侧围设计指引

1、奇瑞S12项目白车身设计指南（侧围部分）汽车工程研究院.车身部车身科.侧围室2005年03月一. 总述 1二. 概念设计 2一）侧围总成部分 2二）侧围外板部分 4三）侧围内板部分 7三. 详细结构设计 13一）工艺性 131. 冲压工艺性 132. 焊接工艺性 173. 总装工艺性 17二）设计中的数据检查和发放 19四. CAE分析对侧围部分设计的影响 19一.总述首先在设计侧围部分，侧围通常是作为周围部件的基准.尤其是侧围外板，胸中有个概念就是明了侧围外板在整个BIW设计中的领导地位，在设计中不要轻易地更改.因为它直接影响着门的开启，以及整个车身的焊接关系和顺序.而且这个件不管是在设计产

2、品设计阶段还是在模具的设计制造阶段，所占的开发 设计周期都是最长的，直接影响决定着整个项目的进度。所以在设计初期阶段，与之相配合装配的部件（如前后门皎链，接触开关等）的布置就显的尤为重要，不能因部件布置的更改而频繁的要求侧围相应部位的改动。除此之外另外的一个最重要的因素我想就是整车A_CLASS_SURFACE1定，在做造型的时候，虽说造型设计师只关心外观表面的美感，但不能完全不考虑工艺方盲的要求。造一个生产实施不了的型，只能说是概念造型，最终产品是要付诸生产的，生产工艺实现不了，再 Wonderful造型也没有用，这个问 题在后面会提到。侧围内板的设计工作主要以外板和截面线为基准，然后考虑到

3、焊接关系，使侧围有较好的强度.内板也有一个重要的功能就是 TRIM的安装,它是内CLASS A的参照基准.所以其大的型面初步确定以后,也不可做大 的改动，否则TRIM的设计将要重新开始.侧围整体上可以按侧围外板总成，侧围内板总成来划分；也可以按图1分为A柱，B用 C柱，门槛等部分。这里主要说下侧围总成在焊装方面的工艺情况。侧围是整个骨架中的重要部件，所以对其刚性，强度方面有着很强的要求，在S12项目的开发初期阶段，设想是把A, B, C柱的里面的加强板，门槛加强板和内板本体先焊接，形成一个封闭的框架结构 I ,再和本身就是一个封闭的框架结构的外板II来焊接，如图2。如果这样，侧围的整体强度，刚

4、性就会有很好的保证。而且在焊接的过程中没有CO焊接，可以较好的提高焊接效率.但是这样的构思却不被焊装的工艺部门接纳，他们指出，按照这样的构思，构件I的强度就会远大于构件II的强度，在此两构件焊接 的时候，由于银金冲压，焊接等方面的制造偏差构件II就有被构件I强制拉变形的可能。而且他们举出S11在初期阶段就有类似的问题。鉴于此种考虑，就按照焊接工艺部门的建议重新设定了侧围的焊接工 艺。二）侧围外板部分TYPICAL因为侧围基本上不存在借厂Si滞B3同要略据个新车型的造型-旦确定下 来，其侧围大体轮廓也就差不多定下来了，而其它的部分的结构就受与之配合部件的制约。如果新车型的CLAY DODEL出来

5、后，就可以通过扫描或者其它的途径得到其相应的点云数据，通过点 云和CAS这两组数据，外表面的 A_CLASS_SURFACE勾建工作就可以开始了。在此工作开始之前，就可以 依靠CAS数据，通过线条的抽取，移动等一系列的操作来得到如上图3的侧围外板的线框数据。而以上的线框数据中包含截面一系列的 TYPICAL SECTION这些TYPICAL SECTION是在产品设计的LAYOUT期阶 段在其他车型的 TYPICAL SECTION勺基础上修改得到的，即使这样，这些TYPICAL SECTION也只是一个参考，事实上，现在 S12产品的TYPICAL SECTION已经和原始布置的 TYPIC

6、AL SECTION有很大的差别。根据 原始的TYPICAL SECTION,抽取，移动CAS数据上的线条就会有一定的指导方向了，这其中得花费相当一 部分时间，从后期的工作看来，这个阶段的线框数据的构建对后续的工作有着至关重要的作用，因为这些 线框就是以后3D中曲面的构建依据。下面来谈谈在整个侧围乃至整个车身设计中占有主导地位的B-R-LINE 。拐角4图 4 B-R-LINE图 5 B-R-LINEB-R-|z|MEVfEW点讲就是我们所熟悉的前后两门洞的焊接边上LE基iW，如图4。该B-R-LINE的雏形可以从整车的初期的布置（LAYOUT数据上得到，至于在布置阶咬B-R-LINE是如何得

