车门设计资料

1、车门按其开启方式可分为以下几种: 顺开式车门：即使在汽车行驶时仍可借气流的压力关上，比较安全，而且便于驾驶员在倒车时向后观察，故被广泛采用。 逆开式车门：在汽车行驶时若关闭不严就可能被迎面气流冲开，因而用得较少，一般只是为了改善上下车方便性及适于迎宾礼仪需要的情况下才采用。 汽车车门水平移动式车门：它的优点是车身侧壁与障碍物距离较小的情况下仍能全部开启。 上掀式车门：广泛用作轿车及轻型客车的后门，也应用于低矮的汽车。 折叠式车门：则广泛应用于大、中型客车上。 轿车的车门一般由门体、车门附件和内饰盖板三部分组成。 门体包括车门内板、车门外板、车门窗框、车门加强横梁和车门加强板。 车门附件包括车门

2、铰链、车门开度限位器、门锁机构及内外手柄、车门玻璃、玻璃升降机和密封条。 内饰盖板包括固定板、芯板、内饰蒙皮、内扶手。 汽车车门的重量车门的好坏,主要体现在,车门的防撞性能,车门的密封性能,车门的开合便利性,当然还有其它使用功能的指标等.防撞性能尤为重要,因为车辆发生侧碰时,缓冲距离很短,很容易就伤到车内人员.因此,好的车门内至少会有2根防撞杠,而防撞杠的份量是较重的,也就是说,好的车门确实偏重些.但并不能说车门越重就越好.现在的新型汽车,如果在安全性能等能保证的话,设计师都会想方设法减轻车辆包括车门的重量(如用新型的材料)来减少功耗.摘要：通过计算机辅助分析与计算，建立车门有限元计算模型，全

3、面分析车门在各种可能工况下的应力、变形和模态特性等各项性能，以确定车门结构设计的合理性、可靠性是否满足各项技术性能要求。为车门结构设计与优化提供思路与依据。 关键词：车门；结构；性能 1 概论 车门是车身结构的重要组成部件，其性能直接影响着车身结构性能的好坏。微型客车属于M1 类车，在我国拥有广泛的市场，本文以某七人座微型客车为例，以国标对M1 类车试验标准为依据，对其前车门进行全面的结构性能分析，为结构设计优化提供依据。整车主要参数为，整车满载质量1 450 kg ，整车长度3 680 mm。 1. 1 前车门结构特点 车门作为一个综合的转动部件，和车厢一起构成乘员的周围空间范围，应具有足够

4、大的强度、刚度和良好的振动特性，以满足车门闭合时耐冲击性及与侧碰时的耐撞性等各项性能的要求。 前车门以绕安装于车门前侧的铰链为旋转轴来实现开启和关闭。承担载荷的部件有外门板、内门板、上加强板、下加强板、门锁加强板、铰链加强板和铰链，由薄板冲压成型并通过焊接连成一个整体的受力结构。 1. 2 前车门的有限元模型 前车门的所有薄板冲压成型件均采用四节点四边形和三节点三角形壳单元，铰链采用八节点六面体和六节点锲形体单元，共有壳单元数8 823 个，体单元数80 个，总节点数9 989 个;图1ac 为各零件的有限元模型。1. 3 前车门分析工况确定 根据前车门的结构特点和技术要求，依据国家有关强制性

5、技术标准，参考FMVSS 标准和Edward5 研究成果，确定前车门的分析工况，见表1 。其中车门下沉分析中考虑其自重状态和车门把手加载状态两种工况，加载力以国标规定乘员体重为标准，即认为整个人体重量施加于把手上，以此种方式加载，分析结果较保守。车门扭转刚度与静压强度的分析中加载力的确定均以国标规定M1 类车车门刚度与强度试验时加载力为依据进行计算。工况的确定具有一定的合理性与可行性。 2 车门结构性能分析 2. 1 模态分析 自由模态分析结果见图2ac。前车门的第一阶固有频率为28. 936 Hz ，参考有关的分析结果，本车门的第一阶频率属于正常的范围。前车门模态特征与车身模态特征的比较见表

6、2。从表中数据比较看出，因前车门与整车身相比质量较小，固有频率值相对较高，而整车的固有频率值相对较低且较为密集，还呈现多阶复杂模态。车门的第一阶频率为28. 936 Hz 的弯曲振型介于整车的第6 阶27. 757 Hz 和第7 阶31. 184 Hz 的两阶弯扭振型之间;从振型图上看，车身前部表现出扭转振动，车门表现为一阶弯曲振动，所以不会产生共振。2. 2 车门下沉 2. 2. 1 约束类型和加载方式 CASE1 约束方式：门铰链处Dx = 0、Dy = 0、Dz =0、Rx = 0、Ry = 0、Rz = 0 加载条件：车门自重，在门把手处施加735 N 的Z 方向的节点力 CASE2

7、约束方式：门铰链处Dx = 0、Dy = 0、Dz =0、Rx = 0、Ry = 0、Rz = 0 加载条件：车门自重，无其他负载 Dx 、Dy 、Dz 分别表示X 、Y、Z 轴方向的位移， Rx 、Ry 、Rz 分别表示绕X 、Y、Z 轴的转动，其值均为0 ，表示门铰链固定，无位移与转动，在车门上加载，进行车门下沉分析。 2. 2. 2 车门下沉结果与分析 车门下沉的分析图见图3ac 。1) 最大应力位于门内板与下铰链接触处，应力值为231 MPa ，由于此处表现为局部点的应力集中，会因塑性变形而产生应力重新分布，而其周围的应力多在1 50 MPa左右，所以符合要求。在车门把手处也有较大的应

