汽车白车身设计规范

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。）板件最小弯曲半径 最小弯曲半径见下表：精品资料最小弯曲半径（r）、最小直边高度（h ）、最小孔边到弯曲半径r中心的距离（l）值材料行业标准弯曲半径（ r ）、直边高度 h 、距离 l冷轧板、镀锌板弯曲半径 r2t优先使用标准直边高度 h r+2t距离 l2t冷轧板、镀锌板弯曲半径 r 3t）弯曲的直边高度不宜过小，其值hr+2t 。见上表。）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 l2t 。见上表。）圆角弯曲处预留切口。fr褶皱）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。r2tn=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。r2ta3a-b 0.5lt+r+k/2k2t a 图b 图冲孔件的最小冲孔直径或方孔的最小边长t材料厚度标准材料最小冲孔直径及最小边长行业标准冷轧板d1.3ta1.2t优先使用标准冷轧板d3ta5t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最小孔边距和孔间距c 2.5tc 2.5tc2.5tc 2.5tc 7.5tc 6tc7tc 5t冲孔件的最小孔边距和孔间距c简图：材料厚度t行业标准优先使用标准另外：对于拉延件l最小值也应 5t 为宜。三面或多面交汇的尖角处在倒圆时应尽量倒大成球形。3.4冲切件的构型原则 ）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a优先使用标准一般钢a 3tt材料厚度）冲切弃料少，以减少料的浪费）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。r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1015mm 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 ）搭接形式平板搭接 ：最小搭边尺寸 /mm折边搭接 ：最小搭边尺寸/mm薄件厚度 /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）。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 ，且b30 时，焊接面直径abc ，且b30时，焊接面直径a 反凸台焊接, 且b30时，焊接面直径aa 35a 28a 35a 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30 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；6.2 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。3.4 catia 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1/31/2 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1/31/2 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 1/31/2 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/t 12478-1990“ 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/t 12480-1990“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。外饰件安装配合处的结构原则上由侧围外板设计人员先确定，外饰设计人员在此基础上进行相应的结构设计，在设计过程中双方人员应沟通协调，做到最优化设计。考虑四大工艺性，侧围外板多数特征（除去周边需整形，侧冲等）可先定脱模方向大致为y向，按此方向来设计各特征的脱模方向和拔模角。