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1、轿车车门主断面设计流程前言II1范围12术语13车门主断面的设计流程14车门主断面表达的内容3为了使*汽车技术有限公司汽车车门的设计过程规范化，我们参考了国内、外 汽车设计行业对车门设计流程主要的技术要求，结合本公司已经开发的车型的经验，编制 了轿车车门主断面设计流程。目的在于对本公司设计人员在车门设计过程中起到指导 作用，提高效率和水平，从而满足客户要求，以达到提高工作效率，降低设计成本的预期 效果。本设计指导书将在本公司所有车型的车门设计中贯彻实施，并在实践中进一步修改、 补充、完善、提咼。轿车车门主断面设计流程1范围本标准规定了 *汽车技术有限公司车身中心开闭件部开闭件主断面的设计方法
2、和流程。本标准适用于乘用车闭合件包括前后车门，侧拉门，后背门，前机盖和行李箱。本标准不适用于商用车，摩托车。2术语车门结构设计主断面工程可行性分析车门主断面设计是汽车车身设计中的重要坏节，它贯穿于整个汽车车身设计开发过程中， 从车身油泥模型制作开始到车身结构设计完成的整个过程中，它是车身工程可行性分析的 重要手段和指导车门结构设计的重要依据；车门主断面定义了零件之间的结构断面形式 以及装配、焊接、密封、涂胶等关系。3车门主断面的设计流程图1所示为汽车车身主断面设计流程图。在进行车门主断面和车门结构设计时，首先要 选择一款合理的标杆样车，这样会给设计工作带来许多好处。选择标杆样车的原则是： 车门
3、结构形式借鉴意义较人；造型风格类同；车型、档次类同。为了使车门主断面和 结构设计工作更加顺利、可靠地进行，一般先对标杆样车进行逆向建模，建模内容包扌舌三 维数模与二维主断面；在定义车门主断面位置时，标杆样车和新车型主断面的位置一定要 协调一致。以建立的三维数模与二维主断面为依据，对标杆样车进行各种性能评价，如标 杆样车的整体扭转、弯曲刚度分析，车身接头部位的刚度分析、车门门洞部位的刚度分析, 车身骨架关键部位封闭断面的封闭面积、转动惯量系数的计算，这些部位主要包括：A、B、 C、D柱断面、门槛断面、顶盖侧|制断面、前后风挡断面等，这些部位断面的封闭面积、转 动惯量系数的大小将极人地影响着整个白
4、车身的刚度好坏。根据计算出白车身各个部位的 封闭面积、材料面积、转动惯量系数的犬小，就能判断出标杆样车的刚度分布状况，找出 白车身刚度过剩和不足的部位，在新车型设计时，对原车刚度不足的部位进行加强设计， 对原车刚度过剩的部位进行削弱设计，使新设计的车身具有一个良好的刚度分布状态。除 对标杆样车进行刚度分析外，还应对标杆样车进行正碰、侧碰、追尾碰撞、低速正碰、翻 滚压顶的CAE分析，根据国家碰撞法规，判断车身结构的耐碰撞性，并根据标杆样车的碰撞 CAE结呆，来指导新车型的车身主断面和结构设计(2)(3)。标杆样车主断面图1车身主断面流程图在整个车身开发流程中，主断面设计始于车身的油泥模型的制作过
5、程中，在油泥模型 的制作过程中，要进行油泥模型的工程可行性分析，主断面是工程可行性分析的有力工具 之一。在油泥模型制作初始阶段，应在模型关键位置和危险断面，提取一些断面数据，然 后输入CAD软件之中，进行相关内容的分析，如结构可行性分析、运动干涉分析、装配可 行性分析、焊接可行性分析、冲压可行性分析等内容；为了更加准确地进行上述分析，可 以采集车身油泥模型的表面数据，建立汽车车身CLASS-B表面模型，进行车门表面三维数 据的工程可行性分析，进行初始的工程可行性分析后，就形成了第一版的新开发车型的主 断面数据，并作为今后车门三维结构设计的依据：在以此车门主断面为依据进行车门三维 结构设计的过程
