專利名稱：一種鎂合金汽車轉(zhuǎn)向控制臂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車底盤零件，尤其是一種轎車前懸掛系統(tǒng)中的上轉(zhuǎn)向控制臂。
背景技術(shù)：
汽車轉(zhuǎn)向控制臂是用于連接汽車轉(zhuǎn)向節(jié)與汽車前軸之間的構(gòu)件，用于傳遞力矩到前軸使車輛轉(zhuǎn)向。目前的一種橋車前懸掛系統(tǒng)中的汽車上轉(zhuǎn)向控制臂，其結(jié)構(gòu)為包括一個整體呈U型的控制臂本體，控制臂本體具有一個第一支臂和第二支臂，以及連接在第一支臂和第二支臂之間的中間部分，第一支臂和第二支臂的端末處各具有一個用于連接車輛前軸的同心圓筒，同心圓筒中軸線平行于控制臂本體兩側(cè)面，在中間部分上還具有一個用于連接轉(zhuǎn)向節(jié)的通孔；所述中間部分的通孔與第一支臂和第二支臂的同心圓筒的中軸線不垂直，其軸線夾角為75、5°，所述U型的控制臂本體內(nèi)邊的兩側(cè)和外邊上位于第一支臂和第二支臂處的兩側(cè)均設(shè)置有垂直于本體的凸起。這種控制臂一般采用鋁合金材料制造，為簡單的鍛造工藝制得，質(zhì)量在0. 8KG以上，不利于減重。故鋁合金材料生產(chǎn)的控制臂存在質(zhì)量大，加工難度大、個人勞動強度大的缺陷。鎂是目前最輕的金屬材料，具有來源廣泛，良好的阻尼減震性能，重量輕、比強度和比剛度高，而且具有良好的切削加工性，尺寸穩(wěn)定性，易回收等特點，被認為是21世紀最具應(yīng)用前景的綠色結(jié)構(gòu)材料。同體積的鎂合金和鋁合金重量要低很多，但相應(yīng)的材料強度也低于鋁合金。故申請人想到，如果能夠研制一種鎂合金材料的汽車轉(zhuǎn)向控制臂，同時在控制臂的結(jié)構(gòu)和工藝上改進使其強度能夠達到鋁合金制品的要求，則可以在保證汽車轉(zhuǎn)向控制臂性能要求的基礎(chǔ)上，達到減輕重量的目的，進而降低控制臂加工難度，也更加有利于車輛設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服上述采用鋁合金材料生產(chǎn)控制臂存在質(zhì)量大，加工難度大，個人勞動強度大，不利于車輛減重的缺陷，提供一種滿足控制臂的使用性能要求的質(zhì)量更小的鎂合金控制臂。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明中采用了如下的技術(shù)方案
一種鎂合金汽車轉(zhuǎn)向控制臂，包括一個整體呈U型的控制臂本體，控制臂本體具有一個第一支臂和第二支臂，以及連接在第一支臂和第二支臂之間的中間部分，第一支臂和第二支臂的端末處各具有一個用于連接車輛前軸的同心圓筒，同心圓筒中軸線平行于控制臂本體兩側(cè)面，在中間部分上還具有一個用于連接轉(zhuǎn)向節(jié)的通孔；所述中間部分的通孔與第一支臂和第二支臂的同心圓筒的中軸線不垂直，其軸線夾角為75、5°，所述U型的控制臂本體內(nèi)邊的兩側(cè)和外邊上位于第一支臂和第二支臂處的兩側(cè)均設(shè)置有垂直于本體的凸起，所述凸起高度從中間部分所在位置到同心圓筒所在位置逐漸加大，其特點在于，所述控制臂本體的所述凸起所在的邊上還設(shè)置有向外凸的加強筋，所述控制臂采用AM系列或AZ系列的鎂合金材料，經(jīng)過一次鑄造——加熱——終鍛成形的復合成形工藝制得。其中，所述加強筋的厚度為6mm，寬度為2-4mm，控制臂本體上所述凸起所在位置的厚度為20_21mm，控制臂本體上所述凸起之間的凹槽厚度為9mm，所述控制臂本體上通孔所在位置的外邊處厚度為10mm，所述通孔的厚度為16mm。其中，所述復合成形工藝具體指在500 800T的壓鑄機上通過壓鑄(或者擠壓鑄造)來使控制臂本體的鑄坯在模具型腔中一次成形，然后在350 400°C密閉的加熱爐中保溫18-25分鐘，再在300T 500T液壓機上將鑄坯在終鍛模具中一次鍛造得到最終符合要求的鎂合金汽車控制臂的終成形件。本發(fā)明的優(yōu)點是