7、来的，就受彳艮多布置方面的限制，如 H点的布置；人出入的方便性；安全带的布置等等。这里还涉及到BELT-LINE的概念，所谓BELT-LINE就是在外表面上前后门窗框处出现的棱线，如图4所示。首先我们从布置数据上得到B-R-LINE，就可以来大体上检查该数据的合理性。可将该 B-R-LINE置于LEFT_VIEW 如图5。检查自 BELT-LINE以下的部分是不是在一个平面内，好的 B-R-LINE数据此部分应该是在百一个平面内的，这样做 的目的主要是考虑前后门内板的制造工艺性。BELT-LINE±面的部分倒是没有严格的要求。因为要保证有足够的焊接空间，此 B-R-LINE的间隙值有

8、个参考值，S12的该数值是。再根据LAYOUT的情况，结合其它的情况来修改该B-R-LINE的某些局部，如几个拐角处的圆弧R值，如图4。原则上讲，为了有更好的出入的方使性，拐角 1和拐角3的R值要尽可能的小；而受前后座 椅的影响，考虑制造的工艺性，拐角 2和拐角4处的R值要尽可能的大。但是实际上这几个R值会受到前后门玻璃升降系统，内饰护板等因素的影响。在S12项目的设计上，拐角2处的R值就经过多次的更改。）侧围内板部分1.主要组成部件及基本功能1. 1主要组成部件（如图 6）图6侧围内板总成图如图1所示，侧围内板总成主要包括：侧围内板，侧围内板补片，C柱加强板，轮罩内板，轮罩加强板，门槛加强板

9、，后安全带加强板等。主要部件的基本功能(1) .侧围内板可以将外板和加强板及内板连接起来，很好的起到加强车身骨架的作用，并且安装多数的内饰件。(2) .门槛加强板是侧围重要的加强部件之一，其可以较好的吸收侧碰和前碰的能量，也可以较好的防止车身的扭曲变形。(3) .C柱加强板能较好的吸收后碰的能量，能较好的支撑后背门的重量。(4) .轮罩内板保证轮胎在一个较适合的空间运动外，还可以将车身内部形成一个较封闭的空间，防止外界的水和石沙侵入车内。(5) .轮罩加强板的主要连接了轮罩内板、侧围内板和后地板，使车身后部得到了加强。2.设计过程SECTION 验证TYPICAL_SECTION 可以大致表现

10、各个件的搭接关系，是设计的基础和基准，截面的形状直接影响 了以后的车身的模态和刚度。由于S12的目标是出口欧洲和北美，所以其强度及舒适性要达到较高的水平。正是由于这种状况，我们参照了 S11的截面以及CAE的分析结果，我们对博通提供的 PACKAGE典型截面进行了局部的修 改。(见图7)re-F-F厂搭接关系 改变J-J图7 最终的TYPIC我们主要参考了截面L_SectionS11和实际情况，只对局部件进行了加强。至于料厚的问题，CORNER勺验证对TYPICAL_SECTIONb析完毕后，根据截面线的形状和侧围外板的走向，大致勾勒出各个型面。（如图8)根据截面中反映的焊接关系，及参考 S1

11、1及B11的搭接关系，初步建立CORNER大致连接情况。将数据处理直到不再干涉时，提交给CAES12的焊接关系，也得出各个是评价车身性能的一个重CORNER分析直接可以考察整车的连接强度，对以后的碰撞直接产生影响, 要查考点。根据检查和分析，可以将车身的连接情况大致反映出来，也可以较好的反映车身中的薄弱点，然后进 行加强和优化。具体的改进措施见第四部分。其他部件的安装在CORNER析完成以后，就开始对各个大面进行优化，此次的优化大致将各个型面的大小及位置确 定。所以，各个面之间的间距和搭接面的大小一定要进行充分的分析，使之符合最初截面定义。接下来便是其他件的安装了，这也是侧围内板总成一个很重要

12、的功能了。其主要包括车身附件的安装 以及电器的安装。车身附件的安装件主要有：前后安全带，B柱上下护板，C柱上下护板，扬声器护板，乘客扶手。前后安全带的安装点要首先确定，其可以作为其他护板的参照。护板的安装除了安装处的面要较好的配合以外，其他面和护板的距离应该保持在3MMZ上，防止制造误差带来的装配问题。也有利于线束的固定。乘车扶手因为压在顶盖上，它对内CLASS AW较大的影响。在附件的安装过程中，安装的具体参数应该满足车身附件工程师的要求。但在设计中，必须考虑借用 其他车型的部件（安全带，乘车扶手等）。另外板金的安装面不可变化太大，否则容易对冲压工艺产生影 响。电器的安装电器的安装主要是倒车

