本技術(shù)涉及車輛結(jié)構(gòu)件壓鑄加工領(lǐng)域，尤其是涉及一種輕量化高壓壓鑄鋁合金門檻板。

背景技術(shù)：

1、目前大部分車身結(jié)構(gòu)多為沖壓成型結(jié)構(gòu)。

2、相關(guān)技術(shù)可參考公告號為cn113478178b的中國專利公開了一種新型熱成型門檻板，門檻板為合金板材依次經(jīng)過落料、表面處理、奧式體化、熱沖壓成型、激光切割以及后處理的加工工藝制得，加工工藝具體包括如下步驟：將合金板材沖壓出所需外輪廓坯料；將沖壓制得的坯料進行滲碳處理后再進行表面高頻淬火處理；將表面處理后的坯料加熱并保溫使坯料奧式體化，然后將保溫后的坯料轉(zhuǎn)移至沖壓模具中；將上模下壓與下模快速合模繼而對坯料進行熱成型然后保壓，在保壓過程中對成型后的坯料進行冷卻得到成型板；根據(jù)產(chǎn)品要求對成型板進行切割處理；并對成型板進行噴丸處理后封裝。

3、針對上述中的相關(guān)技術(shù)，該新型熱成型門檻板的成產(chǎn)工藝涉及了多種冶金工藝和多種機加工工藝，解決了輕量化后的汽車結(jié)構(gòu)件存在的易造成裂紋、開裂、變形等缺陷，解決了輕量化使得合金板材成型后的部件的強度、硬度不夠優(yōu)異、使用壽命無法完全滿足汽車使用需求的問題，但上述相關(guān)技術(shù)無法對整體設(shè)計的汽車結(jié)構(gòu)部件進行生產(chǎn)，隨著工業(yè)化進一步發(fā)展，上述技術(shù)的應(yīng)用成本持續(xù)攀高，大量傳統(tǒng)車企由于無法負擔高昂的生產(chǎn)成本而破產(chǎn)，汽車制造業(yè)亟需與先進學科結(jié)合并引入和催化新的生產(chǎn)技術(shù)來降低生產(chǎn)成本。目前，相關(guān)行業(yè)技術(shù)人員認為一體化壓鑄技術(shù)已經(jīng)能夠應(yīng)用在整體設(shè)計的汽車結(jié)構(gòu)部件的生產(chǎn)中了。

4、但是現(xiàn)有的一體化壓鑄技術(shù)，沖壓成型存在結(jié)構(gòu)件的零件眾多、工序繁瑣、裝配復(fù)雜、公差不易控制等問題，同時在實際生產(chǎn)中還存在一體化壓鑄技術(shù)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)件表面缺陷及內(nèi)部缺陷問題、結(jié)構(gòu)件尺寸精度不足問題、結(jié)構(gòu)件力學性能不合理等問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本技術(shù)提供一種輕量化高壓壓鑄鋁合金門檻板。

2、本技術(shù)提供一種輕量化高壓壓鑄鋁合金門檻板，采用如下的技術(shù)方案：一種輕量化高壓壓鑄鋁合金門檻板，包括主體、動模側(cè)和定模側(cè)，所述主體為一體化壓鑄的結(jié)構(gòu)件，所述動模側(cè)為主體在壓鑄作業(yè)中壓鑄機動模一側(cè)的接觸面，所述定模側(cè)為主體在壓鑄作業(yè)中壓鑄機定模一側(cè)的接觸面，所述主體包括車身縱梁安裝面、主駕門檻梁安裝面、b柱安裝點、c柱安裝面、滑軌安裝點、電池框架安裝點、中地板安裝面和側(cè)圍安裝面，所述車身縱梁安裝面和滑軌安裝點設(shè)置于定模側(cè)，所述電池框架安裝點和側(cè)圍安裝面設(shè)置于動模側(cè)，所述主駕門檻梁安裝面設(shè)置于主體自身寬度方向的一側(cè)，所述b柱安裝點設(shè)置于主體寬度方向上的一側(cè)并與主駕門檻梁安裝面相鄰，所述c柱安裝面設(shè)置于主體寬度方向上的另一側(cè)，所述中底板安裝面設(shè)置于定模側(cè)中靠近c柱安裝面的寬度一側(cè)。