与分块线相关的棱角倒角r2 、r3 ，以不加大整车的分块线宽度，和相邻分块线均匀为原则。充分考虑工艺性第六步：检查断面检查、硬点检查、工艺检查。检查修改完善后提交专家审查。13.2 内板件结构设计13.2.1 侧围焊接总成内板件设计13.2.1.1 侧围总成由侧围外板、a柱内板、 a柱加强板、 b 柱内板、b柱加强板、 c柱内板、前、后门槛粱内板、前、后门槛粱加强板、侧围上边粱及侧围附件等大件组成。13.2.1.2 边界条件：密封结构，侧围附件安装硬点等。13.2.1.3 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、后行李密封条、后行李盖、侧围附件。固定方式：焊接第四步：确定材料、料厚、成型方式、拔模方向。第五步：结构设计a） 附件安装面原则上根据附件安装要求设计安装结构及其周边结构。注：对于三点式安全带的安装结构设计要求。b） 内饰安装结构原则上随白车身走，设计期间应相互协调沟通，优化结构。c） 电器元件结构原则上随白车身走，设计期间应相互协调沟通，优化结构。d） 与外表面配合面不能贴合外表面，留取3 5mm 间隙并开盛胶槽，由外表面 offset 一定距离获得。内外轮罩处的结构设计内外板之间应形成空腔，以增大整车的结构刚度。g）侧围加强板设计加强板处在内外板之间，对侧围总成薄弱区起到加强作用，在设计时应考虑仅在加强区域和搭接边处焊接，其它区域应留一定空挡，尽量避免面与面大面接触，一方面增大加强功能另一方减少冲压制造误差带来的焊接困难，典型结构。第六步：检查断面检查、硬点检查、工艺检查。检查修改完善后提交专家审查。13.2.1.4 结构设计参数13.2.1.4.1 任何一种车型的车身侧围总成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。在车身附件安装处一般应考虑设计加强板。13.2.1.4.2 由于侧围都会有大片的外覆盖面的存在，而这些地方往往都会受到一定的外界冲击，为了增强其刚性而不容易变形，减少相互振动，必须的在内板与外板之间会涂一层35mm 左右的传力胶 。在车身结构设计过程中要保证有足够的强度和刚度，车身的震动和噪音要达到有关的法规要求，给人一安静舒适感。还要考虑整车车厢的密封性，各件转角处所留最大空隙应能使焊接粘贴胶密封住，以保证水不会通过任何缝隙渗入车厢内部。13.2.2 前围设计注意a） 机盖和翼子板的间隙，一般4-5mm;b） 大灯和机盖、翼子板、保险杠、格栅的间隙根据实际样车或配套厂协商，现在轿车追求美观，间隙都比较小；并且大灯尽量装在焊接件上；c) 前纵梁的设计尽量尊重原设计，在满足发动机悬制前提下，尽量平直；d）机舱里的零部件多，小件的设计要满足强度和冲压工艺的要求。13.2.3 地板焊接总成设计13.2.3.1 地板总成由前地板、前地板加强板、地板内纵梁、地板外纵梁、座椅横梁、中地板、安全带加强板、后地板、备胎板、地板加强横梁、油箱安装支架等组成。13.2.3.2 边界条件：密封结构，车身和底盘附件安装硬点等。13.2.3.3 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；传动轴和消音器（间隙一般取10-15mm ）、油箱、后悬架、后备胎等底盘系统的安装空间和安装位置；座椅总成、安全带安装点等车身附件的安装空间及人机工程。固定方式：焊接第四步：确定材料、料厚、成型方式、拔模方向。第五步：结构设计a） 安装面原则上根据附件安装要求设计安装结构及其周边结构。b） 内饰安装结构原则上随白车身走，设计期间应相互协调沟通，优化结构。c） 电器元件结构原则上随白车身走，设计期间应相互协调沟通，优化结构。d） 内外板之间应形成空腔，以增大整车的结构刚度。e） 纵梁与地板之间形成空腔，以增大正面碰撞能力。f） 地板加强板设计：加强板处在内外板之间，对地板总成薄弱区起到加强作用，在设计时应考虑仅在加强区域和搭接边处焊接，其它区域应留一定空挡，尽量避免面与面大面接触，一方面增大加强功能，另一方面减少冲压制造误差带来的焊接困难。地板支架设计：在保证强度和冲压工艺的前提下考虑安装的设计空间。第六步：检查断面检查、硬点检查、工艺检查。检查修改完善后提交专家审查。