側(cè)圍設(shè)計(jì)指南

1、奇瑞 S12項(xiàng)目白車身設(shè)計(jì)指南（側(cè)圍部分） 汽車工程研究院.車身部車身科.側(cè)圍室2005年03月目 錄一 總述1二 概念設(shè)計(jì) 2一） 側(cè)圍總成部分 2二） 側(cè)圍外板部分 4三） 側(cè)圍內(nèi)板部分 7三.詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 一）工藝性 131. 沖壓工藝性 132. 焊接工藝性 173. 總裝工藝性 17 二）設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)檢查和發(fā)放19四. CAE分析對(duì)側(cè)圍部分設(shè)計(jì)的影響19一總述 首先在設(shè)計(jì)側(cè)圍部分，側(cè)圍通常是作為周圍部件的基準(zhǔn).尤其是側(cè)圍外板，胸中有個(gè)概念就是明了側(cè)圍外板在整個(gè)BIW設(shè)計(jì)中的領(lǐng)導(dǎo)地位，在設(shè)計(jì)中不要輕易地更改.因?yàn)樗苯佑绊懼T的開啟,以及整個(gè)車身的焊接關(guān)系和順序.而且這個(gè)件不管是

2、在設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段還是在模具的設(shè)計(jì)制造階段，所占的開發(fā)設(shè)計(jì)周期都是最長(zhǎng)的，直接影響決定著整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度。所以在設(shè)計(jì)初期階段，與之相配合裝配的部件（如前后門鉸鏈，接觸開關(guān)等）的布置就顯的尤為重要，不能因部件布置的更改而頻繁的要求側(cè)圍相應(yīng)部位的改動(dòng)。除此之外另外的一個(gè)最重要的因素我想就是整車A_CLASS_SURFACE的確定，在做造型的時(shí)候，雖說造型設(shè)計(jì)師只關(guān)心外觀表面的美感，但不能完全不考慮工藝方面的要求。造一個(gè)生產(chǎn)實(shí)施不了的型，只能說是概念造型，最終產(chǎn)品是要付諸生產(chǎn)的，生產(chǎn)工藝實(shí)現(xiàn)不了，再Wonderful 造型也沒有用，這個(gè)問題在后面會(huì)提到。 側(cè)圍內(nèi)板的設(shè)計(jì)工作主要以外板和截面線為基準(zhǔn),然

3、后考慮到焊接關(guān)系,使側(cè)圍有較好的強(qiáng)度.內(nèi)板也有一個(gè)重要的功能就是TRIM的安裝,它是內(nèi)CLASS A的參照基準(zhǔn).所以其大的型面初步確定以后,也不可做大的改動(dòng),否則TRIM的設(shè)計(jì)將要重新開始.二 概念設(shè)計(jì)（Concept Design）構(gòu)件一） 側(cè)圍總成部分構(gòu)件C柱部分B柱部分A柱部分門檻部分圖1 圖2側(cè)圍整體上可以按側(cè)圍外板總成，側(cè)圍內(nèi)板總成來劃分；也可以按圖1分為A柱，B柱，C柱，門檻等部分。這里主要說下側(cè)圍總成在焊裝方面的工藝情況。 側(cè)圍是整個(gè)骨架中的重要部件，所以對(duì)其剛性，強(qiáng)度方面有著很強(qiáng)的要求，在S12項(xiàng)目的開發(fā)初期階段，設(shè)想是把A，B，C柱的里面的加強(qiáng)板，門檻加強(qiáng)板和內(nèi)板本體先焊接，