8、力区，其最大值为123 MPa ，不会产生塑性变形。 2) 最大变形出现在门把手处，其值为2. 77 mm ，下沉刚度为265. 34 NPmm ，参考ULSAC 研究成果和其他M1 类车，其值在合理范围之内。在只有重力载荷条件下，最大变形位于车门右上部，其值为0. 334 mm。 3) 从铰链加强板应力图上看，在加强板上部拐角处出现了较大的集中应力，其最大值达185 MPa ，应使该处圆角过渡以减小集中应力，同时应密集焊接(焊距20 mm 左右) ，以增加铰链加强板和门内板刚度。其他部位的应力变化较均匀，在与铰链接触的地方应力较大，达到100 MPa 左右并向四周递减。铰链加强板选用的材料为

9、ST14 ，其屈服强度为210 MPa ，不会产生塑性变形，符合要求。 2. 3 车门扭转刚度 2. 3. 1 约束类型和加载方式 CASE1 约束方式：门铰链处Dx = 0、Dy = 0、Dz =0、Rx = 0、Ry = 0 ;门锁处Dx =0、Dy = 0 加载条件：在门内板右上角施加900 N 的Y 向力 CASE2 约束方式：门铰链处Dx = 0、Dy = 0、Dz =0、Rx = 0、Ry = 0 ;门锁处Dx =0、Dy = 0 加载条件：在门内板左上角施加900 N 的Y 向力 CASE3 约束方式：门铰链处Dx = 0 、Dy = 0、Dz =0、Rx = 0 、Ry = 0

10、 ;门锁处Dx =0、Dy = 0 加载条件：在门内板右下角施加900 N 的Y 向力 CASE4 约束方式：门铰链处Dx = 0 、Dy = 0、Dz =0、Rx = 0 、Ry = 0 ;门锁处Dx =0、Dy = 0 加载条件：在门内板车左下角施加900 N的Y 向力 2. 3. 2 车门扭转刚度评价 1) 四种工况下的最大变形如图4ad ，扭转刚度见表3。2) 从分析结果比较来看，前车门下部扭转刚度比上部扭转刚度大， 最大变形位于前车门右上角， 达28. 2 mm ，其值稍大，其余工况变形参考ULSAC 研究成果，其值在合理范围之内。 2. 4 车门静压强度 2. 4. 1 约束类型和

11、加载方式 根据国家标准GB 15743 94 的规定，车辆应满足初始耐挤压力不得低于10 000 N。中间耐挤压力不得低于15 560 N。最大耐挤压力不得低于相当于整车整备质量两倍的力或31 120 N 两者之中的较小值。 确定工况加载与约束类型如下： CASE1 约束类型：铰链与车门固定处Dy = 0、Dz = 0、Rx = 0 、Ry = 0、Rz =0 ，门锁处Dy = 0 加载方式：在车门中间加载10 000 N 的压力 CASE2 约束类型：铰链与车门固定处Dy = 0、Dz = 0、Rx = 0 、Ry = 0、Rz =0 ，门锁处Dy = 0 加载方式：在车门中间加载15 56

12、0 N 的压力 CASE3 约束类型：铰链与车门固定处Dy = 0、Dz = 0、Rx = 0 、Ry = 0、Rz =0 ，门锁处Dy = 0 加载方式：在车门中间加载29 440 N 的压力(整车整备质量为1 502kg) 2. 4. 2 车门静压强度评价 从分析结果看 1) 在CASE1 工况中，在车门中间施加10 000 N 的压力，车门最大变形在车门中部， Y 轴方向变形量为83. 1 mm ，符合国家标准要求。 2) 在CASE2 工况中，在车门中间施加15 560 N 的压力，车门最大变形在车门中部， Y 轴方向变形量为153 mm ，符合国家标准要求。 3) 在CASE3 工况

13、中，在车门中间施加29 440 N 的压力，车门最大变形在车门中部， Y 轴方向变形量为245 mm ，符合国家标准要求。 3 结论 车门的结构设计与优化是整车开发设计中的重要环节，对车门的结构性能要求除了要有必要的开度，密封性、工艺性好等要求外，最重要的是要安全可靠，满足刚度、强度与小的振动性能的要求。本文以某微型客车的前门为例，利用计算机辅助分析计算了车门的各项结构性能，找出车门较薄弱环节，并提出优化方法。分析表明，此微型客车车门结构性能基本满足各项要求，工况的确定较保守，以保证车门结构性能的可靠性。本例是CAE 技术在汽车设计开发中的具体应用，对车门性能的校核与结构设计优化具有普遍的指导

14、意义。 References 1 HUANG Tianze HUANGJinling. Automobile body fabric and design. Beijing ：Mechanic Industry Press ， 1989 ( In Chinese) (黄天泽，黄金陵. 汽车车身结构与设计. 北京:机械工业出版社，1989. 223242) . 2 Kamal M M. Modern times automobile fabric analysis. Beijing ：PeoplesTraffic Press ， 1987( In Chinese) (凯墨尔. 现代汽车结构分析.

