抗扭转的汽车车桥及其加工方法

摘要

本发明涉及汽车。一种抗扭转的汽车车桥，包括杆状主体，所述杆状主体为圆形管结构，所述杆状主体内可转动地穿设有圆形内杆，所述内杆的外周面设有第一摩擦层，所述杆状主体的内表面设有第二摩擦层，所述内杆和杆状主体通过所述第一摩擦层和第二摩擦层抵接在一起，所述杆状主体和内杆之间填充有摩擦剂。本发明提供了一种能够吸收扭曲能量的抗扭转的汽车车桥及其加工方法，解决了现有的车桥主体抗扭曲能力差的问题。

权利要求

1.一种抗扭转的汽车车桥的加工方法，抗扭转的汽车车桥包括杆状主体，所述杆状主体为圆形管结构，所述杆状主体内可转动地穿设有圆形内杆，所述内杆的外周面设有第一摩擦层，所述杆状主体的内表面设有第二摩擦层，所述内杆和杆状主体通过所述第一摩擦层和第二摩擦层抵接在一起，所述杆状主体和内杆之间填充有摩擦剂，抗扭转的汽车车桥还包括恒温器和使所述摩擦剂在所述恒温器与杆状主体之间循环的循环泵，所述摩擦剂为液态，所述内杆包括左杆和右杆，所述左杆的左端通过左吸能弹簧同所述杆状主体连接在一起，所述左杆的右端面设有若干沿左杆周向分布的第一换向齿，所述右杆的右端通过右吸能弹簧同所述杆状主体连接在一起，所述右杆的左端面设有若干沿右杆周向分布的第二换向齿，所述第一换向齿和第二换向齿啮合在一起，所述杆状主体的一端设有摩擦剂进口、另一端设有摩擦剂出口，所述内杆设有连通所述摩擦剂进口和摩擦剂出口的液流通道，其特征在于，包括以下工艺步骤：第一步、用钢杆截取出两个圆柱形堵头，制作出圆形内杆，制作出圆管结构的第二摩擦层和制作出圆管结构的第一摩擦层，用钢板制作出周向闭合的内直径小于第二摩擦层外直径的两端全开口的杆状主体毛坯；

第二步、将第一摩擦层套设并固定到内杆上；

第三步、将杆状主体毛坯加热到制作杆状主体毛坯的材料的Ac3温度以上并加热到杆状主体毛坯微观组织转化为奥氏体而形成热杆状主体毛坯；

第四步、将热杆状主体毛坯沿径向向外扩张到内直径同第二摩擦层的外直径相等，将第二摩擦层穿设到热杆状主体毛坯内，然后冷却而使得杆状主体毛坯形成杆状主体并同第二摩擦层固定在一起；

第五步、将内杆穿设到杆状主体内。

2.根据权利要求1所述的抗扭转的汽车车桥的加工方法，其特征在于，第一步中制作杆状主体毛坯包括以下步骤：A1、通过钢板加工出条形片状结构的基板；

A2、将基板卷成具有对接缝隙的带缝隙圆管；

A3、将基板的两端由弧形结构变成平面结构，使得带缝隙圆管变成对接缝隙处为平面结构的带缝隙扁管；

A4、将基板的两端焊接在一起而在对接缝隙处形成焊缝，使得带缝隙扁管变成周向闭合的闭合扁管；

A5、将闭合扁管的焊缝处由平面结构变成弧形结构，从而形成圆形的杆状主体毛坯。

3.根据权利要求2所述的抗扭转的汽车车桥的加工方法，其特征在于，在步骤A4和步骤A5之间还包括步骤a2、除去焊缝处的焊渣。

4.根据权利要求3所述的抗扭转的汽车车桥的加工方法，其特征在于，步骤a2包括以下步骤：a2-1、将焊缝沿闭合扁管的径向两侧的焊渣除去；

a2-2、将焊缝沿闭合扁管的轴向两侧的焊渣除去。

说明书

抗扭转的汽车车桥及其加工方法 

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车，尤其涉及一种抗扭转的汽车车桥及其加工方法。

背景技术

[0002] 汽车车桥（又称车轴）通过悬架与车架（或承载式车身）相连接，其两端安装车轮。其作用为在车架与车桥（车轮）之间传递力与力矩。车桥可以是整体式的，有如一个巨大的杠铃，两端通过悬挂系统支撑着车身，因此整体式车桥通常与非独立悬架配合；车桥也可以是断开式的，像两把雨伞插在车身两侧，再各自通过悬架系统支撑车身，所以断开式车桥与独立悬架配用。在中国专利申请号为2013105617910、公告日为2014年3月19号、名称为“一种电动汽车驱动”的专利文献中公开了一种现有结构的车桥。车桥包括杆状主体。现有的电动汽车前桥存在以下不足：杆状主体的重量重，受到碰撞时容易产生扭曲变形；吸能效果差。

