本發(fā)明涉及汽車領域，特別涉及一種用于汽車的水箱橫梁及水箱橫梁制造方法。

背景技術：

隨著節(jié)能減排要求的提高，汽車的輕量化越來越受到人們的重視。而水箱橫梁作為汽車中的重要構件，對水箱橫梁進行輕量化設計逐漸成為人們研究的熱點。

近年來，先進復合材料的應用，尤其是碳纖維復合材料的應用逐漸受到人們的青睞。由于復合材料的比重遠遠小于傳統(tǒng)金屬的比重，因此將復合材料應用于汽車中可以大大降低汽車的車身重量。所以，相關技術中，通常采用復合材料的水箱橫梁。

由于水箱橫梁上需要安裝的支架較多，也即在水箱橫梁中存在較多的安裝孔，當水箱橫梁為復合材料的水箱橫梁時，為了滿足水箱橫梁高強度和高剛度的要求，需設計復雜的安裝孔，導致水箱橫梁的成本上升，不利于水箱橫梁的批量生產。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決相關技術中采用復合材料的水箱橫梁的成本高的問題，本發(fā)明實施例提供了一種用于汽車的水箱橫梁及水箱橫梁制造方法。所述技術方案如下：

一方面，提供了一種用于汽車的水箱橫梁，所述水箱橫梁包括：橫梁本體和加強板；

所述橫梁本體為u型金屬板，所述橫梁本體用于安裝支架；

所述加強板為u型碳纖維復合材料板，所述加強板嵌套并粘結在所述橫梁本體的u型槽內。

可選地，所述橫梁本體的厚度在1毫米和1.5毫米之間。

可選地，所述加強板的厚度小于所述橫梁本體的厚度。

另一方面，提供了一種用于汽車的水箱橫梁制造方法，所述水箱橫梁包括橫梁本體和加強板，所述制造方法包括：

通過鈑金沖壓工藝形成結構為u型金屬板的橫梁本體；

將所述橫梁本體放入第一預設模具中，并在放入所述橫梁本體的第一預設模具的上方鋪疊多層材料為單向碳纖維復合材料的預浸料；

在預設溫度和預設壓力下，通過第二預設模具將所述橫梁本體和所述第一預設模具上鋪疊的多層預浸料進行模壓成型，得到所述水箱橫梁；

其中，在模壓成型的過程中，所述多層預浸料能夠進行粘結以形成所述加強板。

可選地，所述在放入所述橫梁本體的第一預設模具的上方鋪疊多層材料為單向碳纖維復合材料的預浸料，包括：

確定在放入所述橫梁本體的第一預設模具上需要鋪疊的預浸料的鋪疊層數(shù)和每一層預浸料的鋪疊角度，所述鋪疊角度為所述單向碳纖維復合材料中的晶體方向與預設方向之間的角度；

按照所述鋪疊層數(shù)和每一層預浸料的鋪疊角度，在放入所述橫梁本體的第一預設模具的上方鋪疊多層預浸料。

可選地，所述在放入所述橫梁本體的第一預設模具的上方鋪疊多層材料為單向碳纖維復合材料的預浸料之前，還包括：

采用預設溶劑對所述橫梁本體進行清洗，所述預設溶劑用于清除所述橫梁本體上的油污。

可選地，所述將所述橫梁本體放入第一預設模具中，包括：

將所述橫梁本體放入所述第一預設模具的預設位置處。

本發(fā)明可以實現(xiàn)的有益效果為：

本發(fā)明實施例提供的水箱橫梁是由橫梁本體和加強板構成，橫梁本體為金屬板，加強板為碳纖維復合材料板。因此，可以將水箱橫梁上用于安裝支架的安裝孔置于橫梁本體上，由于橫梁本體是金屬板，金屬板本身具有較高的強度和剛度，因此無需安裝孔過于復雜，可直接將安裝支架通過安裝孔焊接于橫梁本體上，從而可以降低水箱橫梁的成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例提供的水箱橫梁的結構示意圖；