15、 北京:人民交通出版社，1987. 111260) . 3 QU Qiuzhen. Structural finite element analysis and evaluate of saloon carbody. Automobile Engineering ， 1996 ， (3) ：148151 ( In Chinese) (屈求真. 轿车车身结构的有限元分析与评价. 汽车工程，1996 ， (3) :148151) . 4 HOU Fei . The computer simulation for passenger car side door strength verificati

16、on test . Journal of Tsinghua University ， 2001 ， (5) ：8489 ( In Chinese) (侯飞. 轿车侧门强度验证的计算机模拟方法. 清华大学学报，2001 ， (5) :8489) . 5 Edward Opbroek. Ultralight steel auto closures project . SAE ， 982308.(end) 轿车车门结构介绍-为大家解疑C30门框上部焊点！图1 全尺寸车门内外板结构目前市面上大部分主流车型采用的车门板金结构主要有“全尺寸内外板结构”、“滚压窗框结构”和“半开放式车门结构”，,构形式。在

17、多年的发展过程中，汽车强国们逐步形成了各自的技术特点和工艺基础，它们所设计生产的产品都具有各自的特点和差异性。在作为最能体现个性的车身设计上更能反映出这种差异化特征，特别是在车门结构的设计上，我们能找出好多种在形式上和制造工艺上都不同的车门结构。经过对大量目前市场中，主流的一些轿车的车身结构的研究分析，我们总结归纳出几种比较典型的轿车车门板金结构和对应的车门密封系统，下面将一一介绍。 车门板金结构和车门密封系统的组成 车门板金的最主要组成部分是车门内板和车门外板，把它们合拢后会形成一个腔体，我们通常把窗台以上部分称为窗框，窗框内有密封条用于固定车门玻璃和导向玻璃升降，窗台以下的腔体内可以布置一

18、些加强梁、加强板和一些功能附件，比如摇窗机、门锁和玻璃等。 图2 全尺寸车门门窗框顶部截面车门的密封系统主要针对两个区域，一个是门洞区域的密封，它主要是靠安装在侧围门洞翻边上的一圈内侧门密封条或是安装在车门上的一圈外侧门密封条来密封整个门洞。有些车型两圈密封条都有，有些只用一圈密封条，不同车型根据性能需求或成本目标来选取采用何种密封策略。车门上另外一个需要密封的区域是门窗区域，这主要是靠窗框上的玻璃导槽密封条和内外侧两根窗台密封条来实现密封，它们同时还要起到使门窗玻璃能够平稳地上下升降的作用，通常玻璃导槽密封条是整车密封系统中要求最高、结构最为复杂的。接下来我们将介绍三种目前主流的门结构，这三

19、种结构是目前被众多车型采用最多的，它们分别是全尺寸车门内外板板金结构、滚压窗框结构和半开放式车门结构。 全尺寸车门内外板结构 全尺寸车门内外板主要由全尺寸的冲压外板、全尺寸的冲压内板和嵌在内外板间的窗框导轨组成，导轨为U 字形滚压成型件，焊接在内板上，最后外板与内板总成通过包边方式闭合起来，见图1。 图3 滚压窗框门结构这种车门板金结构在许多早期的车型被普遍采用，它的优点是有比较好的完整性，整个门的刚性比较好，一体冲压出来门板能够得到比较好的尺寸精度，并且由于制造中的工序比较少、工艺简单，所以整个门板金总成的制造精度相对容易控制。同样这种结构也存在一些缺陷，比如它的窗框外边框通常比较宽大，窗框

20、的可装饰性不强，对造型有限制，不太符合现代造型的要求，而且全尺寸的门板需要比较大的冲压模具，对冲压模的要求也比较高，整套模具的成本很高，由于窗框是一体冲出来的，所以废料面积比较大，材料的利用率比较低。目前新款的车型采用这种结构的越来越少，目前市面上的代表车型有：大众宝来、标致307、老款蒙迪欧和斯柯达明锐等。 针对这种车门板金所采用的密封系统结构一般会比较简单，见图2 。由于玻璃导槽密封条是嵌在隐藏于车门内的窗导轨中的，有较好的隐蔽性，密封条外露部分会比较少，所以对密封条的外观要求比较低。在有些经济型车上，车门窗框导轨的两个顶角被设计成为半径比较大的圆角，这样可以将导槽密封条设计成只用一种断面

21、而且不需要接角的结构，比如象OPEL CORSA、标致206 就是这种形式，密封条的成本可以被大大地降低。 滚压窗框结构 在这种车门结构中，整个窗框部分从内外板中被分离出来，门内外板尺寸缩小为只有窗台以下部分，窗框是由几段通过滚压工艺成型的窗导轨和一些小冲压件拼焊而成的一个总成件，然后窗框总成与门内板在窗台位置通过焊接的方式连接成一个完整的车门，见图3。 这种结构的优势是窗框宽度可以不受冲压和焊接工艺的限制设计得比较窄，有利于车身造型，也有利于乘员视野，并且滚压窗框的截面形状受工艺影响较小，可以比较自由地根据密封条或者造型的需要设计成很多样子。由于内外板尺寸缩小了一半，所以相应模具成本降低了许

22、多，同时内外板的材料利用率也大幅提高，节省了材料成本。组成滚压窗框的几段导轨的截面形状还可以设计成统一的截面，被多个车型采用，增强了通用性，节省了重复开发成本。滚压窗框结构的缺点是，滚压件受弯曲工艺影响，容易出现径缩现象，而且弯曲半径不能过小，否则会出现褶皱，造型受到制约。窗框与门内板在窗台区域焊接时需要有较长的交叠部分，设计时需考虑留出空间避免出现干涉，同样也会影响门分缝线设计。另外，滚压窗框本身是多段导轨拼焊而成的，并且整个窗框总成也是和门内板焊接连接的，制造精度比较难控制。这种滚压窗框的结构形式目前主要被日韩系车广泛采用，美系车也有少量采用， 而欧洲车很少采用。 图4 滚压窗框顶部截面由

23、于车身大部分零件都是用冲压工艺形成的，冲压工艺要求零件的角部特征是圆角，而滚压和焊接形成的窗框角部特征往往都是棱角，这两种工艺形成的零件相匹配时会遇到很多麻烦。比如，窗框在B 柱上角形成的是一个尖角，它将侵占侧围板的空间，使得侧围B 柱上端连接处无法设计成有利于车身碰撞的宽大特征，并且侧围上的门密封条安装翻边在此处是圆角，与门的密封面无法重合，通常采用密封条接角或加装内饰件的方法来弥补。另外，窗框与内板在窗台两端的焊接接合处会造成密封面不光顺，焊痕明显，影响外观，有些车采取用整圈门内饰来遮盖这些焊痕，但会增加额外的成本。 滚压窗框结构采用的密封系统（见图4） ，通常采用两圈门密封条，外侧门密封

