后側(cè)門三角窗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)淺析

李瑞榮

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545007

1 引言

隨著社會(huì)信息化不斷提高，人們審美心理的不斷變化，汽車的外觀造型也需要不斷迎合客戶的需求。三角窗作為汽車外造型的一個(gè)重要組成部分，其造型及產(chǎn)品設(shè)計(jì)的好壞，直接影響客戶對(duì)汽車的整體外觀感受。為迎合汽車外造型不斷變化的風(fēng)格要求，汽車整體外造型和三角窗造型都不可避免地需要進(jìn)行調(diào)整，這給三角窗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。另外，三角窗的設(shè)計(jì)不僅需讓整車造型看起來(lái)更美觀，還應(yīng)考慮其制造難度及匹配效果，在二者見做好平衡以獲取造型及質(zhì)量保證的最佳效果。

三角窗的設(shè)計(jì)除了考慮外觀效果及制造質(zhì)量要求外，還需要考慮視野及透光要求，前后門三角窗的設(shè)計(jì)，能為車內(nèi)乘客獲取各大的可視區(qū)域及更好的采光效果，很好地補(bǔ)充駕乘人員的視野要求。下文僅對(duì)后側(cè)門三角窗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析說(shuō)明。

2 后側(cè)門三角窗造型分析

2.1 后側(cè)門三角窗玻璃曲率分析

后側(cè)門三角窗玻璃的A面與其他外觀A面一樣，均由造型部門設(shè)計(jì)并提供。在進(jìn)行后側(cè)門三角窗玻璃面造型設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮將后側(cè)門三角窗玻璃面造型盡量與門窗玻璃造型設(shè)計(jì)為同曲率的同一張曲面，這樣就可以獲得一個(gè)玻璃面平順過(guò)度的視覺效果。另外考慮到玻璃的生產(chǎn)效率及成本性，玻璃應(yīng)盡量設(shè)計(jì)為單曲率玻璃或簡(jiǎn)單雙曲率玻璃。主要出發(fā)點(diǎn)為單曲率玻璃或簡(jiǎn)單雙曲率玻璃的生產(chǎn)工藝可用鋼化玻璃BT生產(chǎn)工藝，其生產(chǎn)效率最快可以達(dá)到4s/片，且合格率高。通過(guò)對(duì)后側(cè)門三角窗玻璃進(jìn)行曲率半徑分析，確保三角窗玻璃屬于簡(jiǎn)單雙曲率玻璃。

2.2 最小直邊尺寸檢查

三角窗結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)往往受到車門尺寸大小的限制，很有可能也會(huì)相對(duì)做的比較小，此時(shí)如果玻璃為單曲率玻璃和簡(jiǎn)單的雙曲率玻璃，其生產(chǎn)工藝通常為鋼化玻璃BT生產(chǎn)工藝，則玻璃的最小尺寸需要滿足此設(shè)備的最小通過(guò)要求，通常要求最小玻璃直線尺寸必須大于鋼化BT機(jī)輥距的2倍，以保證玻璃在生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì)從滾軸間掉落。具體棍距信息因設(shè)備而決定。

2.3 玻璃面與外板面間距檢查

后側(cè)門三角窗玻璃通常使用注塑包邊工藝包覆一層邊緣材料，通過(guò)包覆的材料與鈑金形成無(wú)縫匹配關(guān)系，以獲得良好的匹配關(guān)系及外觀效果?？紤]到后側(cè)門三角窗玻璃周邊包覆材料的包覆厚度、包覆材料與鈑金間的安裝間隙、鈑金的包邊或焊接厚度尺寸等相關(guān)要求，后側(cè)門三角窗的玻璃A面與鈑金A面的法向距離應(yīng)大于6.5mm。

2.4 側(cè)窗與水切對(duì)齊檢查

后側(cè)門三角窗與后側(cè)門外水切搭接區(qū)域的A面輪廓特征應(yīng)保持一致，以獲得均勻過(guò)度的外觀效果。檢查方法為將兩個(gè)零件的對(duì)接的端頭延長(zhǎng)10mm以上，通過(guò)三角窗端頭延長(zhǎng)區(qū)域與水切端頭的外觀面貼合情況判斷兩個(gè)零件過(guò)渡是否平順。如三角窗的另外一個(gè)端頭也有對(duì)齊匹配要求，其檢查方法與前端一致。

3 截面設(shè)計(jì)

后側(cè)門三角窗總成由三角形的玻璃注塑而成，裝配到車門上后，三角窗總成的每條邊與其相對(duì)應(yīng)的鈑金邊界匹配，以獲得一個(gè)無(wú)縫過(guò)度的后側(cè)門三角窗區(qū)域。因后側(cè)門三角窗的三條邊匹配的鈑金結(jié)構(gòu)均不一樣，所以三條邊的包覆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也不盡相同。下面以滾壓窗框的車門鈑金結(jié)構(gòu)來(lái)分析后側(cè)門三角窗的三邊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3.1 與車門升降窗導(dǎo)軌匹配邊截面（前邊）

后側(cè)門三角窗在此邊主要與升降器導(dǎo)軌匹配，升降器導(dǎo)軌為滾壓件，與后側(cè)門三角窗匹配段的導(dǎo)軌截面完全一致，導(dǎo)軌內(nèi)外面均較平，與后側(cè)門三角窗匹配處為圓角，故后側(cè)門三角窗在此邊的主截面可以統(tǒng)一使用一個(gè)截面。截面的主要尺寸見下圖：為減小匹配外觀，三角窗此邊的包覆外漏量需要做到盡量小，且不超出導(dǎo)軌面，以獲得良好的外觀效果及風(fēng)噪效果。在導(dǎo)軌與后側(cè)門三角窗匹配的三個(gè)側(cè)面，可以增加密封唇邊以獲得較好的密封效果。在截面的側(cè)面及底面按需求可以考慮增加密封唇邊，唇邊與導(dǎo)軌干涉配合，以保證側(cè)窗迎風(fēng)面的密封性能。