圖2a是本發(fā)明實施例提供的一種用于汽車的水箱橫梁的制造方法流程圖；

圖2b是本發(fā)明實施例提供的一種模壓成型過程示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。

本發(fā)明實施例提供了一種用于汽車的水箱橫梁，參見圖1，該水箱橫梁100包括：橫梁本體101和加強板102。橫梁本體101為u型金屬板，且橫梁本體用于安裝支架。加強板102為u型碳纖維復合材料板，且加強板102嵌套并粘結在橫梁本體101的u型槽內。

其中，橫梁本體101主要用于安裝支架，加強板102用于滿足整個水箱橫梁的強度需求。需在橫梁本體101上安裝的支架主要包括：冷凝器左安裝支架、冷凝器右安裝支架、大燈左安裝支架本體、大燈右安裝支架本體、前保險杠安裝支架以及進氣系統(tǒng)固定支架等。

由于加強板102為碳纖維復合材料板，而碳纖維復合材料相對于金屬材料具有更高的強度，因此將加強板102嵌套并粘結在橫梁本體101的u型槽內，以提高水箱橫梁的強度。

進一步地，由于本發(fā)明實施例提供的水箱橫梁包括加強板，因此相對于傳統(tǒng)的橫梁本體，本發(fā)明實施例提供的水箱橫梁的橫梁本體無需和傳統(tǒng)的橫梁本體一樣的厚度。并且由于碳纖維復合材料高強度的特點，橫梁本體101的厚度僅為傳統(tǒng)的橫梁本體的厚度的一半。具體地，傳統(tǒng)的橫梁本體的厚度一般在2.5毫米左后，而本發(fā)明實施例提供的橫梁本體101的厚度在1毫米到1.5毫米之間。

另外，在本發(fā)明實施例中，加強板102是為了加強板提高水箱橫梁100的強度，而水箱橫梁100包括的橫梁本體101的厚度為傳統(tǒng)的橫梁本體的厚度的一般，也即加強板101承擔的是另一半傳統(tǒng)的橫梁本體的強度。由于碳纖維復合材料的強度要遠遠大于金屬材料的強度，所以對于同樣的強度要求，碳纖維復合材料所需的厚度要遠遠小于金屬材料的厚度，也即加強板102的厚度小于橫梁本體101的厚度。

需要說明的是，水箱橫梁100的其他尺寸，比如長度，u型槽的深度等，與使用該水箱橫梁100的汽車自身的尺寸相關，也即，實際應用中，根據不同汽車型號，可以設置不同的該水箱橫梁的長度、u型槽的深度等。

需要說明的是，加強板102的長度和橫向本體101的長度是完全相同的，為了便于說明水箱橫梁包括兩層結構，所以圖1僅僅給出了加強板102的部分，而不是整個加強板102，實際應用中，加強板102的長度和橫梁本體101的長度是相同的。

本發(fā)明實施例提供的水箱橫梁是由橫梁本體和加強板構成，橫梁本體為金屬板，加強板為碳纖維復合材料板。因此，可以將水箱橫梁上用于安裝支架的安裝孔置于橫梁本體上，由于橫梁本體是金屬板，金屬板本身具有較高的強度和剛度，因此無需安裝孔過于復雜，可直接將安裝支架通過安裝孔焊接于橫梁本體上，從而可以降低水箱橫梁的成本。

本發(fā)明實施例除了提供上述用于汽車的水箱橫梁，還提供用于汽車的水箱橫梁100的制造方法，參見圖2a，該方法包括：

在步驟201中，通過鈑金沖壓工藝形成結構為u型金屬板的橫梁本體。

具體地，將預設厚度的鈑金材料通過機械沖壓即可形成圖1所示橫梁本體101。其中，機械沖壓過程是在數(shù)控沖壓床中完成的，也即在機械沖壓前，預先在數(shù)控沖壓床中設置沖壓參數(shù)，如沖壓深度也即u型槽的深度，并根據設置的沖壓參數(shù)通過數(shù)控沖壓床進行機械沖壓。

在通過步驟201得到橫梁本體101之后，為了后續(xù)便于橫梁本體101和加強板102之間能夠更好的粘結在一起，以提高水箱橫梁的強度，先對通過鈑金沖壓工藝形成的橫梁本體101進行清洗。也即，采用預設溶劑對橫梁本體進行清洗，以去除橫梁本體上阻礙橫梁本體和加強板粘結在一起的物質。