24、条安装在门上，它的压缩面来自于侧围外板，整个一圈压缩面比较光滑，并且与密封条的安装面重合得比较好。它将起到主密封作用，密封条的形状和结构通常比较复杂，它窗台以上的部分通过嵌入窗框上的沟槽中固定，窗台以下的部分通过装在密封条上的塑料扣钉卡在门内板上一排相间隔的圆孔内固定，由于窗框的几段导轨在拼焊连接处都是尖角，所以这几个部位需要接角过渡。内侧门密封条安装在侧围的门洞翻边上，它的压缩面来自于门上，有时一圈压缩面并非来自于一个零件，可能一部分来自于板金、一部分来自于门内饰件，几个零件的过渡区域和窗框与门内板的焊痕都会导致压缩面不光顺，并且安装面与压缩面的重合性不好，所以它只是起辅助密封作用。玻璃导槽

25、密封条是传统结构，同样因为密封条是嵌在车门板金内的，可视部分较少，所以外观要求不高。 图5 半开放式车门结构半开放式车门结构 这种结构的门板金主要由全尺寸的冲压内板、窗框加强板和一半尺寸的冲压外板组成，窗台以上是没有外板遮盖的，意味着整个窗框内部结构是暴露于车外的（见图5），通过安装一些装配件到窗框内板上将形成窗框外表面，比如导轨饰板和密封条。由于车门外板没有了窗框部分，使得外板模具尺寸减小，板材的利用率提高，白车身的重量减轻了，同时窗框外侧通过安装一些带有装饰性作用的附件，使得车窗外边框具有很强的装饰性，有利于车身造型设计。这种车门结构的缺点有，玻璃周边的装配附件比较多， 增加了装配的难度，

26、各零件相互间的匹配精度比较难控制，容易影响玻璃升降。 图6 半开放式车门窗框顶部截面之一通常在这种结构的车门密封系统中，玻璃导槽密封条的结构将变得很复杂，不仅要有密封作用、导向玻璃的作用，还要有外观装饰作用。由于没有了窗框外框，对玻璃导槽密封条而言，外侧没有板金箍住密封条，顶部条条的外侧完全暴露于车外，要求密封条本身要具有一定的钢性，这可以通过内嵌骨架或使用硬度较高的材料实现。图6 和图7 显示了两种不同的密封条截面设计，一种设计采用在密封条中嵌入金属骨架，靠骨架的刚性夹持在板金翻边上， 固定住密封条（见图6）；另一种是将密封条卡在板金或内饰板的钩子上，起到固定作用（见图7）。可以看到玻璃导槽

27、密封条的截面形状比传统截面复杂很多，极大增加了设计难度和制造难度，作为外观件，质量要求和外观要求也大大提高，大大地增加了密封条的成本。 由于这种结构的车门在门窗区域的外观装饰效果比较好，目前被越来越多的欧美车系所采用，比如大众的帕萨特 B5、迈腾、福特的新蒙迪欧和上海通用的新君威。 车门密封系统的发展趋势 随着对车身外观和密封性能要求越来越高，以及密封条制造工艺和模具水平的提高，车身密封系统呈现出一些新的设计趋势。 图7 半开放式车门窗框顶部截面之二1.对车门分缝线做密封处理，既可以减少风噪又能达到更好的外观效果。 2.密封条集成化程度越来越高，现在有很多设计把三角窗、三角窗导轨和玻璃导槽密封

28、条做成一体，有些甚至把窗台外侧密封条也集成进来形成一个零件，这样可以减少多个单件匹配产生的尺寸偏差，提高了装配效率，同时得到更好的外观效果。 3.节能和环保要求在密封条设计中将被更加注重，传统的密封条使用的橡胶材料硫化后不利于废料的回收处理，一种新的材料TPE/TPV 正在密封条行业被应用推广，容易实现回收再利用，而且其密度比橡胶更小，能够使密封条的重量减轻。 结束语 上面介绍的几种车门结构是目前应用比较广泛的结构，每种结构各有特点，对于一款新的车型，我们在做概念选型时，应该根据平台的定位，综合考虑性能、成本和工艺成熟度来选取合适的车门结构。汽车车门结构作者：Automotive Indust

29、ry News一、整体式车门 在工作中我们遇到最多的是整体式车门（图1）。这种车门拆装简单，只需卸下车门内饰板就可以进行工作。 但是车门内部结构复杂，相关的零部件较多，比如升降器、车门中控电机、门锁连动机构、线束等。 在车门钣金维修时，空间狭小，很不利于工具的进入，操作时非常不方便。 二、分体式车门 分体式车门最具代表性的是红旗乘用车的车门（图2）。这种车门的面板与内骨架是分离的，维修时需要拆卸门内饰板和内骨架。 这种形式的车门对钣金维修非常有利，有足够的空间可以利用，但是对于其它零部件（玻璃升降器、门锁等）的维修、更换就比较麻烦了。 另外每次拆卸上框以后都要对其安装位置进行反复调整，以保证与