本發(fā)明鎂合金汽車控制臂的工藝流程短，提高了生產(chǎn)效率；加工難度小，減少了工人勞動強度，降低了生產(chǎn)成本；同時在保證性能強度的基礎(chǔ)上減輕了控制臂的重量，滿足了汽車輕量化要求，為減少能源消耗以及環(huán)境保護做出了長遠的貢獻。據(jù)統(tǒng)計，汽車自重每減少10%，油耗可減少5. 5%，燃料經(jīng)濟性可提高3%_5%，同時降低排放10%左右。故本發(fā)明對節(jié)約能源，降低環(huán)境污染均具有實際意義。


圖1是本發(fā)明鎂合金汽車控制臂的軸測示意圖2是本發(fā)明鎂合金汽車控制臂的主視圖(圖2相對于圖1為俯視方向)； 圖3是圖2的A-A線剖面示意圖； 圖4是圖2的B-B線剖面示意圖； 圖5為圖2的俯視圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作進一步的詳細說明。具體實施時，本鎂合金汽車轉(zhuǎn)向控制臂特別適合應(yīng)用于轎車前懸掛系統(tǒng)上控制臂。如圖1至圖5所示，一種鎂合金汽車轉(zhuǎn)向控制臂，其結(jié)構(gòu)為，包括一個整體呈U型的控制臂本體1，控制臂本體1具有一個第一支臂和第二支臂，以及連接在第一支臂和第二支臂之間的中間部分，第一支臂和第二支臂的端末處各具有一個用于連接車輛前軸的同心圓筒2，同心圓筒2中軸線平行于控制臂本體兩側(cè)面，在中間部分上還具有一個用于連接轉(zhuǎn)向節(jié)的通孔3 ；所述中間部分的通孔3與第一支臂和第二支臂的同心圓筒2的中軸線不垂直，其軸線夾角為75、5°，所述U型的控制臂本體1內(nèi)邊的兩側(cè)和外邊上位于第一支臂和第二支臂處的兩側(cè)均設(shè)置有垂直于本體的凸起4，所述凸起4高度從中間部分所在位置到同心圓筒2所在位置逐漸加大，其中，所述控制臂本體的所述凸起4所在的邊上還設(shè)置有向外凸的加強筋5，所述加強筋5的厚度為6mm，寬度為2_4mm，控制臂本體1上所述凸起4 所在位置的厚度為20-21mm，控制臂本體上所述凸起之間的凹槽6厚度為9mm，所述控制臂本體上通孔3所在位置的外邊處7厚度為10mm，所述通孔3的厚度為16mm ；所述控制臂采用AM系列或AZ系列的鎂合金材料，經(jīng)過一次鑄造——加熱——終鍛成形的復合成形工藝制得。其中，所述復合成形工藝具體指在500 800T的壓鑄機上通過壓鑄(或者擠壓鑄造) 來使控制臂本體的鑄坯在模具型腔中一次成形，然后在350 400°C密閉的加熱爐中保溫 18-25分鐘，再在300T 500T液壓機上將鑄坯在終鍛模具中一次鍛造得到最終符合要求的鎂合金汽車控制臂的終成形件。本發(fā)明的汽車轉(zhuǎn)向控制臂，雖然采用的是鎂合金材料，但是由于其結(jié)構(gòu)進行了改進，設(shè)置了加強筋，對各處厚度的數(shù)據(jù)參數(shù)進行了調(diào)整，同時對工藝進行了改進，經(jīng)過終鍛成形，故最終得到轉(zhuǎn)向控制臂的性能不僅能夠滿足其使用標準的要求，設(shè)置已經(jīng)能夠超過傳統(tǒng)的鋁合金轉(zhuǎn)向控制臂的性能水平。