发明内容

[0003] 本发明提供了一种能够吸收扭曲能量的抗扭转的汽车车桥及其加工方法，解决了现有的车桥主体抗扭曲能力差的问题。

[0004] 以上技术问题是通过下列技术方案解决的：一种抗扭转的汽车车桥，包括杆状主体，所述杆状主体为圆形管结构，所述杆状主体内可转动地穿设有圆形内杆，所述内杆的外周面设有第一摩擦层，所述杆状主体的内表面设有第二摩擦层，所述内杆和杆状主体通过所述第一摩擦层和第二摩擦层抵接在一起，所述杆状主体和内杆之间填充有摩擦剂。当碰撞或车轮转到受阻而导致杆状主体产生扭曲时，杆状主体会相对于内杆产生转动，转动时外摩擦层和第二摩擦层产生摩擦吸能而消除扭矩力，从而起到提高杆状主体的抗扭曲能力的作用。杆状主体设计为管状结构，使得杆状主体重量轻且抗碰撞能力好。填充摩擦剂，当使用过程中第一摩擦层和第二摩擦层产生磨损而导致摩擦吸能效果下降时摩擦剂能够填充到第一摩擦层和第二摩擦层之间而使得第一摩擦层和第二摩擦层仍旧保持良好的摩擦吸能效果，从而解决了摩擦力下降而不能够方便地调整第一摩擦层和第二摩擦层之间的抵接力而调整摩擦力的问题（现有的解决磨损而导致摩擦力下降的方法都为通过改变压力来实现的，现有的方法不能够适用于本发明结构）。

[0005] 作为优选，所述内杆包括左杆和右杆，所述左杆的左端通过左吸能弹簧同所述杆状主体连接在一起，所述左杆的右端面设有若干沿左杆周向分布的第一换向齿，所述右杆的右端通过右吸能弹簧同所述杆状主体连接在一起，所述右杆的左端面设有若干沿右杆周向分布的第二换向齿，所述第一换向齿和第二换向齿啮合在一起。当杆状主体扭曲而带动内杆也产生扭曲时，在第一换向齿和第二换向齿的作用下会驱动右杆和左杆沿周向分开，分开时会导致吸能弹簧变形而吸能。进一步通过了抗扭曲能力。

[0006] 本发明还包括恒温器和使所述摩擦剂在所述恒温器与杆状主体之间循环的循环泵，所述摩擦剂为液态。使用过程中，通过恒温器对摩擦剂保温来使得本内杆和杆状主体的温度保持在设定范围、避免温度变化而导致摩擦吸能效果下降和强度产生改变或产生断裂现象。

[0007] 作为优选，所述杆状主体的一端设有摩擦剂进口、另一端设有摩擦剂出口，所述内杆设有连通所述摩擦剂进口和摩擦剂出口的液流通道。能够更为有效地对内杆和杆状主体的各处进行保温，避免产生局部不能够被保温的问题。

[0008] 一种抗扭转的汽车车桥的加工方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：

[0009] 第一步、用钢杆截取出两个圆柱形堵头，制作出圆形内杆毛坯，制作出圆管结构的第二摩擦层和制作出圆管结构的第一摩擦层，用钢板制作出周向闭合的内直径小于第二摩擦层外直径的两端全开口的杆状主体毛坯；

[0010] 第二步、将第一摩擦层套设并固定到内杆毛坯上而形成内杆；

[0011] 第三步、将杆状主体毛坯加热到制作杆状主体毛坯的材料的Ac3温度以上并加热到杆状主体毛坯微观组织转化为奥氏体而形成热杆状主体毛坯；

[0012] 第四步、将杆状主体毛坯加热到制作杆状主体毛坯的材料的Ac3温度以上并加热到杆状主体毛坯微观组织转化为奥氏体而形成热杆状主体毛坯；

[0013] 第五步、将内杆穿设到杆状主体内。

[0014] 先制作直经小于第二摩擦层的杆状主体毛坯而后通过外扩的方式使得热杆状主体毛坯的内直径同第二摩擦层的直径相同，加工过程中无需在杆状主体毛坯内通过模具进行定型也能够使得杆状主体内周面的圆度符合要求，从而能够提高加工时的方便性和方便地同第二摩擦层固定在一起。通过直接内扩而使得杆状主体内径符合要求则需要在杆状主体毛坯内增加内型模来保证杆状主体内周的圆度，不但制造麻烦、而且容易导致杆状主体内周面圆度差。将杆状主体温度加热到对应钢材料的Ac3温度以上进行外扩，不但扩张时省力、能够提高杆状主体表面平整度，以及杆状主体的尺寸精度，而且冷却后工件材料完全由奥氏体转化成马氏体，其硬度达到HRC52左右，其抗拉强度能够大于1500MPa；这样能够在保证杆状主体强度的前提下降低杆状主体的厚度也即重量。