30、其相邻部件位置的正确，否则会影响到车门开关的轻松程度和密封性能。 三、高尔夫乘用车车门 高尔夫乘用车的车门吸收了上述两种车门的优点（图3）。整体式升降器上安装了所有的附件，升降器和门锁等安装在一块高强度的铝合金板上（图4），然后用螺栓固定在车门上，既提高车门的整体强度，又提高车门的密封性能，但拆装比较麻烦，不利于小钣金的工作（小钣金：一般指维修面积较小且比较容易维修的钣金工作）。 四、速腾乘用车车门 速腾乘用车的车门是在高尔夫乘用车车门的基础上又作了新的改进。在不拆卸车门内饰板的情况下，就可以把车门面板拆下，进行车门的钣金维修和更换零部件的工作（图5）。 d拆卸车门面板的具体操作程序如下：首先

31、取下车门立边密封条（图6），由于此密封条与塑料卡扣相连接，拆卸时用力要轻，防止损坏。然后拆卸车门外把手（图7）。 先拉住外把手，使其呈开启状态（这是非常关键的，这种拆卸方式秉承了大众乘用车车门外拉式门把手的传统拆卸方式），松动固定螺丝直至门把手小固定块松动，取下固定块后，分离门锁外拉线与外门把手的连接，取下外门把，拆下门把手内固定架螺丝。最后拆下固定车门面板的固定螺丝。 螺丝共有两种（图8），两侧和底部是有区别的，要注意加以区分。这时车门面板就可以取下了，车门内部结构也就一览无遗了，玻璃升降器、门锁等零部件的维修和更换就非常的方便了。 在此要特别提醒，在更换升降器的时候，要固定好车门玻璃，防止

32、滑落后破碎。安装面板时要注意操作顺序与拆卸时相反。 速腾乘用车的这种车门拆装简单、方便，极大地降低了劳动强度，提高了工作效率，在相关零部件更换时更是凸现了它的优势。(end)汽车车门内板冲压成形工艺分析 该文分析了某轿车车门内板的成形工艺及易产生的缺陷，并据此制定了其合理的冲压工艺方案。文章通过对拉延成形过程的模拟与分析，得出了合理的工艺方案，目的是为类似零件工艺方案的制定提供参考。汽车覆盖件具有尺寸大、相对厚度小、形状复杂等特点，决定了在冲压成形中板料变形的复杂性，变形规律不易被掌握，不能定量地对主要工艺参数和模具参数进行计算，在工程实践中还主要运用经验类比来进行冲压工艺设计。一、冲压工艺制

33、定1.零件工艺分析图1所示为某轿车车门内板零件图，材料为St14，料厚0.8mm。从图可以看出，该零件形状复杂，高差较大，局部成形较多，板料的变形不是单纯的拉延成形，而是存在一定程度的胀形变形，是典型的汽车覆盖件。图1中的a和b处，由于窗框部分进行内工艺补充后，形成了零件的反成形形状，这部分形状的成形一般不能靠外部材料进行补充，只能靠该部分板料的胀形成形来实现，胀形成形深度较深，a和b处大约有20mm左右，且转角部R较小，因此在拉延成形过程中很容易出现破裂。在零件的c处，存在大约12mm高的台阶，此部分若在第一次拉延过程中直接成形，则压料面可能有以下两种分法：(1)将c部分作为压边面的一部分，

34、即将分模线分在零件侧壁圆角处，这样由于台阶对板料的进料阻力较大，易导致零件在拉延过程中可能产生破裂;(2)将c部分作为凸模的一部分，即将分模线分在c部分外侧的法兰上，则在拉延过程中该区域的板料是悬空的，在径向拉应力和切向压应力的作用下，材料集中收缩到此处，可能导致零件的该部分起皱，甚至有迭料的可能。由上面的工艺分析可知，该覆盖件成形难度大，成形工艺较复杂。图1 某轿车车门内板零件图2.工艺方案的制定产品冲压成形工艺的确定过程，就是分析和预测板料在变形过程中可能产生的缺陷，并采取一定的措施，以消除和防止冲压缺陷，同时考虑制造能力、冲压设备、投资成本等因素。根据本零件的工艺性和本身的结构特点，结合

35、实际生产情况，车门内板的工艺过程如下：拉延+切角;二次拉延+切边+冲孔;切边+冲孔;侧切+侧冲孔翻孔+冲孔+整形;整形+冲孔。(1)拉延工序工艺方案的制定拉延工序是覆盖件冲压成形的关键工序，覆盖件的大部分形状是在此工序形成的，拉延成形的好坏将直接影响覆盖件质量。该工序一方面将成形出零件的大部分形状，同时在拉延过程中还将对坯料进行切角，减少落料模具，降低成本。结合零件的工艺性，在拉延工序中对零件的某些部分作如下处理：在零件的a和b处可采取以下方式来消除破裂：第一方案，增大a和b处的相应模具圆角，以减小材料流动阻力，后工序再对相应部分作整形;第二方案，利用在窗框的适当部位冲切工艺切口的方法，使容易

36、破裂的区域从相邻区域里得到材料补充，从而改善该区域的变形情况，避免破裂的产生。在零件的C处，为了避免一次拉延可能产生的缺陷，考虑作二次拉延，从而降低第一次拉延的难度，如图2中的局部视图F所示。拉延工序工艺的制定包括拉深方向的选择、工艺补充和压料面的设计等。选择合理的拉延方向应考虑以下原则：(1)保证能将拉延件的全部空间形状一次拉出来，不产生负角;(2)尽量使拉深深度浅且均匀;(3)保证凸模有良好的接触状态;(4)有利于防止表面缺陷;(5)同时要考虑后工序内容和模具结构。综上所述，结合车门内板本身特点，拉延工序的冲压方向如图2所示。合理的压料面形状应遵循以下几个主要设计原则：(1)压料面的形状应