為了驗證本發(fā)明的汽車轉(zhuǎn)向控制臂的性能，申請人進行了實驗，采用本發(fā)明的鎂合金汽車轉(zhuǎn)向控制臂，和背景技術(shù)所述傳統(tǒng)的鋁合金轉(zhuǎn)向控制臂相比較，測試其疲勞強度性能，測試時，將控制臂的第一支臂和第二支臂兩端的兩個同心圓筒通過一個通軸固定在試驗臺底座上，使中間部分豎直向上，并采用固定裝置通過中間部分的通孔將其固定在一個氣動裝置上，氣動裝置通過固定裝置給中間部分間隔地施加一個橫向的沖擊力，使其產(chǎn)生一個模擬實際工作狀況的沖擊扭矩，測試出現(xiàn)疲勞斷裂時的沖擊次數(shù)。具體測試標準是依照美國通用汽車公司關(guān)于汽車上控制臂服役條件所規(guī)定的服役性能檢測標準。測試結(jié)果如下
權(quán)利要求
1.一種鎂合金汽車轉(zhuǎn)向控制臂，包括一個整體呈U型的控制臂本體，控制臂本體具有一個第一支臂和第二支臂，以及連接在第一支臂和第二支臂之間的中間部分，第一支臂和第二支臂的端末處各具有一個用于連接車輛前軸的同心圓筒，同心圓筒中軸線平行于控制臂本體兩側(cè)面，在中間部分上還具有一個用于連接轉(zhuǎn)向節(jié)的通孔；所述中間部分的通孔與第一支臂和第二支臂的同心圓筒的中軸線不垂直，其軸線夾角為75、5°，所述U型的控制臂本體內(nèi)邊的兩側(cè)和外邊上位于第一支臂和第二支臂處的兩側(cè)均設(shè)置有垂直于本體的凸起，所述凸起高度從中間部分所在位置到同心圓筒所在位置逐漸加大，其特征在于，所述控制臂本體的所述凸起所在的邊上還設(shè)置有向外凸的加強筋，所述控制臂采用AM系列或AZ 系列的鎂合金材料，經(jīng)過一次鑄造——加熱——終鍛成形的復合成形工藝制得。
2.如權(quán)利要求1所述的鎂合金汽車轉(zhuǎn)向控制臂，其特征在于，所述加強筋的厚度為 6mm，寬度為2-4mm，控制臂本體上所述凸起所在位置的厚度為20_21mm，控制臂本體上所述凸起之間的凹槽厚度為9mm，所述控制臂本體上通孔所在位置的外邊處厚度為10mm，所述通孔的厚度為16mm。
3.如權(quán)利要求1所述的鎂合金汽車轉(zhuǎn)向控制臂，其特征在于，所述一次鑄造——加熱——終鍛成形的復合成形工藝，是指在500 800T的壓鑄機上通過壓鑄或者擠壓鑄造來使控制臂本體的鑄坯在模具型腔中一次成形，然后在350 400°C密閉的加熱爐中保溫 18-25分鐘，再在300 500T液壓機上將鑄坯在終鍛模具中一次鍛造得到最終符合要求的鎂合金汽車控制臂的終成形件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎂合金汽車轉(zhuǎn)向控制臂，包括一個具有第一支臂、第二支臂以及中間部分的控制臂本體，第一支臂和第二支臂端末處各具有一個同心圓筒，中間部分上具有一個通孔；控制臂本體內(nèi)邊的兩側(cè)和外邊上位于第一支臂和第二支臂處的兩側(cè)均設(shè)置有垂直于本體的凸起，所述控制臂本體的所述凸起所在的邊上還設(shè)置有向外凸的加強筋，控制臂采用AM系列或AZ系列的鎂合金材料，經(jīng)過一次鑄造——加熱——終鍛成形的復合成形工藝制得。本發(fā)明鎂合金汽車控制臂的工藝流程短，提高了生產(chǎn)效率；降低了生產(chǎn)成本；同時在保證性能強度的基礎(chǔ)上減輕了控制臂的重量，滿足了汽車輕量化要求，為減少能源消耗以及環(huán)境保護做出了長遠的貢獻。
文檔編號B60G7/00GK102152721SQ20111007071
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者曹韓學, 游國強, 趙東林, 龍思遠 申請人:重慶大學