3、通過采用上述技術(shù)方案，將所述主體進行了一體集成化設(shè)計，將車身縱梁安裝面、主駕門檻梁安裝面、b柱安裝點、c柱安裝面、滑軌安裝點、電池框架安裝點、中地板安裝面和側(cè)圍安裝面，進行了集成設(shè)計，優(yōu)化了工件眾多，工序繁瑣和降低了降配復(fù)雜程度。其特征設(shè)計由先前使用沖壓工藝生產(chǎn)的汽車結(jié)構(gòu)件的尺寸及性能作為設(shè)計目標，結(jié)合實際生產(chǎn)中的拓撲優(yōu)化和有限元仿真技術(shù)對所述主體進行結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化，保證了集成的可行性。

4、可選的，所述主體的動模側(cè)一面設(shè)置有米字加強筋，所述米字加強筋筋脊為“c”形筋，所述電池框架安裝點沿主體長度方向均勻設(shè)置，所述米字加強筋與電池框架安裝點連接處的壁厚比動模側(cè)位置的主體壁厚厚六分之一。

5、通過采用上述技術(shù)方案，所述米字加強筋設(shè)置在動模側(cè)，目的保證同樣設(shè)置在動模側(cè)的電池框架安裝點的剛性，由于所述電池框架安裝點為圓柱狀特征，該特征高度遠超主體的厚度，因此為了滿足所述主體的整體剛度要求，將所述所述電池框架安用米字加強筋特征對進行主體剛度進行加強。

6、可選的，所述主體的定模側(cè)一面設(shè)置有漸變不等距加強筋，所述漸變不等距加強筋從靠近b柱安裝點的一端到靠近c柱安裝面的一側(cè)的過程中，漸變不等距加強筋的間距逐漸增加，間距增加的規(guī)律通過有限元分析進行確定，所述漸變不等距加強筋壁厚比定模側(cè)位置的主體壁厚厚六分之一，所述滑軌安裝點設(shè)置于漸變不等距加強筋筋低點的下方，所述車身縱梁安裝面設(shè)置有脫模斜度和脫模裂口。

7、通過采用上述技術(shù)方案，主體定模側(cè)采用漸變不等距加強筋對主體定模側(cè)的導軌安裝點和車身縱梁安裝面進行剛度補強，以模態(tài)振型和振幅為計算目標，通過有限元仿真動力學分析對主體進行分析，對后處理得到的信息進行分析，調(diào)整漸變不等距加強筋的筋距和筋長對主體的模態(tài)振型和振幅進行優(yōu)化，同時，由于漸變不等距加強筋與主體連接的位置屬于金屬流向突變位置，位置容易最先凝固，切斷金屬液補縮通道，因此通過增厚漸變不等距加強筋的壁厚去解決這一技術(shù)問題。

8、可選的，所述主駕門檻梁安裝面通過鋁鋁焊接和熱熔旋鉚與外界連接，所述主駕門檻梁安裝面分為兩類面型和三面安裝面，其中一類面型為鉚接法蘭面，另一類面型為鋁鋁焊接面，所述鉚接法蘭面共兩面，所述鋁鋁焊接面共一面，所述鋁鋁焊接面與動模側(cè)面平行，兩面所述鉚接法蘭面構(gòu)成“l(fā)”形，兩面所述鉚接法蘭面的其中一面與動模側(cè)平行。

9、通過采用上述技術(shù)方案，所述主駕門檻梁安裝面需要與主駕門檻梁進行連接，由于所述主體在裝配工藝順序中的安排，需要先將主駕門檻梁與主體連接然后進入下步工序，因此需要先用焊接工藝在車輛裝配線上先將主體焊接在主駕門檻梁上，由于所述主體為壓鑄件，其焊接性能比較差，不能保證焊接位置在實際工作中的性能，因此需要再使用熱熔旋鉚工藝將所述主體與主駕門檻梁進行連接。

10、可選的，所述b柱安裝點設(shè)置有兩種孔徑的通孔作為熱熔旋鉚工藝的預(yù)留孔，b柱安裝點面向動模側(cè)，熱熔旋鉚的鉚接面與動模側(cè)和漸變不等距加強筋垂直。

11、通過采用上述技術(shù)方案，由于車輛b柱是前后門之間的立柱，在車輛結(jié)構(gòu)中屬于重要的受力結(jié)構(gòu)部件，是車輛抵抗側(cè)面撞擊的重要結(jié)構(gòu)之一，因此車輛b柱在所述主體上的連接性能要求極高，所述b柱安裝點設(shè)置有兩種孔徑的通孔作為熱熔旋鉚工藝的預(yù)留孔是使用有限元分析通過多次靜力學和動力學的分析計算后得出的結(jié)論，同時熱熔旋鉚的鉚接面與動模側(cè)和漸變不等距加強筋垂直保證了b柱與所述主體連接時尺寸精度。

