汽车后背门设计指南

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1、后背门设计指南 第一章 概论 1-1 该设计指南的主要目的 S12 是奇瑞公司第一款正向开发的车型其概念设计是由意大利博通公司完成的 在结构过程中我们以可行性分析为依据并在韩国工程师的指导下对此进行了优化。 门盖系统的设计大致经历了以下几个过程外观间隙以及平度的定义、典型截面的 设计、主模型的建立、CAE 分析、工艺问题的分析以及改进、公差的确定以及二位图纸的 标准化。在整个项目过程中我们学习了韩国人的设计理念与流程为我们在以后的设计中 奠定了良好的基础。 后背门的设计与门系统相比来说简单的多零件也少很多。 编写该设计指南的主要目的在于将我设计S12后背门的全过程中所学到的一些设计 理念以及犯

2、过的错误一一罗列出来 大家共同学习一下 也希望大家在以后的设计过程中避 免类似错误的重复发生。有不足之处请大家提出意见我将继续修正。 1-2 该指南的主要内容 第一章 概论 第二章 后背门设计要求 2-1 后背门法规要求 2-2 后背门设计目标要求 及 BENCHMARKING 研究 第三章 后背门间隙以及平度间隙 第四章 后背门结构设计 1、开启角度的的定义 2、铰链轴线的布置 3、典型截面的解析 4、数模的构造 5、尺寸以及公差的设定 第五章 CAE 分析、设计校核及评审 1、CAE 分析 2、失效模式及相应措施 第六章 材料定义以及减重 1、材料定义 2、减重 第七章 设计心得 第二章

3、后背门设计要求 2-1 后背门法规要求 1、 ECE NO.26/01 EEC NO. 74/483-79/488关于车辆就其外部突出物认证的统一 规定 法规大致内容如下 详见标准 ECE NO.26/01 高出地面 2m的零部件或者低于底线的零部件或者在工作状态或静止状态下 均不能被直径为 100mm 的球体所触及的零部件车身外表面凸出零部件的曲率半 径不得小于 2.5mm。 2、 S12 的后牌照是安装在后保险杠上面的对于后牌照安装在后背门外板上面的后 牌照尺寸还要满足 北美 SAE J686 欧洲 EEC 70/222 国内 GB17541-1995 2-2 后背门设计目标要求 及 BE

4、NCHMARKING(基准) 研究 S12 的定位是一款小型普及经经济型轿车用途主要是家用、上班代步、休闲旅行 用户主要面向 年轻积极向上、 刚具初步经济实力的男性时尚青年兼顾性格开朗的年轻女性。 因此要求该车在设计上要求时尚、美观、便宜、性能要好。 第三章 后背门间隙以及平度的定义 1、后背门与侧围外板之间间隙与平度 2、后背门玻璃与侧围外板之间间隙与平度 3、后背门外板、后背门玻璃以及顶盖之间的间隙和平度 4、 背门外板与玻璃之间的间隙与平度 5、后背门与后保险杠之间的间隙及平度 6、后背门玻璃与后尾灯灯罩之间的间隙以及平度 7、后背门外板、后尾灯以及侧围外板之间的间隙与平度 8、后尾灯与

5、后保险杠之间的间隙和平度 第四章 后背门结构设计 1、开启角度的的定义 根据可行性分析图纸上面定义后背门开启角度为 80 度该角度的定义主要是根据后背 门开启以后的最低点距离满载地面之间高度来定义的。 在博通的可行性分析中该高度为 1584mm现在 S12 的该高度为 1588.3mm。 2、铰链轴线的布置 前后盖铰链与四门铰链相比在布置上简单的多因为其轴线是平行与 Y 轴的我们 在布置铰链轴线的时候是在博通的可行性分析的基础上使用最新的 A 面数据在保证最 小动态间隙为 3.5mm 的基础上确定的。现在铰链轴线中心点坐标为3069. 301187.2 。 3069. 3 0 1187.2 3