4、形成一個(gè)封閉的框架結(jié)構(gòu)，再和本身就是一個(gè)封閉的框架結(jié)構(gòu)的外板來焊接，如圖2。如果這樣，側(cè)圍的整體強(qiáng)度，剛性就會(huì)有很好的保證。而且在焊接的過程中沒有CO2焊接,可以較好的提高焊接效率.但是這樣的構(gòu)思卻不被焊裝的工藝部門接納，他們指出，按照這樣的構(gòu)思，構(gòu)件的強(qiáng)度就會(huì)遠(yuǎn)大于構(gòu)件的強(qiáng)度，在此兩構(gòu)件焊接的時(shí)候，由于鈑金沖壓，焊接等方面的制造偏差構(gòu)件就有被構(gòu)件強(qiáng)制拉變形的可能。而且他們舉出S11在初期階段就有類似的問題。鑒于此種考慮，就按照焊接工藝部門的建議重新設(shè)定了側(cè)圍的焊接工藝。二） 側(cè)圍外板部分TYPICAL SECTION圖3 S12 側(cè)圍原始版線框數(shù)據(jù)因?yàn)閭?cè)圍基本上不存在借用，通用的問題，它主要

5、是受造型的影響。一個(gè)新車型的造型一旦確定下來，其側(cè)圍大體輪廓也就差不多定下來了，而其它的部分的結(jié)構(gòu)就受與之配合部件的制約。 如果新車型的 CLAY DODEL 出來后，就可以通過掃描或者其它的途徑得到其相應(yīng)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過點(diǎn)云和CAS這兩組數(shù)據(jù)，外表面的A_CLASS_SURFACE的構(gòu)建工作就可以開始了。在此工作開始之前，就可以依靠CAS數(shù)據(jù)，通過線條的抽取，移動(dòng)等一系列的操作來得到如上圖3的側(cè)圍外板的線框數(shù)據(jù)。而以上的線框數(shù)據(jù)中包含截面一系列的TYPICAL SECTION，這些TYPICAL SECTION 是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的LAYOUT 初期階段在其他車型的TYPICAL SECTION的

6、基礎(chǔ)上修改得到的，即使這樣，這些TYPICAL SECTION 也只是一個(gè)參考，事實(shí)上，現(xiàn)在S12產(chǎn)品的TYPICAL SECTION 已經(jīng)和原始布置的TYPICAL SECTION 有很大的差別。根據(jù)原始的TYPICAL SECTION ，抽取，移動(dòng)CAS數(shù)據(jù)上的線條就會(huì)有一定的指導(dǎo)方向了，這其中得花費(fèi)相當(dāng)一部分時(shí)間，從后期的工作看來，這個(gè)階段的線框數(shù)據(jù)的構(gòu)建對(duì)后續(xù)的工作有著至關(guān)重要的作用，因?yàn)檫@些線框就是以后3D中曲面的構(gòu)建依據(jù)。 下面來談?wù)勗谡麄€(gè)側(cè)圍乃至整個(gè)車身設(shè)計(jì)中占有主導(dǎo)地位的 B-R-LINE 。B-R-LINE B-R-LINEBELT LINE 圖2.2.1.15 S21減震器

7、座本體拐角3拐角2拐角1拐角4圖5 B-R-LINE LEFT_VIEW圖4 B-R-LINE FRT_VIEWB-R-LINE 通俗點(diǎn)講就是我們所熟悉的前后兩門洞的焊接邊上的兩條棱線，如圖4。該B-R-LINE 的雛形可以從整車的初期的布置（LAYOUT）數(shù)據(jù)上得到，至于在布置階段B-R-LINE是如何得來的，就受很多布置方面的限制，如H點(diǎn)的布置；人出入的方便性；安全帶的布置等等。這里還涉及到BELT-LINE的概念，所謂BELT-LINE 就是在外表面上前后門窗框處出現(xiàn)的棱線，如圖4所示。首先我們從布置數(shù)據(jù)上得到B-R-LINE ，就可以來大體上檢查該數(shù)據(jù)的合理性?？蓪⒃揃-R-LINE