3.2 與滾壓窗框匹配邊截面（上邊）

后側(cè)門三角窗此邊主要與滾壓窗框匹配，因?yàn)闈L壓窗框的結(jié)構(gòu)與導(dǎo)槽的結(jié)構(gòu)基本一致，相關(guān)的匹配要求也一致，所以后側(cè)門三角窗這兩條邊的截面基本一樣，僅對(duì)槽深影響的尺寸進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整即可。

3.3 與門板匹配邊截面（下邊）

后側(cè)門三角窗此邊外觀需要與后側(cè)門窗框外水切匹配，所以外觀面需要做出與水切面匹配的唇邊結(jié)構(gòu)，同時(shí)還需要包覆亮面材料。車內(nèi)需要與門飾板進(jìn)行匹配以遮擋縫隙，故也需要做一唇邊與內(nèi)飾匹配。門腔體內(nèi)區(qū)域，因腔體比滾壓導(dǎo)槽及滾壓導(dǎo)軌都大，為節(jié)省材料，內(nèi)部包覆材料盡量做薄，僅在特定區(qū)域做凸筋起定位和限位作用即可。亮面鋼帶材料的包覆厚度及深度需要滿足注塑工藝尺寸要求，通常要求在2mm以上。為保證底面內(nèi)外板間隙尺寸以及支撐三角窗，需要在內(nèi)外板間焊接U行導(dǎo)槽。

4 鈑金要求

后側(cè)門三角窗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，三角窗的三個(gè)匹配面除了設(shè)計(jì)唇邊外，還需要再設(shè)計(jì)一定數(shù)量的限位凸臺(tái)，這些限位凸臺(tái)對(duì)后側(cè)門三角窗可以起到定位和限位作用。

在后側(cè)門三角窗三條邊的典型截面都確定后，結(jié)合三角窗的外造型A面，即可以做出大體的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。做出后側(cè)門三角窗大體數(shù)據(jù)之后，將對(duì)三角窗的匹配邊結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4.1 包覆材料與玻璃角度分析

包覆材料與后側(cè)門三角窗的拔模角度通常需要大于6度，一般做到10度左右。后側(cè)門三角窗的拔模角度通常按照產(chǎn)品高度最小排放，即先把玻璃放平，玻璃放平產(chǎn)品高度最小方向。如果產(chǎn)品有倒拔結(jié)構(gòu)，則需要產(chǎn)品供應(yīng)商協(xié)助分析。

4.2 三角窗與水切配合設(shè)計(jì)

后側(cè)門三角窗的外唇邊較長(zhǎng)，與本體連接的剛度較弱，在裝配和使用過(guò)程中容易翻起。為解決此問(wèn)題，需要在與水切搭接處注入一個(gè)塑料嵌塊，此嵌塊在水切裝配后被水切壓住，從而保證后側(cè)門三角窗唇邊在端頭不會(huì)外翻。

4.3 三角窗黑邊設(shè)計(jì)

為了獲得一定的遮擋效果和外觀感知效果，在三角窗玻璃上通常要設(shè)計(jì)有遮擋邊緣的玻璃黑邊及花邊，黑邊及花邊的寬度通常在5-10mm之間。

4.4 三角窗下邊尾端設(shè)計(jì)

為了讓后側(cè)門三角窗尾端看起來(lái)更美觀，通常需要在亮面長(zhǎng)度方向包覆最后2mm長(zhǎng)度的亮面，以防止在開啟車門時(shí)看到亮面切口。

為遮蓋窗框與門外板搭接縫隙，包覆上邊界需要做小唇邊，此小唇邊要求比搭接分縫高5mm以上，以滿足各零件的制造公差。

后側(cè)門三角窗尾端因?yàn)闆](méi)有鈑金結(jié)構(gòu)卡裝，容易出現(xiàn)端部與鈑金匹配離縫、翻轉(zhuǎn)等質(zhì)量問(wèn)題。為解決此類潛在風(fēng)險(xiǎn)，在尾端注塑時(shí)潛入一片帶螺紋的嵌塊，并在車門鈑金上開對(duì)應(yīng)通孔。在后側(cè)門三角窗裝配后，使用螺釘將三角窗尾端緊固在門板上。

5 數(shù)據(jù)校核

后側(cè)門三角窗結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)完成之后，需要將周邊所有相關(guān)零件裝配在一起，按照相關(guān)的CHECK-LIST檢查各種邊界及匹配關(guān)系是否滿足設(shè)計(jì)要求。除此之外，還要仔細(xì)檢驗(yàn)裝配空間及運(yùn)動(dòng)干涉問(wèn)題。

6 結(jié)語(yǔ)

按照以上步驟進(jìn)行后側(cè)門三角窗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)邊界搭接關(guān)系檢查，基本上可以完成此類后側(cè)門三角窗的研發(fā)設(shè)計(jì)。但三角窗作為一個(gè)匹配關(guān)系復(fù)雜的外觀件功能件，其受到的關(guān)注度及感知度較多，外觀問(wèn)題、匹配問(wèn)題、風(fēng)噪問(wèn)題等都是次產(chǎn)品的重點(diǎn)關(guān)注問(wèn)題。這些問(wèn)題在生產(chǎn)及使用過(guò)程中，因種種因素影響都或多或少地出現(xiàn)，需要方向驗(yàn)證以尋求后續(xù)車型的設(shè)計(jì)解決方案。