12、可選的，所述c柱安裝面通過自沖鎖鉚鉚釘與外界連接，自沖鎖鉚鉚釘?shù)你T接面與定模側(cè)垂直，自沖鎖鉚鉚釘?shù)你T接面與漸變不等距加強筋平行。

13、通過采用上述技術(shù)方案，所述c柱安裝面是主體用以和汽車c柱進行連接的安裝面，所述主體通過自沖鎖鉚鉚釘與汽車c柱進行連接，由于汽車c柱在車輛結(jié)構(gòu)中屬于車輛后門及尾部區(qū)域的受力結(jié)構(gòu)件，在保證車窗車棚的安裝質(zhì)量的同時，也需要解決車輛后門區(qū)域碰撞性能問題，“自沖鎖鉚鉚釘?shù)你T接面與漸變不等距加強筋平行”的目的是保證車輛裝配工藝中的尺寸精度，進而保證車輛后門區(qū)域的碰撞性能。

14、可選的，所述側(cè)圍安裝面沿主體長度方向進行設(shè)置，所述側(cè)圍安裝面分為高面和低面，側(cè)圍安裝面垂直動模側(cè)且低面設(shè)置于主體邊緣，高面設(shè)置于電池框架安裝點和低面之間，所述米字加強筋將電池框架安裝點和側(cè)圍安裝面包圍起來。

15、通過采用上述技術(shù)方案，所述側(cè)圍安裝面是所述主體用以和汽車側(cè)圍結(jié)構(gòu)件進行連接的安裝面，由于車輛側(cè)圍結(jié)構(gòu)件的整體尺寸比門檻板大了很多，在實際裝配中需要保證車輛側(cè)圍結(jié)構(gòu)件與門檻板連接的遠端不會發(fā)生過大的撓度，進而影響裝配尺寸精度和力學性能，因此需要所述側(cè)圍安裝面分兩個面，并且兩個面上下錯開布置，對連接端近端進行約束和結(jié)構(gòu)補強，大幅提高了車輛側(cè)圍結(jié)構(gòu)件在裝配中的結(jié)構(gòu)剛度。

16、可選的，所述中地板安裝面分為兩面，兩面相互垂直，且兩面均垂直于動模側(cè)，所述中底板安裝面通過熱熔旋鉚鉚接與外界連接。

17、通過采用上述技術(shù)方案，所述所述中地板安裝面為所述主體用以和車輛中地板結(jié)構(gòu)件進行連接的安裝面，由于車輛中地板結(jié)構(gòu)件與所述主體的裝配需要考慮裝配過程中的尺寸精度，因此需要將車輛中地板結(jié)構(gòu)件與所述主體之間的相對位置進行約束，將所述中地板安裝面設(shè)計為兩個相互垂直的面可以大幅提升裝配過程中的裝配速度，并提升裝配精度。

18、可選的，所述主體一體化壓鑄的材料選用alsi10mnmg，主體基礎(chǔ)壁厚大于平均壁厚。

19、通過采用上述技術(shù)方案，采用alsi10mnmg作為所述主體的制造材料，首先滿足了壓鑄對壓鑄材料在壓鑄溫度下的流動性要求，同時滿足了壓鑄材料液態(tài)下的溫度要求，并且該材料具有足夠的強度和韌性，使得所述主體采用輕量化設(shè)計的同時也能滿足力學性能要求，同時所述主體通過上述技術(shù)方案的優(yōu)化后，部分壁厚得到一定程度的提升，因此主體基礎(chǔ)壁厚大于平均壁厚。

20、綜上所述，本技術(shù)包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

21、1.實現(xiàn)了最大程度的一體化、輕量化，并在初步設(shè)計階段，將車身縱梁安裝面、主駕門檻梁安裝面、b柱安裝點、c柱安裝面、滑軌安裝點、電池框架安裝點、中地板安裝面和側(cè)圍安裝面等各個安裝區(qū)域集成一體；

22、2.通過動模側(cè)和定模側(cè)的選擇在生產(chǎn)工藝上能一定程度的保證一體化的生產(chǎn)；

23、3.通過動模側(cè)的米字加強筋和電池框架安裝點為圓柱狀特征，保證了動模側(cè)的主體剛度；

24、4.通過定模側(cè)的漸變不等距加強筋的增設(shè)保證了定模側(cè)的主體剛度；

25、5.主體的制造材料采用alsi10mnmg滿足了一體化壓鑄的整體流動性要求，有保證了相對的輕量化，還具有一定的力學性能保障。