8、置于 LEFT_VIEW，如圖5。檢查自BELT-LINE以下的部分是不是在一個(gè)平面內(nèi)，好的B-R-LINE數(shù)據(jù)此部分應(yīng)該是在同一個(gè)平面內(nèi)的，這樣做的目的主要是考慮前后門內(nèi)板的制造工藝性。BELT-LINE上面的部分倒是沒有嚴(yán)格的要求。因?yàn)橐ＷC有足夠的焊接空間，此B-R-LINE的間隙值有個(gè)參考值，S12的該數(shù)值是14.5mm。再根據(jù)LAYOUT上的情況，結(jié)合其它的情況來修改該B-R-LINE 的某些局部，如幾個(gè)拐角處的圓弧R值，如圖4。原則上講，為了有更好的出入的方便性，拐角1和拐角3的R值要盡可能的小；而受前后座椅的影響，考慮制造的工藝性，拐角2和拐角4處的R值要盡可能的大。但是實(shí)際上這

9、幾個(gè)R值會(huì)受到前后門玻璃升降系統(tǒng)，內(nèi)飾護(hù)板等因素的影響。在S12項(xiàng)目的設(shè)計(jì)上，拐角2處的R值就經(jīng)過多次的更改。三） 側(cè)圍內(nèi)板部分 1. 主要組成部件及基本功能1. 1主要組成部件（如圖6）圖6 側(cè)圍內(nèi)板總成圖 如圖1所示，側(cè)圍內(nèi)板總成主要包括：側(cè)圍內(nèi)板，側(cè)圍內(nèi)板補(bǔ)片，C柱加強(qiáng)板，輪罩內(nèi)板，輪罩加強(qiáng)板，門檻加強(qiáng)板，后安全帶加強(qiáng)板等。1.2 主要部件的基本功能 （1）.側(cè)圍內(nèi)板可以將外板和加強(qiáng)板及內(nèi)板連接起來，很好的起到加強(qiáng)車身 骨架的作用，并且安裝多數(shù)的內(nèi)飾件。（2）.門檻加強(qiáng)板是側(cè)圍重要的加強(qiáng)部件之一，其可以較好的吸收側(cè)碰和前 碰的能量，也可以較好的防止車身的扭曲變形。 （3）.C柱加強(qiáng)板能較

10、好的吸收后碰的能量，能較好的支撐后背門的重量。（4）.輪罩內(nèi)板保證輪胎在一個(gè)較適合的空間運(yùn)動(dòng)外，還可以將車身內(nèi)部形 成一個(gè)較封閉的空間，防止外界的水和石沙侵入車內(nèi)。（5）.輪罩加強(qiáng)板的主要連接了輪罩內(nèi)板、側(cè)圍內(nèi)板和后地板，使車身后部 得到了加強(qiáng)。2. 設(shè)計(jì)過程2.1 SECTION 驗(yàn)證 TYPICAL_SECTION可以大致表現(xiàn)各個(gè)件的搭接關(guān)系，是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和基準(zhǔn)，截面的形狀直接影響了以后的車身的模態(tài)和剛度。 由于S12的目標(biāo)是出口歐洲和北美，所以其強(qiáng)度及舒適性要達(dá)到較高的水平。 正是由于這種狀況，我們參照了S11的截面以及CAE的分析結(jié)果，我們對(duì)博通提供的PACKAGE及典型截面進(jìn)行了局部

11、的修改。（見圖7）搭接關(guān)系改變截面加大 圖7 最終的TYPICAL_SECTION 至于料厚的問題，我們主要參考了S11和實(shí)際情況，只對(duì)局部件進(jìn)行了加強(qiáng)。2.2 CORNER的驗(yàn)證 對(duì)TYPICAL_SECTION分析完畢后，根據(jù)截面線的形狀和側(cè)圍外板的走向，大致勾勒出各個(gè)型面。（如圖8）CORNER圖8 側(cè)圍內(nèi)板最初型面根據(jù)截面中反映的焊接關(guān)系，及參考S11及B11的搭接關(guān)系，初步建立S12的焊接關(guān)系，也得出各個(gè)CORNER的大致連接情況。將數(shù)據(jù)處理直到不再干涉時(shí)，提交給CAE。CORNER的分析直接可以考察整車的連接強(qiáng)度，對(duì)以后的碰撞直接產(chǎn)生影響，是評(píng)價(jià)車身性能的一個(gè)重要查考點(diǎn)。根據(jù)檢查和