6、中，会发现一些结构设计不合理、实现困难甚至无法实现的问题，这样反 过来就要修改有关的断面数据，使之符合三维结构设计要求，通过反复修改主断面设计和 三维结构设计的相互关系，就能使主断面设计与三维结构设计匹配、协调地进行，形成用 户满意的最终主断面，完成车门主断面的设计工作。3主断面的位置与主断面的清单在进行车门主断面详细设计前，必须先定义好车门主断面的数量、相应的位置与方位， 而且要充分定义好主断面所要表达的内容和主断面的排列顺序，然后形成车门主断面清单; 这些内容必须与用户进行反复协商与讨论，取得共同一致的意见并形成相关的技术文件， 作为今后工作的依据。图2所示是车门主断面的分布图。4车门主断
7、面表达的内容下面将针对汽车车门的设计特点，详细介绍一下车门主断面的设计方法与所要表达的 内容：4.1 车门主断面的设计基本要素4.1.1断面基准定义因车门CLASS-A表面是呈现汽车车身外表面形状与尺寸的表面，因此，对汽车外覆盖件、 外装饰件而言，外表面就是这些零件的基准面：而对内覆盖件而言，内覆盖件的设计基准 面是加工该零件拉延模的凸模表面。在主断面图绘制时，要求基准面不仅有倒圆角信息， 而且带有理论交点信息；而非基准面不带理论交点，只带倒圆角信息。4.1.2寒件焊接面之间的圆角半径定义图3所示是两零件焊接面之间的圆角半径定义关系图，为了使两焊接零件在圆角处不产 生干涉，使焊接面能正常贴合，
8、内外板金件的圆角一定要合理定义。当R115mm时， R2二Rl+2mm；当 15VRlW30mm时，R2二Rl+3mm：当Rl30mm时，R2二Rl+5mm。4.1.3门洞法兰面相关參数的定义如图4所示是B柱断面结构图，图中L1为板金件内外板边缘线的落差值，该值应定义为 lmm.理由是以侧閑外板密封条安装面的边缘线为安装密封条的基准线，考虑到板金件冲压 修边线制造误差和焊接装配误差，保证侧I制外板、B柱内板、B柱加强板焊接后，侧|韦|外板 密封条安装面的边缘线始终是这些零件的最外缘边，避免这些板金件焊接后的边缘线参差 不齐，影响门洞密封条的安装精度；L2为侧闱外板门洞法兰面的宽度，该宽度一般定
9、义为 15-18nun,该尺寸主要考虑焊接要求，密封条安装要求等因素：圆角R1般定义为3-6血， 该尺寸主要考虑冲压、焊接工艺要求与安装密封条的要求：a为B柱侧面的斜角，一般定义 为人于4。，主要考虑冲压工艺要求和保证适当的断面封闭面积。4.1.4包边结构相关參数的定义图5所示为车门包边结构参数图。4.2关键车门主断面详解4.2.1前门、侧围上部、顶盖关系主断面如图6所示是前门、侧闱上部、顶盖关系主断面，该主断面所表达的内容如下:图6前门、侧|韦|上部、顶盖关系主断面 该断面表示侧I韦I外板、顶盖、顶盖侧梁、顶盖侧梁加强板、顶棚、前门门框上部结 构、门洞密封条、门框密封条、玻璃导槽、流水槽装饰
10、条之间的装配关系。 流水槽处的结构设计，该处的设计基准是侧闱在流水槽处的分缝线，在侧闱流水槽 处的分缝线位置，做侧【韦I断面线的切线和法线，这两条线就是设计流水槽的基准线。侧【韦I 的侧边线是根据侧闱在分缝线处的法线来确定的，侧边线一般与法线往里成0-20的角度, 角度值要根据侧圉断面的形状来做出判断，主要考虑的内容是该断面的封闭面积和转动惯 量系数人小：同时要满足冲压工艺和焊接工艺的要求。顶盖侧的侧边线是根据顶盖在分缝 线处的垂直线（Z轴方向）来确定的，侧边线一般与垂直线往外成5-10的角度，主要考虑 的内容是断面的结构尺寸、冲压工艺、焊接工艺等。流水槽底边线一般考虑与侧闱切线或 顶盖切线相
11、平行，这主要决定侧I制和顶盖之间的位置、形状关系。流水槽底边的宽度一般 要保证在22mm以上，主要决定于焊接的工艺水平（手工焊接、机器人焊接）、焊枪的直径 人小（16mm）。流水槽深度一般定义为主要考虑安装流水槽装饰条的 结构可行性，应与生产装饰条的供应商密切配合来完成此项工作。从人的视觉和流水槽功 能看，流水槽在侧I制侧的分缝线应高于在顶盖侧的分缝线0-5mm,尺寸的测量方向是沿车门 整车坐标系的Z轴方向。 侧闱与前门门框上部的结构设计。侧闱与前门门框上部的分缝线间隙一般定义为 3-6mm,具体要根据车的档次、制造工艺水平、车型的造型风格、形状变化等综合来确定。 该部位的设计基准是前门玻璃的
