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1、编号代替密级商密级xxxxx设计技术规范白车身材料选用规范2006-07-06制订 2007-02-09发布xxxxxxxxxx前 言 白车身材料选用是车身设计过程中重要的一环,将直接影响到整车安全性、整车重量、整车开发成本、车身强度和油耗等方面。本规范旨在建立一个白车身材料选用流程,为设计人员提供一个设计参考,便于设计人员尽量选用恰当的材料,在满足车身性能要求的基础上控制好零件的开发成本和车身重量,以达到优化设计的目的。本规范由xxxxx车身所负责起草;本规范由xxxxx项目处进行管理和解释;本规范主要起草人员: 编制: 校核: 审定: 批准: 本规范的版本记录和版本号变动与修订记录版本号制
2、定/修订者制定/修订日期批准日期白车身材料选用规范1 适用范围本规范适用于M1、N1(轿车和面包车)类汽车白车身零件设计时材料的选用。2 引用标准本规范主要引用了xxxx的一些材料选用经验以及宝钢的一些材料标准。3 涵义3.1 白车身零件材料的选用流程3.1.1根据以往车型的开发经验,在整车的开发过程中,白车身材料的选用有下面几个步骤:a)解析参考车,将参考车的白车身解析为片件,通过理化分析等手段确定各零件的材料牌号及材料厚度,并整理一份完整的参考车白车身零部件材料明细。b)根据新车的市场定位重新确定某些零件的材料,如果新车与参考车的市场定位不同,比如市场定价可能比参考车低,这样白车身制造成本
3、相应的就要被压缩,有些零件的材料必须重新确定,采用价格更便宜的材料代替,比如用普通冷轧钢板替代镀锌钢板、用热轧板替换冷轧板等。c)与参考车不同结构部分的材料选用,由于造型以及增减配置等原因,会产生与参考车不同的结构,设计时要根据这些结构的具体要求(比如受力情况、零件的复杂程度等),选用适当的材料。d)与法规相关零件的材料选用,由于新车推出的时间较晚,需要适应的法规要求更加严格,所以参考车的某些结构可能满足不了某些法规要求,那么新车需要改善这些结构,并重新确定这些结构的材料(比如侧碰需要改善B柱和门槛,同时需要采用一些高强度钢板;后碰法规需要改善后横梁结构和材料等)。e)确定某些稀有材料的供货情
4、况,参考车的某些材料来自国外,这些材料的的规格与性能与国内材料不同,或者有些特殊材料国内没有, 所以在设计时必须先落实这这些特殊材料的供货情况,考虑好是否进口这种材料或者采用替换材料。f)进行工艺SE分析,对白车身零件进行工艺SE分析,根据分析结果确定是否需要对某些零件的材料进行替换。g)提交CAE分析,将整个白车身数据提交给CAE部门进行强度、刚度等分析,如果分析结果达不到设计要求需要更改结构和材料,如此反复直到满足要求。h)材料的最终确定,在开正式模具前必须完成上述所有步骤,并最终确定所有零件的材料,否则会造成模具的修改和报废,从而影响整车开发进度和增加开发成本。3.2 白车身材料的主要供
5、应商国内:宝钢、攀钢、武钢、马钢;国外:新日铁、浦项制铁、俄罗斯、南非。xxxxx目前主要采用宝钢和攀钢的材料以及少量进口材料。3.3 材料的类型,白车身常用材料主要有以下几种类型:a)冷轧钢板,汽车白车身(除少数高档轿车外)的绝大部分材料采用冷轧钢板。冷轧钢板的延伸率范围也比较广(28%-42%不等),抗拉强度从250-270N/mm2不等,适用于车身内外蒙皮和各种结构件,设计时可根据零件的复杂程度和强度要求选择相应规格的冷轧钢板。b)热轧钢板,热轧钢板种类繁多,用途很广,车用热轧钢板延伸率范围从27%-39%不等,抗拉强度从270-440N/mm2不等。与冷轧钢板相比,热轧钢板材料价格低、