[0015] 作为优选，第一步中制作杆状主体毛坯包括以下步骤：

[0016] A1、通过钢板加工出条形片状结构的基板；

[0017] A2、将基板卷成具有对接缝隙的带缝隙圆管；

[0018] A3、将基板的两端由弧形结构变成平面结构，使得带缝隙圆管变成对接缝隙处为平面结构的带缝隙扁管；

[0019] A4、将基板的两端焊接在一起而在对接缝隙处形成焊缝，使得带缝隙扁管变成周向闭合的闭合扁管；

[0020] A5、将闭合扁管的焊缝处由平面结构变成弧形结构，从而形成圆形的杆状主体毛坯。制作出的杆状主体不容易产生焊缝处开裂现象，如果采用无缝钢管则成本高。

[0021] 作为优选，在步骤A4和步骤A5之间还包括步骤a2、除去焊缝处的焊渣。能够避免焊渣隔离在杆状主体和成型模具之间而影响杆状主体的圆度，同时能够避免焊渣在成型杆状主体的过程中脱落到杆状主体于模具之间而影响模具表面的碰撞度。

[0022] 作为优选，步骤a2包括以下步骤：

[0023] a2-1、将焊缝沿闭合扁管的径向两侧的焊渣除去；

[0024] a2-2、将焊缝沿闭合扁管的轴向两侧的焊渣除去。该种去除焊渣的顺序能够降低除焊渣作业对焊缝处强度的影响。该方法导致焊缝连接强度的下降量为千分之五，如果反过来除去焊渣则导致的焊缝连接强度的下降量为千分之一十五。

[0025] 本发明具有下述优点：抗扭曲能力好，重量轻，能够长时间保持良好的摩擦吸能效果。

附图说明

[0026] 图1为本发明的示意图。

[0027] 图2为杆状主体基板的示意图。

[0028] 图3为带缝隙圆管的示意图。

[0029] 图4为带缝隙扁管的示意图。

[0030] 图5为闭合扁管的示意图。

[0031] 图6为闭合扁管除去径向焊渣时的示意图。

[0032] 图7为闭合扁管除去轴向焊渣时的示意图。

[0033] 图8为本发明制作出的杆状主体毛坯的示意图。

[0034] 图中：杆状主体1、基板1-1、基板的两端1-11、对接缝隙1-21、带缝隙圆管1-2、带缝隙扁管1-3、闭合扁管1-4、焊缝1-41、径向两侧的焊渣1-411、轴向两侧的焊渣1-412、杆状主体毛坯1-5、左堵头11、摩擦剂进口12、右堵头13、摩擦剂出口14、第二摩擦层15、内杆2、左杆21、右杆22、第一摩擦层23、液流通道24、第一换向齿25、第二换向齿26、恒温器3、循环泵4、左吸能弹簧5、右吸能弹簧6、。

具体实施方式

[0035] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

[0036] 参见图1，一种抗扭转的汽车车桥，包括杆状主体1、内杆2、恒温器3和循环泵4。

[0037] 杆状主体1为圆形管结构。杆状主体1的左端密封连接有左堵头11。左堵头11设有摩擦剂进口12。杆状主体1的右端密封连接有右堵头13。右堵头13设有摩擦剂出口14。杆状主体1的内表面设有第二摩擦层15。第二摩擦层15为圆管结构。

[0038] 内杆2设有液流通道24。内杆2包括左杆21和右杆22。左杆21和右杆22的外周面都设有第一摩擦层23。第一摩擦层23为圆管结构。左杆21的左端通过左吸能弹簧5同杆状主体1连接在一起。左杆21的右端面设有若干沿左杆周向分布的第一换向齿25。右杆22的右端通过右吸能弹簧6同杆状主体1连接在一起。右杆22的左端面设有若干沿右杆周向分布的第二换向齿26。第一换向齿25和第二换向齿26啮合在一起。左杆21和右杆22还都通过第一摩擦层23同第二摩擦层15抵接在一起而同杆状主体1可转动连接在一起。

