[发明专利]一种重型商用车变截面铸造前轴

说明书

本发明公开了一种重型商用车变截面铸造前轴，包括Z形截面中部，Z形截面中部两端分别连接工字型板簧座，工字型板簧座通过拳头连接部连接拳头部；所述Z形截面中部包括斜支撑面、下支撑面和上支撑面，斜支撑面自下支撑面前侧延伸到上支撑面后侧；下支撑面的宽度和厚度为上支撑面宽度和厚度的1.3～1.4倍。本发明的重型商用车前轴中部采用具有固定方向而且上下支撑面宽度和厚度均不相同的“Z”形截面设计，不仅使重型商用车前轴在垂向工况下满足结构强度性能指标，而且可将重型商用车前轴在受到冲击力时中段的变形降低35％以上，可大幅降低重型商用车前轴在受到冲击力时的变形售后故障率。

技术领域

本发明属于重型商用车技术领域，涉及一种重型商用车变截面铸造前轴。

背景技术

车辆在公路运输和工程运输中应用广泛，前轴是重型商用车的重要承载部件之一，其承载能力决定了整车的承载能力，而其重量又影响着整车的油耗等经济性指标。在满足承载能力的基础上，重量越轻就越有优势。

目前市场上的前轴广泛采用的是“工”字形对称截面的锻造合金钢。“工”字形前轴重量大、重型锻造设备能耗高、模具开发费用昂贵、产品开发和生产周期较长，固有缺点对整车经济性存在影响，也不利于节能减排。同时，该类前轴结构在车辆制动和受到冲击力时，拳头部位和中段均存在变形较大的缺点，前轴弯曲变形后势必会造成制动抖动等售后质量问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种重型商用车变截面铸造前轴，具有重量轻、受撞击后变形小，能耗和成本均较低的特点。

本发明所采用的技术方案是，一种重型商用车变截面铸造前轴，包括Z形截面中部，Z形截面中部两端分别连接工字型板簧座，工字型板簧座通过拳头连接部连接拳头部；所述Z形截面中部包括斜支撑面、下支撑面和上支撑面，斜支撑面自下支撑面前侧延伸到上支撑面后侧，斜支撑面与下支撑面连接的一侧为行车方向；下支撑面的宽度和厚度为上支撑面宽度和厚度的1.3～1.4倍。

进一步地，工字型板簧座和拳头连接部在行车方向前后侧带有非对称的4根加强筋：第一加强筋，第二加强筋，第三加强筋和第四加强筋；所述第一加强筋和第二加强筋为交错布置，第四加强筋的厚度是第三加强筋的1.8～2.2倍。

进一步地，工字型板簧座带有板簧座下支撑面I和板簧座下支撑面II，板簧座下支撑面I厚度为板簧座下支撑面II厚度的1.1～1.2倍。

进一步地，拳头连接部在行车方向前后侧带有非对称的第一减重槽和第二减重槽。

进一步地，拳头部为变截面结构，拳头部上端和下端厚度为15mm～20mm，且在行车方向前后侧加厚3～5mm。

进一步地，拳头部中间开有销孔，拳头部下端是拳头部上端直径的1.1～1.3倍。

本发明的有益效果是：

本发明通过对前轴进行变截面设计，综合考虑生产方法工艺性，对两侧加强筋和减重槽的布置及结构进行拓扑优化设计，在满足各个实际使用工况的强度及刚度性能指标前提下，最大程度实现了前轴轻量化；同时实现了以铸造代替锻造的生产方法变革、以球铁代替合金钢的材料变革，节省了重型锻造设备及大额模具开发费用，缩短了产品开发和生产周期，具有显著的经济效益和社会效益。

1、本发明的重型商用车前轴中部采用具有固定方向而且上下支撑面宽度和厚度均不相同的“Z”形截面设计，不仅使重型商用车前轴在垂向工况下满足结构强度性能指标，而且可将重型商用车前轴在受到冲击力时中段的变形降低35％以上，可大幅降低重型商用车前轴在受到冲击力时的变形售后故障率。