效果为：
本发明通过将上梁板、下梁板和立梁构成的连接杆的截面设置为双“工”字型，不仅可以有效减少连接杆的截面面积，且控制臂的连接杆的结构强度和稳定性能够得到有效保证；
通过在上梁板和下梁板之间设置多组加强梁，利用左梁、右梁和中间梁形成的支撑结构可以进一步提高控制臂的结构强度；
通过在上梁板和下梁板上设置浅槽以及在立梁上设置孔洞，可以降低控制臂的结构重量，实现控制臂的轻量化设计，同时浅槽内设置的强化竖条和强化横条可以保证结构强度；
通过设置减震孔和传导小孔可以降低控制臂在汽车悬挂***内受到的震动影响，能够有效传导并降低震动，进而能够提高控制臂的有效使用寿命；
通过利用铝合金材料并采用液态模锻的方式来成型连接杆，连接杆的结构具有致密化和均匀化的特点，结构强度高。
附图说明
图1为本发明实施例一中结构主视示意图；
图2为本发明实施例二中结构主视示意图；
图3为本发明上梁板结构俯视示意图；
图4为本发明加强梁结构主视示意图；
图5为本发明连接杆截面示意图；
图6为本发明传导小孔剖视示意图。
其中：1、上梁板；2、下梁板；3、立梁；4、内点衬套管；5、外点衬套管；6、加强梁；7、孔洞；8、浅槽；9、强化竖条；10、强化横条；11、左梁；12、右梁；13、中间梁；14、传导小孔；15、减震孔。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例一
根据图1、3、4、5、6所示，本实施例提出铸造铝合金控制臂，包括连接杆，所述连接杆包括上梁板1、下梁板2和立梁3，所述上梁板1和下梁板2之间对称设有立梁3，所述上梁板1、下梁板2和立梁3组成的连接杆的截面为双“工”字型，所述连接杆一端设有内点衬套管4，所述连接杆另一端设有外点衬套管5，所述上梁板1和下梁板2之间设有加强梁6，所述加强梁6设有等距设有多组，所述立梁3上设有孔洞7和传导孔组，且孔洞7等距设有多个，所述上梁板1和下梁板2上均设有浅槽8，所述浅槽8内设有强化竖条9，所述强化竖条9等距设有多组，所述浅槽8中间处强化竖条9的上方设有强化横条10；
所述上梁板1、下梁板2和立梁3均通过铝合金材料液态模锻一体成型制成，铝合金材料由铝粉、稀土元素、锡粉、铜粉、钒粉、镍粉、镁粉、硅粉、锌粉、钛粉、锰粉、锂粉、锶粉、钴粉组成，且上梁板1、下梁板2和立梁3的液态模锻一体成型过程为：熔化铝合金材料、将熔化后的铝合金材料金属液浇注入涂有润滑剂的型腔中、持续施加机械静压力，利用金属铸造凝固成形时易流动和锻造技术使已凝固的上梁板1、下梁板2和立梁3产生塑性变形，获得连接杆，所述上梁板1、下梁板2和立梁3的液态模锻一体成型过程中，浇注成型温度为750℃，液锻比压为75MPa,保压时间为30S，型腔预热温度为280℃。
所述加强梁6包括左梁11、右梁12和中间梁13，所述左梁11和右梁12对称设置，所述左梁11和右梁12之间设有中间梁13，所述中间梁13设有两组。
所述孔洞7为等边三角形，且在本实施例中，相邻孔洞7之间颠倒设置，且孔洞7的高度为立梁3高度的一半。
所述传导孔组设有两组，且一组所述传导孔组由多个传导小孔14组成，所述传导小孔14为斜孔结构。
所述浅槽8两侧壁上设有减震孔15，所述减震孔15设有多组。
所述浅槽8的深度为上梁板1和下梁板2厚度的1/3，所述强化竖条9的高度为浅槽8深度的2/3。
实施例二
根据图2、3、4、5、6所示，本实施例提出铸造铝合金控制臂，包括连接杆，所述连接杆包括上梁板1、下梁板2和立梁3，所述上梁板1和下梁板2之间对称设有立梁3，所述上梁板1、下梁板2和立梁3组成的连接杆的截面为双“工”字型，所述连接杆一端设有内点衬套管4，所述连接杆另一端设有外点衬套管5，所述上梁板1和下梁板2之间设有加强梁6，所述加强梁6设有等距设有多组，所述立梁3上设有孔洞7和传导孔组，且孔洞7等距设有多个，所述上梁板1和下梁板2上均设有浅槽8，所述浅槽8内设有强化竖条9，所述强化竖条9等距设有多组，所述浅槽8中间处强化竖条9的上方设有强化横条10；
所述上梁板1、下梁板2和立梁3均通过铝合金材料液态模锻一体成型制成，铝合金材料由铝粉、稀土元素、锡粉、铜粉、钒粉、镍粉、镁粉、硅粉、锌粉、钛粉、锰粉、锂粉、锶粉、钴粉组成，且上梁板1、下梁板2和立梁3的液态模锻一体成型过程为：熔化铝合金材料、将熔化后的铝合金材料金属液浇注入涂有润滑剂的型腔中、持续施加机械静压力，利用金属铸造凝固成形时易流动和锻造技术使已凝固的上梁板1、下梁板2和立梁3产生塑性变形，获得连接杆，所述上梁板1、下梁板2和立梁3的液态模锻一体成型过程中，浇注成型温度为750℃，液锻比压为75MPa,保压时间为30S，型腔预热温度为280℃。