12、分析，可以將車身的連接情況大致反映出來，也可以較好的反映車身中的薄弱點(diǎn)，然后進(jìn)行加強(qiáng)和優(yōu)化。具體的改進(jìn)措施見第四部分。2.3 其他部件的安裝在CORNER分析完成以后，就開始對(duì)各個(gè)大面進(jìn)行優(yōu)化，此次的優(yōu)化大致將各個(gè)型面的大小及位置確定。所以，各個(gè)面之間的間距和搭接面的大小一定要進(jìn)行充分的分析，使之符合最初截面定義。接下來便是其他件的安裝了，這也是側(cè)圍內(nèi)板總成一個(gè)很重要的功能了。其主要包括車身附件的安裝以及電器的安裝。2.3.1車身附件的安裝車身附件的安裝件主要有：前后安全帶，B柱上下護(hù)板，C柱上下護(hù)板，揚(yáng)聲器護(hù)板，乘客扶手。前后安全帶的安裝點(diǎn)要首先確定，其可以作為其他護(hù)板的參照。護(hù)板的安裝除了

13、安裝處的面要較好的配合以外，其他面和護(hù)板的距離應(yīng)該保持在3MM以上，防止制造誤差帶來的裝配問題。也有利于線束的固定。乘車扶手因?yàn)閴涸陧斏w上，它對(duì)內(nèi)CLASS A有較大的影響。在附件的安裝過程中，安裝的具體參數(shù)應(yīng)該滿足車身附件工程師的要求。但在設(shè)計(jì)中，必須考慮借用其他車型的部件（安全帶，乘車扶手等）。另外板金的安裝面不可變化太大，否則容易對(duì)沖壓工藝產(chǎn)生影響。2.3.2 電器的安裝電器的安裝主要是倒車?yán)走_(dá)，和一些線束扎帶的固定孔。倒車?yán)走_(dá)主要是安裝在S12豪華車中，為了使不同的配置保持一樣的數(shù)模，在此我們也應(yīng)該考慮其空間和線束的走向。側(cè)圍內(nèi)板總成上通過的線束主要有，后牌照燈線束，倒車?yán)走_(dá)線束，天線

14、線束。總體來說，線束的安裝孔的精度不是很高，可以在一般平面上打孔，一般直徑為6.5。據(jù)線束方面的要求，線束固定孔的間距保持在200MM左右，當(dāng)然在拐角的地方，應(yīng)該適當(dāng)增加固定點(diǎn)。三.詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一）工藝性在車身的型面大致確定以后，并且經(jīng)過CORNER分析沒問題后。就要對(duì)型面進(jìn)行導(dǎo)角，因?yàn)橹挥袑?dǎo)角后的型面才能較好的判斷工藝問題。由于現(xiàn)在奇瑞公司的項(xiàng)目較多，在開始設(shè)計(jì)階段，工藝人員沒有很好的參與，導(dǎo)致后來的影響較大。在數(shù)據(jù)的檢查中也發(fā)現(xiàn)了很多問題，帶來了很大的工作量。其工藝問題主要有：沖壓工藝，焊裝工藝，總裝工藝，涂裝工藝。 1.1 沖壓工藝應(yīng)該來說，沖壓工藝反映的問題最多了。主要有：增加工藝缺口

15、，切邊有問題，導(dǎo)角過小，拉深方向問題等。具體例子見圖9、10、11、12、13、14。增加工藝缺口，防止在翻邊時(shí)被拉裂 圖9剪切邊放在側(cè)邊上，利用斜切，可以得到較好的切邊質(zhì)量,但必須添加斜切機(jī)構(gòu),增加模具成本.切在圓角上，很容易損傷模具，且容易切出毛刺。 如果結(jié)構(gòu)允許，切在翻邊上，離圓角3MM較好，一次切出來，且質(zhì)量也很好控制 圖10導(dǎo)角太小，R3增大到R5，防止開裂和起皺 圖11兩個(gè)孔的成型方向與整體的成型方向不一致，必須側(cè)成型，增加工序，應(yīng)該將孔直接沖在平面上。采用凹坑吸料圖 13 圖12一般的工藝是將整個(gè)側(cè)圍外板（如圖14中的藍(lán)實(shí)線部分）繞著X軸旋轉(zhuǎn)6度（具體的情況有著不同的值）左右至圖