6、、 典型截面的解析 在做典型截面之前首先要搞清楚后背门上面都要安装那些附件S12 后背门上锁安 装附件由上到下依次有 外板扰流板、雨刮喷嘴、后背门玻璃、后背门标牌、后背门锁芯 内板铰链、高位刹车灯、线束、衣帽架固定座、气弹簧、缓冲垫、雨刮电机、后 背门护板、后背门门锁、后背门扶手。 1 、Y0 截面 在该截面中可以反映出扰流板、后背门玻璃、后背门标牌、高位刹车灯、气弹 簧、雨刮电机、后背门护板、后背门门锁等附件的布置以及安装方式。另外Y0 截面 是后背门外板开启过程中与顶盖之间间隙最小的位置 通过此截面也可以校核后背门的 运动关系。 各主要附件例如气弹簧、后背门门锁的布置以及安装方式在下面会详

7、细附 图进行说明。 A、气弹簧 在所有后背门附件的布置中气弹簧是最难布置花费时间最长的一个附件。由 于后背门在开启的过程中 气弹簧要承受整个后背门包括所安装附件的整体重量 并且开启 80 度完全是由其保证的所以在布置的时候不仅要考虑到其自身的性能而且其行程也非 常重要。 S12 的气弹簧布置是在 OPENING LINE 的基础上参考后背门造型的特点初步确 定了上支点的位置,然后根据开启角度气弹簧自身的性能、长度来寻找下安装点。最重要 的就是 L1 始终等于 L2. B、雨刮喷嘴扰流板 C、密封条后背门密封间隙保持在 11mm大了会使密封条压缩永久变形而漏水小 了会因为接触面积减小而漏水。而且

8、密封面与整圈 OPENING FLANGE 成 902 度。 密封条 扰流板 L1 L2 雨刮喷嘴 D、后雨刮电机 E、后背门锁芯固定在外板上 安装孔尺寸 F、后背门锁 后背门锁的布置 锁安装面垂直于锁与锁柱啮合点与铰链点的连线 夹角在 6 度范围内 可以接受。 2高位刹车灯的固定高位刹车灯沿用 T11。 3高位刹车灯灯罩的固定 4铰链安装设计时要考虑安装工具尺寸 在后盖开启过程中注意顶盖与后背门外板之间的距离避免干涉。另外 S12 的造型 决定了在侧围后部上拐角处运动间隙很小所以在设计过程中要不断校核该点的运动间隙。 5衣帽架固定座 6缓冲垫的布置 7气弹簧下安装点 气弹簧下安装点是随着后背

9、门运动的 所以其与后尾灯之间的间隙一定要尽可能大 否 则安装之后误差累计下来容易与灯干涉使灯损坏。一般改间隙要求 10mm但是由于 空间的问题现在 8.1mm 可以接收。 8后背门护板 后背门护板安装共有 12 个安装点开始时只有 8 个安装点但由于雨刮电机的布置位 置所以后背门护板是比较大为了外观和质量在上面又加了 4 个安装点。 4、数模的构造 A、S12-6301101后背门外板 B、S12-6301111后背门内板 C、S12-6306310后背门铰链左右通用 D、S12-6301131/132后背门铰链左/右加强板左右对称 E、S12-6301113后背门高位刹车灯安装板 A B C

10、 D E F G H F、S12-6301171后背门雨雨刮电机安装板 G、S12-6301151/152后背门气弹簧左/右安装板 H、S12-6301121后背门门锁安装板 5、尺寸以及公差的设定 1单件图纸 2带凸焊螺母的图纸 第五章 CAE 分析、设计校核及评审 1、 CAE 分析 根据 CAE 部门 2004 年 10 月 2 日的“后背门刚度与模态分析报告” 后背门刚度和 模态均满足要求。 1数据状态 2结论 2、 失效模式及相应措施 序号 要求 潜 在 失 效 模式 失效潜在影响 失效原因 推荐解决方法 1 符合安 全法规 钣 金 强 度 不足 不满足安全法规 A、 钣金强度不 足