其中，該預設溶劑用于清除橫梁本體上的油污，具體地，該預設溶劑可以為丙酮、丁酮等有機溶劑，以清除橫梁本體上的油污。

在步驟202中，將橫梁本體放入第一預設模具中，并在放入橫梁本體的第一預設模具的上方鋪疊多層材料為單向碳纖維復合材料的預浸料。

參見圖2b，將橫梁本體101放入第一預設模具中，該第一預設模具為u型模具，且橫梁本體101的尺寸和第一預設模具的尺寸相當，也即橫梁本體101恰好放入第一預設模具中。

為了便于后續(xù)準確放置用于形成加強板的碳纖維復合材料，以使加強板和橫梁本體之間的位置對齊，因此，在將橫梁本體放入第一預設模具中時，需對橫梁本體進行精確定位，也即將橫梁本體放入第一預設模具的預設位置處。

具體地，在放入橫梁本體的第一預設模具的上方鋪疊多層材料為單向碳纖維復合材料的預浸料的實現(xiàn)過程可以為：確定在放入橫梁本體的第一預設模具上需要鋪疊的預浸料的鋪疊層數(shù)和每一層預浸料的鋪疊角度。按照該鋪疊層數(shù)和每一層預浸料的鋪疊角度，在放入橫梁本體的第一預設模具的上方鋪疊多層預浸料。

其中，鋪疊角度為單向碳纖維復合材料中的晶體方向與預設方向之間的角度。另外，在放入橫梁本體的第一預設模具上需要鋪疊的預浸料的鋪疊層數(shù)是由加強板的厚度確定。也即，根據實際應用對水箱橫梁的強度要求，確定加強板的工作強度，根據加強板的工作強度，從工作強度和材料厚度的對應關系中，即可確定加強板的厚度，根據加強板的厚度，即可確定在放入橫梁本體的第一預設模具上需要鋪疊的預浸料的鋪疊層數(shù)。

例如，鋪疊層數(shù)為5，每一層的鋪疊角度為+45、-45、0、-45、+45。也即，在放入橫梁本體的第一預設模具的上方鋪疊的第一層預浸料的鋪疊角度為45度，第二層預浸料的鋪疊角度為-45度，第三層預浸料的鋪疊角度為0度，第四層預浸料的鋪疊角度為-45度，第五層預浸料的鋪疊角度為45度。

在步驟203中，在預設溫度和預設壓力下，通過第二預設模具將橫梁本體和第一預設模具上鋪疊的多層預浸料進行模壓成型，得到水箱橫梁。

參見圖2b，在預設溫度和預設壓力下，將第二預設模具壓入第一預設模具內，以使在第一預設模具上鋪疊的多層預浸料在第二預設模具的壓力下與橫梁本體粘結在一起，從而得到水箱橫梁。

其中，在模壓成型的過程中，該多層預浸料能夠進行粘結以形成加強板。另外，預設溫度和預設壓力為預先設置的溫度和預先設置的壓力，該預設溫度通常為350℃，該預設壓力通常為50mpa。

需要說明的是，第二預設模具為與第一預設模具對應的模具，如圖2b所示，該第一預設模具為凹槽型模具，則第二預設模具為凸臺型模具，實際應用中，該第一預設模具通常稱為陰模，第二預設模具通常稱為陽模。

本發(fā)明實施例提供了一種水箱橫梁的制造方法，得到的水箱橫梁是由橫梁本體和加強板構成，橫梁本體為金屬板，加強板為碳纖維復合材料板。因此，可以將水箱橫梁上用于安裝支架的安裝孔置于橫梁本體上，由于橫梁本體是金屬板，金屬板本身具有較高的強度和剛度，因此無需安裝孔過于復雜，可直接將安裝支架通過安裝孔焊接于橫梁本體上，從而可以降低水箱橫梁的成本。

本領域普通技術人員可以理解實現(xiàn)上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成，也可以通過程序來指令相關的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質中，上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。