16、6中紅虛線的位置，再沿著Y軸負(fù)相進(jìn)行沖壓。這樣就應(yīng)該注意門檻下面一些部位的沖壓負(fù)角問題。圖 14 其他的沖壓?jiǎn)栴}也大致相同。通過對(duì)沖壓工藝問題的解決，大大的減少了制造工序，提高了制造精度，并且節(jié)約了大量的資金。1.2 焊裝工藝焊裝工藝的問題相對(duì)來說要少的多，其主要有：焊接定位，焊接翻邊，焊接順序。焊接定位問題，曾經(jīng)討論過幾次。韓國工程師的意見是：每個(gè)定位孔的方向必須平行于坐標(biāo)平面，這樣有利于精確定位。但根據(jù)我們公司的實(shí)際情況，其他車型的定位及對(duì)沖壓的影響。最后決定：所有大件的定位孔必須平行于坐標(biāo)平面，而小件和中件的定位孔可以不平行坐標(biāo)平面，但必須在某個(gè)平面上，以利于沖出較精確的孔。焊接翻邊根據(jù)

17、規(guī)劃院的要求，側(cè)圍上絕大多數(shù)的焊點(diǎn)直徑為6mm，所以焊接邊最小不可小于12mm。為了便于焊接，最好在15mm以上較好。S12的焊接順序開始完全參照S11，即外板總成，加強(qiáng)板總成，內(nèi)板總成。這樣安排的順序主要是焊接順序較明顯，夾具也好設(shè)計(jì)，沒有CO2焊接?？梢暂^大的提高工作效率。但是根據(jù)規(guī)劃院的意見：根據(jù)S11的焊接關(guān)系，其誤差累計(jì)較大，很容易出現(xiàn)焊接變形，導(dǎo)致最后難以達(dá)到預(yù)期的結(jié)果?？紤]到實(shí)際生產(chǎn)的問題，我們接受規(guī)劃院的意見，共同制定了現(xiàn)在的裝配關(guān)系樹。具體的關(guān)系樹參照公司正式發(fā)放的光盤。1.3總裝工藝相對(duì)側(cè)圍來說，總裝主要考慮到天窗導(dǎo)水管的走向問題。其走向分為前后兩條，前面的主要在A柱加強(qiáng)板

18、中間穿過。后面的一條在C柱加強(qiáng)板和側(cè)圍外板中間穿過，然后通過側(cè)圍內(nèi)板下部將水排到車外?？紤]到側(cè)圍內(nèi)板下面的翻邊太小，且在沖壓方面存在一定的困難。所以根據(jù)和車身附件工程師討論，決定采用以下方案。如圖15的安裝方式。 圖15 天窗水管安裝圖二）設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)檢查和發(fā)放數(shù)據(jù)的發(fā)放時(shí)間是直接關(guān)系到模具的開發(fā)和整車的上市時(shí)間,數(shù)據(jù)的發(fā)放也代表著車身數(shù)據(jù)的某個(gè)階段.在三維數(shù)據(jù)發(fā)放的過程中,通常要帶上二維圖.因?yàn)槎S圖中可以反映數(shù)模很多問題:焊接關(guān)系,焊點(diǎn)的分布和數(shù)量,孔的作用,大小和坐標(biāo)等等.為了保證某階段的數(shù)據(jù)發(fā)放正確,我們有必要進(jìn)行對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真的檢查.由于人力不夠等問題,我們的LAYOUT 沒有人專門去做.所以在做二維圖的過程中,作出很多截面線來顯示某個(gè)區(qū)域的搭接和配合關(guān)系.通過截面線的檢查,我們可以有效的減少干涉和配合間隙問題,