汽车白车身设计规范

1汽车白车身设计规范1.范围本标准归纳了[BIW]白车身结构设计的一些基本方法和注意事项。本标准适用于长春宇创公司白车身结构设计及检查。2．基本原则2.1白车身设计是一个复杂的系统并行设计过程，要彻底地摒弃孤立地单个零件设计方法，任何一个零件只是其所处在的分总成的一个零件，设计时均应考虑其与周边相关零部件的相互关系。评注：周边造型匹配[面差、分缝影响外观]；周边安装匹配[焊接装配、安装件的连接、安装空间]2.2任何一种车型的白车身结构均可按三层板的设计思想去构思结构设计，即最外层是外板，最内层是内板，中间是加强板，在车身附件安装连接部位应考虑设计加强板。评注：结构的强度、刚度与横截面积有关系，与周边的展开的周长也有关系，“红旗3”轿车的一个宣传点就是其前防撞横梁为六边型。2.3所设计的白车身结构在满足整车性能上、结构上、四大工艺[冲压工艺、焊接工艺、涂装工艺、总装工艺]是否比参考样车或其他车型更优越，是否符合国内（尤其是客户）的实际生产状况，以便预先确定结构及工艺的改良方案。2.4白车身在结构与性能上应提供车身所需的承载能力,即强度和刚度要求。3．冲压工艺要求3.1在设计钣金件时，对于影响拉延成型的圆角要尽可能放大，原则上内角R≥5，以利于拉延成型；对于折弯成型的圆角可以适当放小，原则上R≈3即可，以减小折弯后的回弹。１）板件最小弯曲半径最小弯曲半径见下表：最小弯曲半径（R）、最小直边高度（h）、最小孔边到弯曲半径R中心的距离（L）值行业标准材料弯曲半径（R）、直边高度h、距离L冷轧板、镀锌板弯曲半径R≥2t直边高度h≥R+2t距离L≥2t优先使用标准冷轧板、镀锌板弯曲半径R≥3t2FR２）弯曲的直边高度不宜过小，其值h≥R+2t。见上表。３）弯曲边冲孔时，孔边到弯曲半径R中心的距离L不得过小，其值L≥2t。见上表。４）圆角弯曲处预留切口。褶皱５）凸部的弯曲避免如a图情形的弯曲，使弯曲线让开阶梯线如图b，或设计切口如c、d。r≥2tn=rm≥2tk≥1.5tL≥t+R+k/2abcd3.2在设计钣金件时，考虑防止成型时起皱，应在适当的地方（如材料聚集处）布置工艺缺口，或布置工艺凸台、筋。3.3孔与孔，孔与边界距离应大于2t，若在圆角处冲孔，孔与翻边的距离应大于R+2t。开孔时尽量不要开在倒角面上，以避免模具刃口早期磨损。正冲孔孔径与最大倾斜角拉深件或弯曲件冲孔的合适位置3穿破件的构型原则当在一道工序中用冲切法制成90°的弯边时，选材要注意材质不宜太硬，应在弯边位置设计工艺切口，防止折角处破裂。R≥2tA≥3A-B≥0.5L≥t+R+K/2K≥2ta图b图最小冲孔直径及最小边长冲孔件的最小冲孔直径或方孔的最小边长t—材料厚度标准材料行业标准冷轧板d≥1.3ta≥1.2t优先使用标准冷轧板d≥3ta≥5t评注：回弹处理：1、放出回弹补偿[注塑件放出缩水量]2、小的回弹卡具强行固定后焊接，虽然有点内力，但在烤漆阶段能够局部消除起皱通常在拉延方向上有扭曲的结构拉延造成积料或过程中的扭曲起皱处理：1、工艺筋2、翻边折弯开工艺缺口，将褶皱部位去掉，问题主要出现在焊接边4最小孔边距和孔间距冲孔件的最小孔边距和孔间距C简图：材料厚度t行业标准C≥2.5tC≥2.5tC≥2.5tC≥2.5t优先使用标准C≥7.5tC≥6tC≥7tC≥5t另外：对于拉延件L最小值也应Ｌ≥5t为宜。3.4三面或多面交汇的尖角处在倒圆时应尽量倒大成球形。冲切件的构型原则１）冲切件的形状应尽量简单，尽量避免冲切件上的过长的悬臂、凹槽。如下表：冲裁件上的凸出悬臂和凹槽的最小宽度At—材料厚度优先使用标准一般钢A≥3t２）冲切弃料少，以减少料的浪费5３）冲切缺口原则冲切缺口应尽量避免尖角，如下左图所示，应改为如下右图所示。左图右图一般R≥1t,优先使用标准R≥3t(t─材料厚度)4．焊接工艺要求4.1焊接搭接边重叠部分的宽度一般在10~15mm为佳，最少不得小于8mm；4.1.1点焊通常采用搭接接头和折边接头,接头可以由两个或两个以上等厚度或不等厚度的工件组成。