6、强度高、但表面质量较差,适用于厚度在1.8mm以上的结构件和支架等。c)镀锌钢板,镀锌钢板的基材为普通冷轧钢板或者高强度板,基本力学性能与基材相同;镀锌钢板分为热镀锌钢板、电镀锌钢板、单面镀锌钢板和双面镀锌钢板,镀锌钢板主要特点是用于防锈蚀,缺点是可焊接性能较普通钢板差,对模具质量要求很高,并且材料价格高于普通钢板,主要运用于车身外观件、易磨损件(与运动机构相连接)、涂装难以达到的件(注:高档轿车采用镀锌钢板比例大些)。d)高强度钢板,高强度钢板的强度高于普通钢板,延伸率低于普通钢板,采用高强度钢板可以减轻车身重量,增加车身强度,高强度钢板主要用于车身上受力较大的结构和与安全相关的结构中,如车
7、身前后碰撞横梁、车门防撞横梁、发动机仓边梁和一些车身连接板、安装板和加强件等。由于高强度钢板材料比较贵,且对模具的使用寿命有影响,所以经济型车采用高强度钢板比较少,豪华轿车采用的比较多。 e)激光拼焊钢板,激光拼焊钢板的特点不在与其材料性能,而在于它是由不同厚度的钢板用激光拼焊而成,它可以是冷轧钢板,镀锌钢板或者高强度钢板,特点主要是同一个零件有不同厚度,激光拼焊钢板的优点在于可以减轻零件重量,避免在某些焊枪难以达到的地方进行点焊等,主要运用于车身上比较大的零件如地板,梁等,由于激光拼焊钢板材料较贵,对模具要求很高,所以经济型车在一般情况下不采用(高档轿车采用比较多)。3.4. 材料的各种特性
8、和规格3.4.1 材料的特性,选择白车身材料时主要参考的一些特性有下列几个:a)屈服强度R(N/mm2), 反映材料抵抗变形的能力。b)抗拉强度Rm(N/mm2), 反映材料抗断裂能力。c)延伸率A%(断后伸长率), 反映材料的塑性成形能力。d)表面质量, 反映材料的外观质量。 弹性模量、应力应变等特性可不考虑,各种材料特性的具体数值见附表。3.4.2 材料的具体规格,材料的规格非常繁多,各个钢厂根据材料化学成分和加工工艺的不同,将材料分为不同的规格,下面以宝钢材料为例: a)冷连轧低碳钢板:DC01(一般用途),DC03(冲压用),DC04(深冲压),DC05(特深冲压),DC06(超深冲压
9、)。b)冲压用冷连轧钢板:BLC(一般用途),BLD(冲压用),BUSD(深冲压),BUFD(特深冲压),BSUFD(超深冲压)。c)热连轧钢板:SPHC(一般用途),SPHD(冲压用),SPHE(深冲压)。d)热镀锌钢板:DC51D+Z(一般用途),DC52D +Z(冲压用),DC53D +Z(深冲压),DC54D +Z(特深冲压),DC56D +Z(超深冲压)。e)电镀锌钢板:BLCE+Z(一般用途),BLDE+Z(冲压用),BUSDE+Z(深冲压),BUFDE+Z(特深冲压),BSUFDE+Z(超深冲压)。f)高强度钢板。B170P1(冲压用),B210P1(一般用途),B250P1(结
10、构用),B180P2(一般用途),B220P2(结构用)。3.4.3 材料的尺寸规格a)公称厚度,宝钢2003年6月发布的标准中,推荐的冷连轧钢板及钢带公称厚度有:t=0.3,0.35,0.4,0.45,0.5,0.6,0.7,0.75,0.8,0.9,1.0,1.1,1.2,1.5,1.75,2.0,2.5,3.0,3.2,3.5,车用热轧板从1.2mm到3mm以上都有,热轧板厚度误差依次从0.1-0.26不等。b)宽度,冷轧板宽度从700mm-1850mm(切边)不等,热轧板宽度从650mm-1850mm(切边)不等。3.4.4 材料表面质量规格3.4.4.1 按材料边缘状态分类: a)