[0039] 恒温器3的出口端同摩擦液进口12对接在一起，恒温器3的进口端同循环泵4的出口端对接在一起，循环泵4的进口端同摩擦剂出口14对接在一起。杆状主体1内填充有液态的摩擦剂。

[0040] 使用时，通过循环泵4使摩擦剂在恒温器3和杆状主体1之间循环，恒温器3使摩擦剂的温度保持在设定值从而使得杆状主体1和内管2保持在设定的温度。

[0041] 当受到碰撞或两端受力不一致等原因导致杆状主体1产生扭曲时，杆状主体1会相对于内杆2产生相对转动，运动过程中第一摩擦层23和第二摩擦层15摩擦而消耗掉能量而起到阻止扭动的作用。如果杆状主体1的扭矩而导致了内杆2也一起产生扭动时，此时左杆21和右杆22会在第一换向齿25和第二换向齿26的导向作用下而沿轴向分开，分开过程不但能够使得第一摩擦层23同第二摩擦层15产生摩擦而吸能、还能够促使左吸能弹簧5及右吸能弹簧6变形而吸能，起到吸能而防止扭转产生的作用，从而实现通过杆状主体的抗碰撞扭矩能力。且右吸能弹簧6和左吸能弹簧5还能够起到修复杆状主体1的作用。

[0042] 本发明的基本制作过程为；

[0043] 第一步、用钢杆截取出两个圆柱形堵头，制作出圆形内杆毛坯，制作出圆管结构的第二摩擦层和制作出圆管结构的第一摩擦层，用钢板制作出周向闭合的内直径小于第二摩擦层外直径的两端全开口的杆状主体毛坯；

[0044] 制作杆状主体冒牌的具体过程为：

[0045] A1、通过钢板加工出条形片状结构的基板1-1（参见图2）。

[0046] A2、将基板1卷成具有对接缝隙1-21的带缝隙圆管1-2（参见图3）。A3、将基板的两端1-11由弧形结构变成平面结构，使得带缝隙圆管变成对接缝隙1-21处为平面结构的带缝隙扁管1-3（参见图4）；

[0047] A4、将基板的两端1-11焊接在一起而在对接缝隙处形成焊缝1-41，使得带缝隙扁管变成周向闭合的闭合扁管1-4（参见图5）。步骤A1中的钢板为完全退火的钢板，能够使得步骤A4焊接时同焊接区相邻的热影响区硬度高于制作杆状主体的硬度，从而能够提高后续作业时的方便性。焊接的具体过程为：将对接缝隙1-21处加热到适合塑性变形且温度低于材料的Ac3温度，然后进行顶锻而实现连接在一起、顶锻即毛坯的两端突然被压在一起使得端部融合在一起并且把对焊区的一部分料材顶出母材的平面外，然后保温焊缝1-41，以降低焊缝1-41的冷却速度。该焊接方式能够避免焊缝1-41硬度过高而影响后续的复圆。

[0048] a2、除去焊缝处的焊渣。具体包括

[0049] a2-1、将焊缝1-41沿闭合扁管1-4的径向两侧的焊渣1-411除去（参见图6）。

[0050] a2-2、将焊缝1-41沿闭合扁管1-4的轴向两侧的焊渣1-412除去（参见图7）。

[0051] A5、将闭合扁管的焊缝1-41处由平面结构变成弧形结构，从而形成圆形的杆状主体毛坯1-5（参见图8）。焊缝渣是焊缝温度还是高于室温即还是热时进行除去的，这样便于除去且平整度好

[0052] 参见图1，第二步、将第一摩擦层23套设并固定到内杆2上；

[0053] 参见图8，第三步、将杆状主体毛坯1-5加热到制作杆状主体毛坯的材料的Ac3温度以上并加热到杆状主体毛坯微观组织转化为奥氏体而形成热杆状主体毛坯；

[0054] 第四步、将热杆状主体毛坯沿径向向外扩张到内直径同第二摩擦层15（参见图1）的外直径相等，将第二摩擦层穿设到热杆状主体毛坯内，然后冷却而使得杆状主体毛坯形成杆状主体1（参见图1）并同第二摩擦层固定在一起；

[0055] 参见图1，第五步、将内杆2穿设到杆状主体1内。内杆2和杆状主体1通过第一摩擦层23和第二摩擦层15抵接在一起。

[0056] 第六步、将左吸能弹簧5和右吸能弹簧6装配到内杆2和杆状主体1之间，将左堵头11和右堵头13焊接并封闭在杆状主体1的两端。

[0057] 第七步，将恒温器3和循环泵4同杆状主体1连接在一起，提高恒温器3中的加液孔将摩擦剂添加到杆状主体1内。