在设计点焊结构时，必须考虑电极的可达性，即电极必须能方便地抵达工件的焊接部位。同时还应考虑诸如边距、搭接量、点距、装配间隙和焊点强度诸因素。单排焊缝最小搭边尺寸（mm）搭接形式薄件厚度/mm平板搭接：最小搭边尺寸/mm折边搭接：最小搭边尺寸/mm0.812141.012141.214161.516182.018202.520223.022243.52325注:搭边尺寸不包括圆角半径(其根部尺寸一般等于板厚),重要结构焊缝宜采用较大搭接量。4.1.2钣金件凸焊基本要求:4.1.2.1焊接空间充足时,钣金件焊接位置深度b大于相应凸焊螺母及凸焊螺栓帽高度c的情况下,凸焊平面及凸焊竖直空间直径a不小于35；4.1.2.2焊接空间不足时,钣金件焊接位置深度b小于相应凸焊螺母及凸焊螺栓帽高度c的情况下,凸焊平面不小于凸焊螺母或凸焊焊栓帽外轮廓直径时，可以实现焊接。4.1.2.3凸焊螺母及凸焊螺栓中心距离板件边缘应小于450mm（焊钳深度）。R6凸焊螺母、凸焊螺栓焊接需用最小板件直径尺寸（mm）（不包括圆角）焊件名称凸焊螺母凸焊螺栓图例焊件规格M6M8M10M127/16’M6M8bc时，焊接面直径a16192228281920焊件高度c568101022bc，且b30时，焊接面直径aa≥35bc，且b30时，焊接面直径aa≥28反凸台焊接,且b30时，焊接面直径aa≥35反凸台焊接,且b30时，焊接面直径aa≥28注：实际焊接时应与实际焊接设备匹配4.2考虑焊接工艺时应考虑焊枪的接近性。4.3对于无法焊接的内板，可以考虑开焊接工艺过孔，一般要求Φ30以上;4.4对于无法点焊的部位，可以考虑二氧化碳保护焊或塞焊;4.5考虑布置焊接工艺孔。4.6焊点凹窝或凸台－便于手工焊接【焊接间隙与焊点数量】4．7焊接顺序的优化－B柱内板与地板边梁点焊，外板后焊接。4．8定位销与预搭扣的应用5.装配工艺要求5.1考虑零部件装配时装配工具的接近性；评注：简单的方法就是将工具数模调进来来模拟一下，并5mm以上的间隙，保证不要干涉。5.2考虑零部件自身安装或拆卸的方便性；5.3对于安装工艺过孔，应考虑做成翻边孔，以增加零件本身的刚度，以及不伤手和工具。6.涂装工艺要求6.1考虑在侧围下部和车门最下部开漏液孔；76.2在地板总成低洼处考虑布置漏液孔。评注：车身结构设计要评价涂装工艺性，否则工艺性不好，会造成无法排液1、电泳过程为：碱水洗－水洗－酸洗－水洗－表调－水洗－磷化－水洗－清水洗－电泳－水洗－清水洗2、电泳过程要保证液体能够排出、排净，就要在车身结构设计中考虑开漏液孔3、漏液孔开在什么位置，如何检查3.1漏液孔通常开在封闭区域的最低位置，如地板、车门等相对封闭的能够积液的区域的底部。3.2有些地方的加强筋的沟、槽部位也会积液，但不适合开漏液孔，要控制深度和倒流引导的斜度。3.3电泳的吊具通常能够前后左右有大约15度的摆动角度，便于沟槽中的液体排除，做设计时要跟生产厂家的涂装工艺人员沟通。3.4CATIA数模中做涂装工艺性检查：将装配好的数模调整到正视图角度，平视漏液孔的位置是否在Z负方向的最低点；在视图中模拟电泳吊具的动作旋转一定的角度，看一下沟槽中的液体是否能够排出[当然至少沟槽的斜面口端至少低于槽的底面液体才能完全排出]3.5由于电泳的液体的相对于水具有一定的粘度，漏液孔的大小必须不少于一定的尺寸，液体才能够排出。4、喷完漆之后烤漆，好象能够消除一部分焊接时产生的内应力和刚性增加【烘烤硬化钢板】5、涂装完后，一些小的间隙里面都浸满了漆，起到了密封作用，大的间隙还需要涂密封胶（有的是在电泳之后喷漆之前做）。7．轻量化设计要求7.1选取轻量化材料7.1.1在满足强度和刚度的前提下，选取较薄的料厚；7.1.2在满足强度和刚度的前提下，选取塑料材质；7.2采用轻量化结构7.2.1在大于50x50mm的区域内布置加强凹坑，并挖孔；评注：大于50x50mm的区域刚性较弱，是否布置加强凹坑为了加强，挖孔防止过强而造成别的部位薄弱。