12、中心面，侧闱部分的分缝线。在侧I制分缝线处做一条与玻 璃中心线的垂直线，玻璃中心线和该垂直线作为该断面的设计基准线。该断面的关键尺寸 如下：门洞密封条安装面与玻璃面平行，门框密封面与门洞密封条安装面平行，并保证相 应的距离，一般定义为12-16mm,主要参考密封条的断面尺寸和密封条的压缩特性，如果采 用一道密封且在门洞上密封，密封条压缩量一般定义为6mm；如呆采用多道密封且门洞密封 条作为辅助密封，则密封条的压缩量一般定义为3mm。门框表面与玻璃中心面之间的距离与 玻璃、玻璃泥槽和滚压件的形状与尺寸密切相关。如密封条装在车门门框上，则要在侧【韦I 上合理的定义密封面，密封面的形状和密封条的压缩
13、量，将极犬地影响整车的密封性能， 其压缩量一般定义为6mm。该部位的尺寸应与基准线平行方向进行标注。 门洞密封条的安装，门洞密封条的安装槽侧壁应与侧I韦I法兰安装面的边缘线应保持1-1. 5mm间隙，侧闱、顶盖边梁、顶盖边梁加强板在车门门洞上部的焊接处，法兰边宽度一 般定义为15-18mm,侧闱法兰边凸出顶盖边梁，顶盖边梁加强板法兰边lmm,其作用是侧|制 法兰边缘线作为安装门洞密封条的基准线，避免顶盖边梁、顶盖边梁加强板法兰边凸岀侧 I判法兰边，影响外观质量与密封条的安装精度。 如门结构采用滚压件窗框结构，应充分考虑造型面与滚压件的匹配与协调性，如门 结构采用整体式冲压门，要充分考虑玻璃导轨
14、、门外板、门内板所I制成封闭断面的封闭面 枳与转动惯屋系数，以确保门的整体强度与刚度。 应进行95%. 99%百分位男性人体模型头部包络面的分析，以确保乘客有足够的乘 坐空间和相应的舒适性要求。4.2.2前门、后门、中支柱、后门较链关系主断面如图7所示是前门、后门、中支柱、后门较链关系主断面，该主断面所表达的内容如下:图7前门、后门、中支柱、后门较链关系主断面 该断面表示前门结构、后门结构、中支柱结构、前门锁、后门较链、密封条之间的 装配关系，该断面垂直于后门较链轴线进行剖切。 该断面是在完成后门运动校核的前提下进行的，运动校核包括如下内容：前门、后 门之间的间隙、后门前包边处与后门较链体之间
15、的间隙、后门前包边处与B柱之间的间隙。 后门开度一般定义在60 -70之间；在后门开启过程中，这些间隙应人于3mm以上。 该断面的设计基准是前、后门的CLASS-A面、门分缝线、前后门的门洞密封面；前后 门洞密封面在Y轴方向应尽量保持一致，否则会影响前门护板、中支柱卞护板、后门护板的 造型协调性。 前门门框与B柱、后门门框与B柱之间的所有间隙应大于8mm,主要考虑车门关闭过程 中的过行程，车门使用过程中的下沉量，车门、门洞、B柱的变形等因素。门洞密封条与门 护板之间的距离应人于6mm,主要考虑车门总成的制造装配误差、变形，门洞密封条的制造 装配误差、变形以及车门骨架的制造装配误差、变形等因素，
16、防止车门关闭时，密封条变 形后碰到车门护板的凸尖部位，影响密封条的使用寿命。 密封问题，如采用门洞单道密封，密封条装在侧用门洞法兰面上，法兰面宽度一般 定义为15-lSmmo法兰面宽度要考虑焊接工艺要求和密封条装配稳定性要求。侧I制门洞法兰 面与车门密封面之间的距离一般定义为12- 16mm,其值应根据密封条的断面形状、压缩屋特 性等方面考虑，其密封条的压缩量为6mm：如果采用双道密封，则门洞密封为次密封，其密 封条的压缩屋为3mm,而门框密封为主密封，其密封条的压缩量为6mm,门框密封条的装配 应满足密封条的最佳装配位置，保证密封条安装面、密封条唇与饭金件有良好的配合关系。 为了确保前门内板、后门内板、B柱的冲压工艺性，车门内板的较链