13.2.3.4 结构设计参数13.2.3.4.1 任何一种车型的车身地板总成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。在车身附件安装处一般应考虑设计加强板。13.2.3.4.2 由于地板面积较大，比较平整，且地板内部就是乘员乘坐的空间。为了避免在车辆行驶过程中因外界的冲击而产生的相互振动，通常在地板外表面会涂一层35mm 左右的减震隔热胶，以增强其刚性而不容易变形，同时也减少了车厢内部和外部的热量交换，提高了乘坐舒适性。在地板结构设计过程中还要考虑整车车厢的密封性。前、中、后地板搭边处、地板与前围、地板与侧围搭边处，以及各件转角处所留最大空隙应能使焊接粘贴胶密封住，以保证水不会通过任何缝隙渗入车厢内部。13.2.3.4.3 前纵梁的设计：车身正面碰撞能否通过，前纵梁的正确设计很重要：1 ）有cae 分析得出前纵梁的最大横节面；2 ）前纵梁的方向尽量水平，在x、y 、z向上不要有大变化。13.2.3.4.4 地板设计注意事项前后地板的筋的设计地板上一个很重要的结构特征就是筋。有的筋是为了结构需要，实现如座椅等附件的功能；但多数筋的结构是为了增加刚度。地板上筋的深度一般在5-10mm之间 ，象这样的筋结构它有刚度相当于6mm 10mm厚的钢板，可以最大限度的增加车身刚度，降低车身重量。设计地板（尤其是前地板），有时会采用前后贯通的筋，这样可以提高地板的刚度，但同时在前后地板搭边处也会产生间隙，造成密封困难。这一点在设计时应该综合考虑；与悬架（尤其是与后悬）的配合问题有时候悬架按照实体建模，有些杆臂并没有转到位，这样就容易造成设计后期检查时的干涉问题；因此在设计初期应注意与总布置部门的沟通；在有悬架托架时应特别注意悬架托架和悬架的同轴性；地板纵梁和纵梁内加强板之间在设计时应该预留间隙（通常两边各为0.3 0.5mm ），因为纵梁及其内加强板材料厚、 刚度大、 尺寸长， 预留间隙可以包容一定的变形量，这样在将来零件装配时较容易实现。后地板备胎包的翻边：因车型不同，该处翻边型式很多，但应注意在向下翻边时，不要与离去角干涉；地板左右对称件的处理：地板上左右对称、小尺寸的零件较多，在条件允许的情况下尽量做成其本身是关于中心线对称的，以便左右可以共用一个零件；非对称的注意事项：由于底盘零件布置的变化，有些零件大体上是关于x-z 平面对称的， 但有些小的特征，如凸台、孔的尺寸、位置并不是关于x-z 平面对称的，在利用左右对称copy 功能做零件时应该特别注意，不要错误的copy 非对称的特征；地毯、地板隔热垫的设计：地毯在布置设计时应考虑压缩量，一般为3mm ；倒角的问题：在设计建模初期就应该考虑到倒角的状态，比如：所留的焊接边在倒角以后的宽度尺寸至少应大于10mm ；所定的孔位在倒角以后应该不会位于倒角的圆弧面上；零件的边界在倒角后不应与倒角面干涉。对于有配合关系的两个零件来说，更要注意倒角的大小关系，一般来说，被包容的零件的倒角应当大一些，以免干涉。在倒角困难的情况下，有时候会通过修改型面以实现倒角要求，在这种情况下应注意与之配合的配合面、配合零件的相应修改。14 、nvh14 1 减振沥青毡车门内钣金大的面区域避免共振，贴沥青毡14 2 孔位 epdm 胶堵14 3 焊缝涂胶biw&trim公差制定的基本考虑因素1、外观造型影响因素：造型提供的表面都是分缝均匀，配合光顺，实际上生产不可能完全做的完全一样， 基本上都是 “呲牙咧嘴 ”，但是程度不一样，允许的误差范围在接受的范围之内，比较符合造型意图。例如：例如 5mm 的分缝， 1mm 的公差，在4-6 范围内变化，可能不太好看；如果，0.5mm公差， 4.5 5.5范围内，就可以接受； ， 0.25mm公差， 4.75-5.25范围内，均匀一致，可能就很理想。不同的产品定位、不同的位置，也应该要求不一样。如果没有把握，可以将局部特征用3d 数模将其极限状态画出来或用铣床铣出来对比评审一下，摆放一下，看一下是否可以接受，对于翘曲问题，有可能上偏差为零，下偏差1mm都可以；有的部位，0.5mm ；有可能上偏差为2mm ，下偏差0 也没问题。这种公差是根据实际的效果影响程度评审制定出来的，不能拍脑袋或所谓的搞政治的领导指手画脚来下命令。针对造型特征规定的公差，是一种必须遵守的规定，否则影响外观。2 、功能误差影响因素：有些部位有特别的功能，超出一定的范围就会失效，例如：一个安装