我在原公司的时候，轻型卡车由于用户超载出现桥壳断裂的问题，后来车桥厂将桥壳加强，紧接着就半轴套管断裂，此长彼消，摁倒葫芦起来瓢可能就是这意思。7.2.2在满足强度和刚度的前提下，考虑布置减重孔。8.结构复杂化，以求最大强度、刚度设计要求8.1车身钣金结构尽可能复杂化，在大于50x50mm的区域内布置加强凹坑、筋等特征；8.2车身钣金结构尽可能复杂化，尽可能用自由曲面[FreeSurface]代替平面[Plane]。9.节约成本—对称性设计要求8在模具设计时，两对称件是做成一套模具的，同时对称件设计也减少设计时间，故设计时应尽量考虑左右件做成对称件，或者做成大结构对称，局部特征根据需要不对称。10．节约成本—同一件设计要求对于一些零部件（如一些小的加强板，比较规则的纵横梁等），可以考虑设计成自身是关于某一面对称的，这样左右件可以使用同一件。以节约模具成本。11．密封性要求零部件设计中，要考虑车厢不应出现漏水或渗水的情况。11.1侧车门和侧围门框之间的密封条断面设计应合理，压缩量应均匀一致，一般以1/3~1/2为宜，并绘出相应的密封条断面图；11.2行李箱盖（或后背门）和行李箱盖框（或后背门框）之间的密封条断面设计应合理，压缩量应均匀一致，一般以1/3~1/2为宜，并绘出相应的密封条断面图；11.3机舱盖和相应的发动机舱密封配合板金之间的密封条断面设计应合理，压缩量应均匀一致，一般以1/3~1/2为宜，并绘出相应的密封条断面图；注：11.1、11.2、11.3中的密封条应和相关的汽车密封件厂家交流沟通，根据车身结构的具体情况，请供应厂家提供合理的相应密封条断面图，最后应予以校核确认。11.4相关的密封试验方法11.4.1按GB/T12478-1990“客车防尘密封性试验方法”，通过防尘密封性试验；11.4.2按GB/T12480-1990“客车防雨密封性试验方法”，通过防雨密封性试验。12．美观与缝隙均匀性要求12.1外观件处于高可见区，应考虑分缝缝隙的均匀性；12.2处于高可见区或可见区（如车门打开后可看见的侧围区域）应考虑美观要求，面应光顺，不应出现面扭曲面的情形。13.白车身组成白车身由前围焊接总成、地板焊接总成、左/右侧围焊接总成、后围焊接总成、顶盖焊接总成组成。13.1外覆盖件设计13.1.1白车身外覆盖件由翼子板、侧围外板、车顶外板组成;13.1.2边界条件：前舱盖、前后车门、门框密封条、后行李箱盖，后行李密封条、侧围附件及总布置的9硬点报告等;13.1.3设计过程第一步：熟悉效果图，领会造型师设计意图和造型风格。分析各部分安装结构及实现的可能性。如结构不能实现或有疑问，则立即反馈给造型师，让造型师修改造型或作出解释。第二步：熟悉油泥模型、熟悉参考样车零件，注意其安装形式、壁厚以及与边界搭接关系。第三步：确定结构分块及固定方式、确定主断面、硬点。硬点：主断面、造型面、安装点、门框密封条、后行李箱密封条、后行李箱盖、侧围附件等。固定方式：翼子板安装方式主要在翼子板内板、加强板和轮罩上，螺栓安装。侧围外板、车顶外板通过和内板焊接固定在白车身上。第四步：确定材料、料厚、成型方式、拔模方向、安装结构。第五步：结构设计a）根据翼子板硬点设计它的固定孔；根据密封结构和断面设计侧围外板和车顶外板的焊接边。翼子板的固定孔应合理分析在该零件的周围，不应集中在同侧，固定孔一般选择可调节的腰型孔；与分块线相关的棱角倒角R1～R5，以不加大整车的分块线宽度，和相邻分块线均匀为原则。b）要点门框密封条（第二道密封），侧密封条（第一道密封）的安装面一般由侧围外板设计人员先确定好，门的设计人员应在此安装面基础上根据相应的密封条结构形式偏移一定的距离来设计密封配合面。铰链及锁扣安装面一般应先由开闭件（门）确定，然后再设计此安装面周边的相邻结构。门控开关的安装面一般应先由开闭件（门）确定，然后再设计此安装面周边的相邻结构。外