13、雷达，和一些线束扎带的固定孔。倒车雷达主要是安装在 S12豪华车中，为了使不同的配置保持一样的数模，在此我们也应该考虑其空 间和线束的走向。侧围内板总成上通过的线束主要有，后牌照灯线束，倒车雷达线束，天线线束。总体来说，线束的安 装孔的精度不是很高，可以在一般平面上打孔，一般直径为据线束方面的要求，线束固定孔的间距保 持在200M站右，当然在拐角的地方，应该适当增加固定点。三.详细结构设计一）工艺性在车身的型面大致确定以后，并且经过 CORNER析没问题后。就要对型面进行导角，因为只有导角 后的型面才能较好的判断工艺问题。由于现在奇瑞公司的项目较多，在开始设计阶段，工艺人员没有很好 的参与，导

14、致后来的影响较大。在数据的检查中也发现了很多问题，带来了很大的工作量。其工艺问题主 要有：冲压工艺，焊装工艺，总装工艺，涂装工艺。冲压工艺应该来说，冲压工艺反映的问题最多了。主要有：增加工艺缺口，切边有问题，导角过小，拉深方 向问题等。具体例子见图 9、10、11、12、13、14。图9切在圆角上，很谷 易损伤模具，且容 易切出毛刺。剪切边放在侧边上，利用斜切，可 以得到较好的切边质量，但必须添加斜切机构，增加模具成本.如果结构允许，切在翻 边上，离圆角3MM交 好，一次切出来，且质图10图11导角太小，R3增大到R5,防止开裂和起皱两个孔的成型方向与整 体的成型方向不一致， 必须侧成型，增加

15、工 序，应该将孔直接冲在 平面上。图12图13、量也很好控制一般的工艺是将整个侧围外板（如图 14商?、蓝实线部分）绕着X轴旋转6度（具体的情况有 着不同的值）左右至图6中红虚线的位置，再沿 着Y轴负相进行冲压。这样就应该注意门槛下面 一些部位的冲压负角问题。诺碱冲压问题也大致相同。通过对冲压工艺问题的解决，大大的减少了制造工序，提高了制造精 度，并且节约了大量的资金。焊装工艺焊装工艺的问题相对来说要少的多，其主要有：焊接定位，焊接翻边，焊接顺序。焊接定位问题，曾经讨论过几次。韩国工程师的意见是：每个定位孔的方向必须平行于坐标平面，这 样有利于精确定位。但根据我们公司的实际情况，其他车型的定位

16、及对冲压的影响。最后决定：所有大件 的定位孔必须平行于坐标平面，而小件和中件的定位孔可以不平行坐标平面，但必须在某个平面上，以利 于冲出较精确的孔。焊接翻边根据规划院的要求，侧围上绝大多数的焊点直径为6mm所以焊接边最小不可小于 12mm为了便于焊接，最好在15mnmZ上较好。S12的焊接顺序开始完全参照 S11，即外板总成，加强板总成，内板总成。这样安排的顺序主要是焊 接顺序较明显，夹具也好设计，没有 CO焊接。可以较大的提高工作效率。但是根据规划院的意见：根据 S11的焊接关系，其误差累计较大，很容易出现焊接变形，导致最后难以达到预期的结果。考虑到实际生 产的问题，我们接受规划院的意见，共

17、同制定了现在的装配关系树。具体的关系树参照公司正式发放的光 盘。总装工艺相对侧围来说，总装主要考虑到天窗导水管的走向问题。其走向分为前后两条，前面的主要在A柱加强板中间穿过。后面的一条在 C柱加强板和侧围外板中间穿过，然后通过侧围内板下部将水排到车外。考 虑到侧围内板下面的翻边太小，且在冲压方面存在一定的困难。所以根据和车身附件工程师讨论，决定采 用以下方案。如图15的安装方式。图15天窗水管安装图二）设计中的数据检查和发放数据的发放时间是直接关系到模具的开发和整车的上市时间，数据的发放也代表着车身数据的某个阶段.在三维数据发放的过程中,通常要带上二维图.因为二维图中可以反映数模很多问题：焊接

18、关系，焊点的分布和数虽，孔的作用，大小和坐标等等.为了保证某阶段的数据发放正确,我们有必要进行对数据进行认真的检查.由于人力不够等问题我们的LAYOUT没有人专门去做.所以在做二维图的过程中，作出很多截面线来显示某个区域的搭接 和配合关系.通过截面线的检查,我们可以有效的减少干涉和配合间隙问题,当然也可以知道一些工艺方面的问题.所以数据的检查是发放数据的一个必备前提.四.CAE分析对侧围的影响图16经改进后的门槛加强 板延长尾部并且与侧围 焊接，较好的提高其 抗扭能力。< CA盼析在车身设计的过程中起着重要的角色，正确的CAE吉果可以有效的指导设计工作，提高车身的强度及优化车身的模态，刚度，也可大大的减少试验费用和模具更改费用。以我们的角度看，CA盼析在设计中主要分为以下几阶段：截面线分析，CORNER析，模态和刚度分析，碰撞分析。在前面的设计过程中已经介绍过了截面线，CORNE