37、尽量简单;(2)在拉延过程中压料面任一断面的展开长度要小于拉延件内部相应断面的长度;(3)压料面应使成形深度小且各部分深度接近一致。结合本零件的特点，压料面沿零件四周的变化趋势顺延成曲面，如图2所示。在进行工艺补充时，应主要考虑以下几个原则：(1)尽量简化拉延件结构形状;(2)工艺补充部分尽量小，以提高材料利用率，降低成本;(3)对后工序有利原则，如定位、修边等。根据以上原则，结合本零件的本身特点，工艺补充简图如图2所示。如局部视图F所示，为了降低拉延的难度，避免拉延过程中产生缺陷，将如图1的C部分分两次成形。由于后工序全部有冲孔动作，出于模具结构简单化的目的考虑，窗框型面部分采用向下整形，并

38、保证合适的切边角度，窗框型面部分的工艺补充如图2的局部视图I所示，并将侧壁作了8的拔模角,如局部视图E所示。其余部分顺着产品延伸出来。图2 拉延工序及工艺补充简图(2)其余工序工艺方案该覆盖件部分孔和其他大部分孔的方向相差约10，并且考虑到窗框型面弧度变化，第一工序和第二工序的冲压方向相同，后工序冲压方向与之相差10度，现将后工序进行简单介绍。工序二，二次拉延+切边+冲孔，如图3a所示，该工序对如图1所示的C部分进行二次拉延，局部区域进行整形，切边时考虑了窗框内废料较大，将其分三块切掉，出于模具结构强度的原因本工序切出两端的两块。工序三：切边+冲孔，如图3b所示，将余下全周进行切边，同时冲出部

39、分孔。工序四：侧切+侧冲孔翻孔+冲孔+整形，如图3c所示，窗框内边整形，侧向门锁安装孔在此工序全部完成，如SECA-A所示，此部分内容的完成也是模具结构的难点，采用双动斜楔机构。工序五：整形+冲孔，如图3d所示,全周法兰边整形，冲切余下孔，因为零件的法兰边要与外板进行扣合，法兰边的平展度将直接影响扣合的质量，故在此工序安排了法兰边全周的整形。二、基于DYNAFORM 的数值模拟技术在数值模拟过程中，模具、板料等各部件模型被离散化，分为有限个单元，单元用节点连接，单元之问的作用由节点传递，并根据弹塑性及相关理论建立物理方程，通过计算机按照特定算法，求解出各单元成形后的应力及应变等状态，然后建立计

40、算结果的仿真模型，反映板料在成形后的拉裂、起皱等现象及应力应变等情况。在DYNAFORM的实际应用中，计算结果的仿真模型是确定合理的工艺参数，指导模具设计的依据。因此，计算结果的准确性是数值模拟技术的首要问题。而计算结果的准确性主要是由有限元模型的准确性决定的。有限元建模过程包括选择适当的网格单元对几何模型进行离散化，以获得有限元网格模型;以合理的方式获得仿真分析中准确的材料参数、摩擦润滑参数、工艺条件和各种约束条件等，建立一个可直接用于仿真计算的完整有限元模型其中，有限元网格质量是决定计算效率和计算精度的主要因素。网格单元小则结果精确，但单元数目越多计算量越大，浪费计算时间;网格尺寸大则计算

41、量小，但误差较大，不能真实反映模型特征。在实际应用中，根据模具与板料在数值模拟中的不同特点，板料网格尺寸的大小应在满足精度要求的前提下尽量大，并尽可能采用自适应网格划分。三、车门内板拉延数值模拟将各单元集分别定义为凹、凸模、板料和压边圈。设置好模具、板料和压边圈之间的相对位置，并定义它们之间的接触类型、参数和运动曲线，设置必要的工艺参数。分析材料厚度为0.8mm,考虑到材料利用，坯料设计为平行四边形，如图2所示。材料选用材料库中的St14，其弹性模量E=2.07105MPa，泊松比为0.28，屈服强度=165MPa，各向异性指数r-0=1.87，各向异性指数r-45=1.27，各向异性指数r-

42、90：2.17，硬化指数n=0.2,摩擦系数为0.125，压边力为80t。分析所得成形极限图如图5所示，由图可以看出零件拉延成形比较充分，零件部分无明显的起皱，但在窗框部分由于胀形成形深度较深而出现了破裂，即如图1的a和b处，在生产中可通过增大模具相应圆角和冲切工艺切口的方法来消除。在试模过程中，为了降低成本，应优先考虑方案一，即通过增大模具圆角来消除破裂。图6为实际拉延成形的零件。图5 拉延成形极限图图6实际拉延的零件图7 实际生产零件四、结束语本文的车门内板是典型的汽车覆盖件，用计算机进行仿真模拟，预测了拉延过程中可能出现的缺陷，为模具设计提供了指导，减少了模具试模次数，有效降低了设计和制

43、造成本，缩短了生产周期，所生产的制件质量高，提高了企业的市场竞争力。图7为按本工艺所生产的零件。先拆扶手盖.有2个螺丝.需要专用工具.在拆喇叭有 4个螺栓也需要专用工具.拆掉喇叭.喇叭的后面的门板上还有2个螺丝.也需要专用工具. 然后在把门板上方的三角饰板取下. 取下后你就可以拿门板了.我怕你拿不下.因为我第一次拆的时候.拆了好久.还拆坏很多扣子.扣子很紧的.只有4S店有扣子买. 如果装的不好反而会有异响.车门设计过程的研究1.1 车门的分类车门的结构类型多种多样。按开启方式可分为旋转门、拉门、折叠门和外摆式车门；按车门结构可分为整体式车门和分开式车门；按有无窗框可分为有窗框和无窗框式车门；按

