車身典型斷面設(shè)計(jì)應(yīng)用

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心,合肥 230601）

0 前言

車身典型斷面是車身設(shè)計(jì)過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)，是造型設(shè)計(jì)開展到工程設(shè)計(jì)的橋梁，斷面的完善貫穿造型開始之初直至產(chǎn)品數(shù)模凍結(jié)整個車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程，其在車身設(shè)計(jì)過程中有著至關(guān)重要的作用[1]：

（1）體現(xiàn)了車身結(jié)構(gòu)方案，指導(dǎo)從CAS到車身數(shù)模設(shè)計(jì)過程。

（2）檢查和控制關(guān)鍵造型特征以及車身分縫間隙。

（3）確認(rèn)和驗(yàn)證車身開閉件分縫位置合理性以及校核其運(yùn)動可行性。

（4）控制車門設(shè)計(jì)中密封膠條數(shù)量以及每個密封膠條的壓縮量，保證車身具有良好的密封性。

（5）確定焊接件或安裝件（包括白車身、開閉件、車身附件、內(nèi)飾件、外飾件、燈具等）之間的安裝和配合關(guān)系，如螺紋連接，鉚接，粘接和卡扣等安裝方式及可行性。

1 車身典型斷面設(shè)計(jì)應(yīng)用

1.1 車身典型斷面設(shè)計(jì)流程

通常在設(shè)計(jì)之初，根據(jù)車型的CAS造型以及初步的車型定位以及成本周期需求，選擇合適的結(jié)構(gòu)進(jìn)行斷面設(shè)計(jì)，后續(xù)隨造型的細(xì)化以及工程分析逐步優(yōu)化，為了規(guī)范車身斷面設(shè)計(jì)，一般都會編制各自的車身斷面設(shè)計(jì)流程，圖1為車身斷面設(shè)計(jì)流程。

1.2 車身典型斷面位置選擇

根據(jù)車型的不同，斷面的位置及數(shù)量會有差異，一般從車輛的側(cè)視、俯視、前視、后視進(jìn)行選取，圖2為某款車型側(cè)視斷面位置示意圖，一般選擇車身典型斷面選取遵循以下原則[2]：

（1）體現(xiàn)車身上相關(guān)重要零部件搭接、安裝關(guān)系。

（2）應(yīng)將位于剖切區(qū)域內(nèi)的所有零件按裝配狀態(tài)剖切，安裝密封件的剖切斷面的方向?yàn)榉ㄏ?，所有體現(xiàn)周邊間隙剖切斷面的方向?yàn)榉ㄏ颍渌是胁课坏臄嗝鎽?yīng)平行于坐標(biāo)軸方向。

（3）全部反映該處的特征信息。

（4）反映密封件的安裝方式、壓縮公差。

圖1 斷面設(shè)計(jì)流程

圖2 側(cè)視圖斷面位置

1.3 車身典型斷面設(shè)計(jì)內(nèi)容及應(yīng)用

在車身設(shè)計(jì)過程中，通過采用車身典型斷面設(shè)計(jì)的方法，來控制和檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的可行性和合理性，是車身設(shè)計(jì)中非常重要的一個環(huán)節(jié)，也是提高設(shè)計(jì)效率的一個非常重要的手段，在實(shí)際工作中，利用車身斷面來控制和指導(dǎo)設(shè)計(jì)，可以有效避免方案性錯誤和結(jié)構(gòu)性錯誤，提高設(shè)計(jì)效率，減少設(shè)計(jì)周期，有報(bào)道，在車門設(shè)計(jì)中，有效利用車身斷面指導(dǎo)設(shè)計(jì)可以使設(shè)計(jì)時間較少30%左右[3]。典型斷面中應(yīng)有一些關(guān)鍵的、必要的尺寸參數(shù)，例如：密封尺寸、止口焊接搭邊寬度、外觀間隙圓角、運(yùn)動校核以及必要的工裝工具可行性校核等內(nèi)容。下面選取2個斷面就斷面設(shè)計(jì)內(nèi)容及應(yīng)用情況作一下簡單說明。

1.3.1 后側(cè)車門下鉸鏈處斷面

圖3為某車型后側(cè)車門下鉸鏈處斷面，在斷面中可以看到此處鈑金的結(jié)構(gòu)，密封尺寸、止口焊接搭邊寬度、外觀間隙圓角、運(yùn)動校核以及必要的工裝工具可行性校核等內(nèi)容，下面作簡要說明：