所述加强梁6包括左梁11、右梁12和中间梁13，所述左梁11和右梁12对称设置，所述左梁11和右梁12之间设有中间梁13，所述中间梁13设有两组。
所述孔洞7为圆形，且在本实施例中，孔洞的直径为立梁3高度的一半。
所述传导孔组设有两组，且一组所述传导孔组由多个传导小孔14组成，所述传导小孔14为斜孔结构。
所述浅槽8两侧壁上设有减震孔15，所述减震孔15设有多组。
所述浅槽8的深度为上梁板1和下梁板2厚度的1/3，所述强化竖条9的高度为浅槽8深度的2/3。
本发明通过将上梁板1、下梁板2和立梁3构成的连接杆的截面设置为双“工”字型，不仅可以有效减少连接杆的截面面积，且控制臂的连接杆的结构强度和稳定性能够得到有效保证；
通过在上梁板1和下梁板2之间设置多组加强梁6，利用左梁11、右梁12和中间梁13形成的支撑结构可以进一步提高控制臂的结构强度；
通过在上梁板1和下梁板2上设置浅槽8以及在立梁3上设置孔洞7，可以降低控制臂的结构重量，实现控制臂的轻量化设计，同时浅槽8内设置的强化竖条9和强化横条10可以保证结构强度；
通过设置减震孔15和传导小孔14可以降低控制臂在汽车悬挂***内受到的震动影响，能够有效传导并降低震动，进而能够提高控制臂的有效使用寿命；
通过利用铝合金材料并采用液态模锻的方式来成型连接杆，连接杆的结构具有致密化和均匀化的特点，结构强度高。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.铸造铝合金控制臂，包括连接杆，其特征在于：所述连接杆包括上梁板（1）、下梁板（2）和立梁（3），所述上梁板（1）和下梁板（2）之间对称设有立梁（3），所述上梁板（1）、下梁板（2）和立梁（3）组成的连接杆的截面为双“工”字型，所述连接杆一端设有内点衬套管（4），所述连接杆另一端设有外点衬套管（5），所述上梁板（1）和下梁板（2）之间设有加强梁（6），所述加强梁（6）设有等距设有多组，所述立梁（3）上设有孔洞（7）和传导孔组，且孔洞（7）等距设有多个，所述上梁板（1）和下梁板（2）上均设有浅槽（8），所述浅槽（8）内设有强化竖条（9），所述强化竖条（9）等距设有多组，所述浅槽（8）中间处强化竖条（9）的上方设有强化横条（10）；
所述上梁板（1）、下梁板（2）和立梁（3）均通过铝合金材料液态模锻一体成型制成，且上梁板（1）、下梁板（2）和立梁（3）的液态模锻一体成型过程为：熔化铝合金材料、将熔化后的铝合金材料金属液浇注入涂有润滑剂的型腔中、持续施加机械静压力，利用金属铸造凝固成形时易流动和锻造技术使已凝固的上梁板（1）、下梁板（2）和立梁（3）产生塑性变形，获得连接杆。
2.根据权利要求1所述的铸造铝合金控制臂，其特征在于：所述加强梁（6）包括左梁（11）、右梁（12）和中间梁（13），所述左梁（11）和右梁（12）对称设置，所述左梁（11）和右梁（12）之间设有中间梁（13），所述中间梁（13）设有两组。
3.根据权利要求1所述的铸造铝合金控制臂，其特征在于：所述孔洞（7）为等边三角形或圆形。
4.根据权利要求1所述的铸造铝合金控制臂，其特征在于：所述传导孔组设有两组，且一组所述传导孔组由多个传导小孔（14）组成，所述传导小孔（14）为斜孔结构。
5.根据权利要求1所述的铸造铝合金控制臂，其特征在于：所述浅槽（8）两侧壁上设有减震孔（15），所述减震孔（15）设有多组。
6.根据权利要求1所述的铸造铝合金控制臂，其特征在于：所述浅槽（8）的深度为上梁板（1）和下梁板（2）厚度的1/3或1/4，所述强化竖条（9）的高度为浅槽（8）深度的2/3。
7.根据权利要求1所述的铸造铝合金控制臂，其特征在于：所述上梁板（1）、下梁板（2）和立梁（3）液态模锻一体成型用的铝合金材料由铝粉、稀土元素、锡粉、铜粉、钒粉、镍粉、镁粉、硅粉、锌粉、钛粉、锰粉、锂粉、锶粉、钴粉组成。
8.根据权利要求1所述的铸造铝合金控制臂，其特征在于：所述上梁板（1）、下梁板（2）和立梁（3）的液态模锻一体成型过程中，浇注成型温度为750℃，液锻比压为75MPa,保压时间为30S，型腔预热温度为280℃。
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