44、旋转方向可分为顺开门、逆开门和上开门。 1.2 车门的构成不同类型的车门可分为车门本体、车门附件两部分。车门本体包括车门内外板、加强板和窗框等，是一个整体涂漆、未装备状态的钣金焊接总成，是实现车门整体造型效果、强度、刚度及附件安装的基础框架。而附件则是为满足车门的各项功能要求，在车门本体或其它相邻结构件上装配的零件及总成。车门总成的组成，由车门内外板，加强板，车门锁，铰链及限位器，玻璃长降器，内外饰装饰件及其它附件。其中铰链的布置对车门运动的影响非常重要。1.3 车门的功能要求车门作为汽车的重要组成部分，是车身侧面最富变化和最受人关注的对象。一方面，车门作为车身结构中的重要组成部分，其造型风格

45、、强度、刚度、可靠性及工艺性等必需满足车身整体性能的要求；另一方面，车门结构自身的视野性、安全性、密封等性能，既对整个车身结构性能影响较大，也是车门功能要求的重要部分。第一，对使用方便性来说，要求：开关方便性：灵活、轻便、自如，有最大、中间两档开度，并能可靠限位；上下车方便性：开度应足够，一般不低于60或开度不小于650mm。第二，对视野性来说，要求：尽量加大车门窗口及玻璃尺寸，并合理布置三角窗位置、大小、形状。第三， 对可靠性安全性来说，要求：足够的强度、刚度，不允许因变形、下沉而影响车门开关可靠性；车门开关时不允许有振动噪声；部件性能可靠、不干涉；撞翻车时不能自行开门，以确保乘员安全；满足

46、侧撞时对乘员的保护要求。 第四，对密封性来说，要求：雨、雪、尘不能进入车内，应具备良好的气密封性。第五，对工艺性维修性来说，要求：易于生产制造，拆装方便。1.4 车门的设计流程车门是车身结构中的一个分总成，车门设计应与车身总体设计相统一。在进行具体的车门设计前首先应根据整车参数，以同类型车为参考，进行车门部分的产品描述，确定车门类型，附件类型及种类。车门的设计过程一般如下：1.4.1 产品描述。应根据设计任务书和调研的分析结果对车门总成及零件进行描述；1.4.2 确定输入和输出。输入一般指：总布置提供的设计任务书；车身CAD 表面三维数据模型和二维线图；设计法规等。输出一般是确定需要建立的三维

47、模型和图纸等；1.4.3 定车门边界，进行车门的总体结构方案设计：a确定边界；b车门附件布置；c. 车门本体设计；d. 附件设计1.4.4 门的运动校核；1.4.5 安全性校核；1.4.6 校核结果满足要求，完成设计。当然，上述的设计步骤并不是绝对不变的，要根据设计的需要灵活进行，各步骤之间的反复往往要多次进行，如：根据铰链位置等初步确定车门边界，然后进行附件布置，但布置过程中出现问题又要求重新修改边界等等，各步骤不断交叉进行，多方面考虑才能保证最终设计的合理。塑料在汽车工业中的应用 当前，世界汽车材料技术发展的主要方向是轻量化和环保化。减轻汽车自身的重量是降低汽车 排放，提高燃烧效率的最有效

48、措施之一，汽车的自重每减少10%，燃油的消耗可降低6%8%。为此，增加塑料类材料在汽车中的使用量，便成为降低整车成本 及其重量，增加汽车有效载荷的关键。汽车用塑料零部件分为三类：内饰件、外饰件和功能件。自20世纪90年代以来，随着汽车材料国产化的开展，我国汽车用塑料步入了世界发展的轨道。 在我国，塑料件约占汽车自重的7%10%，举例来说，在轿车和轻型车中，CA7220小红旗轿车中的塑料用量为88.33kg，上海桑塔纳为67.2 kg，奥迪为89.98 kg，富康为81.5 k g，依维柯0041则为144.5 kg；在重型车中，斯太尔1491为 82.25kg，斯太尔王为120.5 kg。据有

49、关部门统计，我国汽车用塑料的品种按用量排列依次为PP，PVC，PU，不饱和树脂，ABS，PF，PE，PA，PC，复合材料。 但是，与汽车工业发达国家相比，我国还存在很大的差距，德国、美国、日本等国的汽车塑料用量已达到10%15%，有的甚至达到了20%以上。虽然各国使 用的塑料品种不尽相同，但大体相似。就不同品种的塑料用量来看，如果按使用数量排列，德国是PVC，PU，PP，PE，ABS；美国是PU，PP，PE， PVC，ABS；日本是PVC，PP，PU，ABS，PE，FRP。 内饰件 一辆汽车最容易出彩的是内饰件，因为汽车的外观是给别人看的，而人们真正享受的是汽车的内饰，内饰强调触觉、手感、舒适

50、性和可视性等。内饰产品主要包括以下几个方面： 仪表板 欧洲汽车的仪表板一般以ABS/PC及增强PP为主要材料；美国汽车的仪表板多用苯乙烯/顺丁烯二酸酐SMA，这类材料价格低，耐热、耐冲击，具有良好的 综合性能；日本汽车的仪表板曾采用过ABS和增强PP材料，目前则以玻璃纤维增强的SAN为主，有时也采用耐热性更好的改性PPE。随着电子技术的应用， 高度的控制技术、发动机前置前轮驱动汽车操纵系统以及其它中央控制系统等将被集中在仪表板周围，因此，由纺织物来取代目前在聚氨酯发泡体表面覆盖的聚乙烯 表皮将成为可能。 目前，我国使用的仪表板可分为硬仪表板和软仪表板两种。硬仪表板常被用在轻、小型货车、大货车和