11、EC 切边b) EM 不切边3.4.4.2 按轧制精度分类: a) PT.A 普通厚度精度b) PT.B 较高厚度精度3.4.4.3 按材料表面质量区分为:a) FB(较高级的精准表面)b) FC(高级的精准表面)c) FD(超高级的精准表面)3.4.4.4 按材料表面结构区分为:a) D(麻面)b) B(光亮表面)3.4.4.5 按不平度精度分为:a) 普通不平度精度 PF.Ab) 高级不平度精度 PF. B3.4.5 宝钢材料规格的标注举例: 冷轧板EC DC03-D-FB-Q/BQB403-2003 2.0PT.A-PF.B- Q/BQB401-2003热轧板EC SPHC-FB-Q/B
12、QB402-2003 2.0PT.A-PF.B- Q/BQB401-2003EC:切边; DC03或SPHC:材料性能规格;D:麻面;FB:较高级的精整表面;Q/BQB403-2003或Q/BQB402-2003:产品的规格标准和时间; 2.0:料厚; PT.A:普通厚度精度;PF.B:高级不平度精度; Q/BQB401-2003:包装标准及时间(注:红色部分必须标注)。3.5 材料的选用原则3.5.1 材料强度特性的选用原则,材料的选择首先要满足零件的强度要求,而材料的强度和延伸率又是相对应的,强度越好,延伸率越低,延伸率太低又会造成零件成型困难,所以在选用材料时要综合考虑零件对强度和延伸率
13、的要求。对厚度超过1.8mm的零件建议尽量用热轧板等,这样能提高零件的强度。3.5.2 材料外观特性的选用原则a)外观件,外观件选用表面质量较高的材料,如侧围、翼子板、车门外板等零件,表面质量要求:FC(高级的精整表面),PF. B(高级不平度精度),B(光亮表面)。b)内部结构件,内部结构件选用表面质量比较低材料,如前后地板、车门内板、侧围内板以及其他的一些结构件,表面质量要求:FB(较高级的精整表面),PF. A(普通不平度精度),D(麻面)。Q/BQB403-DC06-B-FC0.7-PF.BCM8侧围外蒙皮Q/BQB403-DC03-D-FB0.8CM8前地板3.5.3 材料尺寸的选用
14、原则:材料的厚度选用要根据零件的性能要求而定,太薄不能满足强度要求,太厚又增加了成本和车身重量,所以料厚选取一定要适中。 理论上钢厂可以生产各种厚度规格的材料,但在实际生产中,宝钢主要生产以上规格的冷轧板,在选用宝钢材料时尽量选用上述规格的材料,另外热轧板厚度误差比较大,选材料前要考虑好材料的偏差走向。如果由于特殊情况必须选用其他厚度规格的材料,在设计前必须先确认材料供应商是否生产该规格的材料。5 白车身各部分材料选用原则及举例5.1大型外观覆盖件材料的选用。大型外观覆盖件主要包括侧围外蒙皮、车门外蒙皮、翼子板、前罩板外板,和顶盖等,这类零件外形尺寸大,形状复杂,外观质量要求高(除顶盖外均为A级面),一般选用拉延性能比较好的冷轧薄钢板,面包车以及微型轿车等低档车,一般选用宝钢生产的DC04冷轧钢板,如果形状特别复杂(比如侧围,顶盖等)可以选用宝钢生产的拉延性能更好的DC06冷轧钢板,对于中档以上轿车或者部分经济型轿车,大型外观覆盖件(除顶盖外)一般选用防腐蚀性能良好的镀锌钢板(例如CV7车门选用BUSDE+Z(t=0.75, 0/35))。 cv7侧围外蒙皮(DC06,t=0.8) cv7前门外蒙皮(BUSDE+Z(t=0.75, 0/35))零件名称规格表面质量侧围DC06或DC04t=0.8B(光亮表面