（1）焊接搭接邊尺寸。焊接搭接邊尺寸要滿足焊接工藝要求，一般要求搭接邊長度在14 mm以上，部分情況下可以降低到10 mm，焊接搭接板不超過3層，如果超過，則在后續(xù)設(shè)計(jì)中需通過開工藝缺口等方法避免。圖中顯示焊接搭接長度為13.5 mm，3層板焊接，滿足工藝要求。

（2）密封結(jié)構(gòu)。密封件的裝配狀態(tài)為非壓縮變形狀態(tài)，密封條安裝到位，門洞密封間隙一般為15 mm，保證膠條的壓縮量為膠條自由狀態(tài)的1/3-2/3左右[4]。圖中顯示，后側(cè)車門與側(cè)圍外板間為一道密封，其密封間隙為14 mm，膠條的壓縮量為8 mm，均能滿足要求。

（3）外板包邊。一般來說外板包邊寬度外8 mm+t（t板厚，單位mm），內(nèi)板邊緣到包邊內(nèi)邊緣距離最小為2 mm，包邊重合寬度不小于5 mm，圖中包邊尺寸也是能夠滿足要求的。

圖3 后側(cè)車門下鉸鏈處斷面

（4）工裝工具可行性校核。在圖中可以看到鉸鏈與側(cè)圍通過螺栓連接，對鉸鏈的安裝進(jìn)行校核，發(fā)現(xiàn)使用普通風(fēng)槍安裝鉸鏈會與車門發(fā)生干涉（螺栓軸線距后側(cè)車門邊緣僅2 mm），因此，需要對此處結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)以滿足生產(chǎn)要求，或在生產(chǎn)中使用特殊的工具進(jìn)行安裝。

（5）分縫間隙。分縫間隙需確保與造型特征一致并滿足汽車整體造型要求，在圖中前側(cè)車門和后側(cè)車門的間隙為4.5 mm，公差值確認(rèn)時需要考察在現(xiàn)有的工藝水平下，所能達(dá)到的最佳值，圖4為一公司根據(jù)其工藝水平對前側(cè)車門和后側(cè)車門的間隙公差所做演算，可以看出在此公司現(xiàn)有工藝水平下，其能所能保證前后側(cè)車門間隙公差為±1.09 mm，若設(shè)計(jì)公差為±0.5 mm，則風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)為18.76，即在生產(chǎn)中18.76%的產(chǎn)品不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而當(dāng)設(shè)計(jì)公差提高到±1 mm，風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)大為降低，僅為0.36。

圖4 前后側(cè)車門間隙尺寸鏈

1.3.2 前側(cè)車門下鉸鏈處斷面

圖5為某車型前側(cè)車門下鉸鏈處斷面（部分），此斷面主要是前側(cè)車門的運(yùn)動校核，考察前側(cè)車門在開啟過程中與翼子板的最小間隙是否滿足設(shè)計(jì)要求，當(dāng)車門以鉸鏈中心點(diǎn)運(yùn)動時，表示不考慮公差(正方形ABCD為公差帶)，當(dāng)車門以正方形ABCD內(nèi)任一點(diǎn)運(yùn)動時為考慮公差帶，當(dāng)車門考慮公差帶運(yùn)動時，車門與翼子板間距最小時即為車門運(yùn)動最差狀況（在圖5中，當(dāng)車門以A點(diǎn)為中心運(yùn)動時為最差情況），如果最差狀況下的間隙值符合設(shè)計(jì)要求，表示開閉件運(yùn)動合格。

圖5 前側(cè)車門下鉸鏈處斷面

如果經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)最差狀況下，最小間隙過小，不符合要求，那么在之后的設(shè)計(jì)之中必須進(jìn)行優(yōu)化更改，一般可以通過優(yōu)化鉸鏈軸線、相關(guān)周邊件的形狀，同時也可以提高工藝水平，縮小鈑金的制造公差以及開閉件的安裝公差等。

2 結(jié)語

車身典型斷面是指導(dǎo)車身設(shè)計(jì)的重要文件，其體現(xiàn)造型設(shè)計(jì)要求，零部件布置設(shè)計(jì)方案、工藝需求等信息，對車身設(shè)計(jì)產(chǎn)生強(qiáng)大的指導(dǎo)作用。本文結(jié)合車身設(shè)計(jì)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，簡述車身典型斷面在車身設(shè)計(jì)中的一些應(yīng)用以提供參考。