51、客车上，一般采用PP、PC、ABS、ABS/PC等一次 性注射成型。这种仪表板表面有花纹，尺寸很大，无蒙皮，对表面质量要求很高，对材料的要求是耐湿、耐热、刚性好、不易变形。但由于这种仪表板通常采用多点 注射成型，易形成流痕和粘接痕，同时添加色母不均，容易产生色差，因此表面需经涂装后才能使用，且最好选用亚光漆涂装。另外，由于高档仪表板追求质感，所 以在仪表板表面做一部分桃木饰纹将是一种发展方向。 软质仪表板由表皮、骨架材料、缓冲材料等构成。斯太尔 “7001”产品采用钢板骨架，也有用ABS、改性PP、FRP做骨架的；桑塔纳、捷达、富康及斯太尔“7001”均采用PVC/ABS或PVC片材作为 表皮

52、材料，并带有皮纹，其加工工艺是先将表皮真空吸塑成型，再将吸塑好的表皮修剪后备用，置入发泡模腔内，再放上骨架，然后注入缓冲类发泡材料（如PU） 而成形。由于半硬质PU泡沫的开孔性，因此它具有良好的回弹性，并能吸收50%70%的冲击能量，安全性高，耐热、耐寒，坚固耐用，且手感好。但是，由 三种以上材料构成的仪表板，材料的再生利用极为困难。为了便于回收利用，正在发展用热塑性聚烯烃TPO表皮和改性聚丙烯PP骨架及聚丙烯发泡材料构成的仪 表板。 车门内板 车门内板的构造基本上类似于仪表板，由骨架、发泡和表皮革构成。以红旗轿车和奥迪轿车为例，车门内板的骨架部分由ABS注塑而成，再采用真空成形的方法， 将衬

53、有PU发泡材料的针织涤纶表皮复合在骨架上形成一体。最近开发成功的低压注射压缩成型方法，是把表皮材料放在还未凝固的聚丙烯毛坯上，经过压缩，压 成为门内板。表皮材料为衬有PP软泡层的TPO，这类门板易回收再生。中低档轿车的门内板，可采用木粉填充改性PP板材或废纤维层压板表面复合针织物的简 单结构，即没有发泡缓冲结构，有些货车上甚至使用直接贴一层PVC人造革的门内板。在美国，门内装饰板用ABS或PP注塑成形的居多，现在我国国产的卡车 斯太尔王也使用同类板。近年来，车门内饰板为满足耐候性和柔软性，已开始使用热塑性弹性体与PP泡沫板相叠合的结构。日本开发了一种冲压成形、连续生 产全PP车门内饰板的技术，

54、门板包括PP内衬板、PP泡沫衬热层和PP/EPDM皮层结构。 座椅 目前坐垫及靠背基本上是由软质PU发泡制成。对于座椅的表皮材料，60年代大多数采用PVC人造革，70年代开始使用真皮织物包皮，织物材料主要是尼龙， 预计聚酯织物包皮会逐年增加。座椅缓冲材料为模压发泡的软质高弹性PU，目前尚无其它发泡材料可以替代它。软质PU发泡材料可用热硫化层和冷硫化法生产， 但从设备投资和材料性能考虑，目前座椅缓冲垫多用冷硫化法生产。考虑到座椅的舒适性，缓冲垫的密度可以改变，从而使软硬度随之改变。如奥迪A6轿车靠背上 的缓冲垫可使用天然纤维（如椰子壳）浸胶材料，其特点是透气性好；骨架材料可用GMT（玻璃纤维毡片

55、）取代钢铁材料。 方向盘 方向盘一般采用自结皮硬质PU泡沫材料高压或低压发泡而成。方向盘结构要求挺拔、坚固、轻便、外韧内软，并能耐热、耐寒、耐光、耐磨。因此，包覆物多用改 性PP、PVC、PU、ABS等树脂，骨架一般选用钢骨架与铝压注而成，考虑到轻量化，现在也有用玻璃纤维增强PA替代铁芯的趋势。为了追求豪华、舒适、 手感好，现在的方向盘表面部分增加了桃木饰纹或真皮包皮等。 顶棚、后围 车内顶棚、后围（后围主要对重型车而言）是内饰件中材料和品种花样最多的一种复合层压制品，它的作用除了起装饰功能外，还起着隔热、隔音等特殊功能。顶 棚、后围一般由基材和表皮构成，基材需要具有轻量、刚性高、尺寸稳定，易

56、成形等特点，为此一般使用热塑性聚氨酯发泡内材、PP发泡内材、热塑性毡类内材、 玻璃纤维瓦楞纸、蜂窝状塑料带等。表皮材料可用织物、无纺布、TPO、PVC等。我国的轿车顶棚一般使用TPO发泡片材、玻璃纤维、无纺涤纶布材料层压成 型。顶棚的种类有成型顶棚、粘接顶棚和吊装顶棚，其中成形顶棚占70%以上。卡车主要用成型顶棚，基材采用热固性或热塑性毡类，压制成型，表皮材料选用针 织面料、无纺布、PVC等。 发动机罩及地垫 发动机罩及地垫属中、重型汽车及客车的重要内饰件。现在，发动机罩一般是将PVC皮革吸塑后与聚醚多元醇和异氰酸酯发泡填充而成，主要起到吸音、隔热、减震和美化车内环境等作用。轿车中的地垫一般都采用美观、漂亮的复合成型垫（如橡胶、PVC、毛、麻类）制成。 除了以上塑料内饰件外，还有遮阳板、门手柄、门槛饰条、侧窗防霜器、杂物箱及盖以及其它吸音材料等。 外饰件 外饰件除了要具有内饰件的功能外，还要求具有高强度、高韧性、耐环境条件性能及抗冲击性能等。 汽车保险杠保 险杠是汽车的主要外饰件之一。保险杠一般采用模压塑料板材、改性PP材料，或用玻璃纤维增强塑料经模压、吸塑或注塑成型。桑塔纳轿车的面板材料是采用共聚 丙烯加热塑性弹性体，再加入