11、 B、 焊点失效 A、 根据 CAE 分析来 改善钣金强度 B、 定 期 检 查 焊 接 设 备加强质量控制 2 测试外钣金变形 关闭后盖时声音不正钣金料厚太薄 A、 增加料厚 板强度 常开启后盖时锁芯 区域变形 B、 加强钣金 3 合理的 布置 零 件 之 间 干涉 零件变形或损坏 布置时出错或装 配问题 重新布置或者加强装配 过程的控制 4 焊接可 行性 装 配 过 程 中 有 干 涉 现象 个别件装配不上无 法焊接 设计与工艺之间 沟通不够 工艺介 入太迟 工艺与设计同步进行 5 滴水孔 漏水的 能力 水 不 能 全 部流出积 在 内 外 板 之间 钣金腐蚀 孔太小 根据参考样车调整孔尺

12、 寸 6 密封条 A、 漏水 B、 闭合力 大 A、 漏水 B、 闭合力大 A、 接触不好 间 隙大 B、 间隙小 7 铰链轴 线 轴 线 不 同 轴发生变 形 开关困难有噪音 装配问题 定期检查加强质量控 制 8 加工工 艺性 难 于 冲 压 焊接 延长开发周期浪费 材料影响产品质量 有些地方模具难 于控制 成型 CAE 验证 第六章 材料定义以及减重 1、材料定义 2、减重 在不影响结构强度和成型性的基础上尽可能多的开减重孔或减少材料料厚。 第七章 设计心得 首先很感谢项目经理和室领导能够给我这个机会参与 S12 项目的开发工作项目启动的 时候我才刚刚转正S12 对于我来说是一个很好的锻炼

13、机会但是对于项目本身来说是有 风险的。 因为我们对于车身设计都基本上是一无所知的 尤其是对于其他车型的历史问题清 单我们不是很清楚而且缺乏现场经验很多问题根本就不知道怎么解决。 参加项目组以来 我觉得虽然在专业知识上有了较以前有了大幅度的提高 但是在对待 工作的态度上我觉得收获更大。我觉得对于设计人员来说责任心真的很重要以前我很害 怕犯错误更害怕承担责任而且只知道低头干活很少抬头看路。但是经过一个项目完整 的做下来以后我发现没有人会不犯错误的除非他什么都不做。我如何正确面对自己设计 过程中的失误 只要在发现问题以后尽快更改不延误项目进度都是可以接收的。 而且项目过 程中 与其他部门的沟通是非常

14、重要的。 后背门上面安装的所有的附件以及其相邻的边界条 件都有可能引起我的设计变更 这就需要我要密切关注与自己相关的零件的边界条件 而且 无论多么小的更改都可能引起其他附件装配关系的变动 所以要及时检查各个附件的装配情 况以及间隙变化。其他附件的变动也有可能会造成相邻部件的干涉等情况。比如说 2005 年 3 月 28 日的后尾灯数据在气弹簧安装点处发生了变化我当时检查的时候只是把后背门 总成与后尾灯数据装配起来检查了一下没有干涉以及间隙是均匀的。但是后来在一个很 偶然的机会把气弹簧的数据装配进来发现后尾灯与气弹簧下安装点的数据发生了干涉 干涉 量为 0.6mm但是在 2005 年 2 月 1

15、8 日的数据里面是没有干涉的。具体情况见插图 虽然这种更改并没有影响钣金 但是对于其他附件已经产生了很大的影响。 如果是刚加 入项目组的时候我一定会觉得各种更改应该是自己的件自己检查 比如说气弹簧就应该是负 责气弹簧的工程师来负责但是经过这么长时间我的思想转变了因为气弹簧是装在后背 门上面的所有安装在后背门上面的附件出现了问题我都是有责任的所有附件的变更都 必须做截面不断的检查避免在装车的时候出现重大问题。 后背门出现过的最重大的问题就是成型性的问题 后背门锁区域由于拉延深度太深而无 法成型后来通过重新布置锁等附件 增大圆角等方法来解决了成型性的问题。 但是我觉得所有现在已经发现了的问题都不算是问题 因为只要我们发现的问题就有办 法解决它但是一些潜在的失误是很可怕的所以现在我们一直在不断的检查尽可能在去 暴露更多的问题。 整个项目过程中大家都很辛苦但是因为缺乏经验所以犯错误在所难免希望大 家能够对我的数据和该指南多提宝贵意见我会加以修正。 2005-3-30