CN103010310A - 一种汽车侧围外板后门锁区域结构及其设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车侧围外板后门锁区域结构及其设计方法，包括侧围门洞密封面、侧围门洞焊接边以及侧围外板门分缝线止口边，侧围门洞焊接边通过侧围门洞密封面与侧围外板门分缝线止口边连接，侧围门洞密封面（A）上部与侧围外板门分缝线（C）止口边通过外特征圆角过渡，侧围门洞密封面（A）下部与侧围门洞焊接边（B）通过门锁下部圆角过渡，其特征在于：在侧围外板门分缝线（C）与侧围门洞密封面（A）之间增加一个第一台阶（T1），该第一台阶（T1）满足冲压过拉延的工艺补充面的要求以避免侧围外板发生拉延开裂；在侧围门洞焊接边（B）上也增加一个第二台阶（T2），该第二台阶（T2）增强零件强度，提高焊接边尺寸稳定性。

Description

一种汽车侧围外板后门锁区域结构及其设计方法

技术领域

本发明涉及一种汽车白车身零件设计领域，尤其是涉及一种汽车侧围外板后门锁区域结构及其设计方法。

背景技术

一辆新轿车从前期市场调研至成批投产，耗资十分具大。车身开发设计的费用及时间约占整车开发费用和时间的70%。侧围外板是白车身零件制造中的核心，它具有形状复杂、结构尺寸大、成型困难、外表面质量要求高的特点。在整车车身零件开发过程中，侧围外板占据时间较长，费用较高。侧围外板周圈搭接零件较多，制件品质会直接影响到整车的装配和外观间隙要求。

通过对现场侧围外板制件进行调查，如图1虚线所示为侧围外板后门锁区域，最常见的冲压问题是开裂、起皱、A面（汽车外表面或可视面）变形、制件外特征圆角不光顺等现象。侧围外板后门锁区域出现的上述冲压缺陷，多数是由零件结构设计不合理所致。侧围外板后门锁上部，是制件成形时深度最大的一个区域，制件通常采用过拉延整形工艺，解决成形时出现开裂现象。零件结构设计若不合理，将无法完成冲压过拉延工艺补充面要求，制件成形后，出现外特征棱线不光顺，A面变形现象。门洞焊接边也会产生严重的起皱现象，起皱缺陷无法通过工艺消除。制件外特征棱线不光顺，会影响到后门外板和侧围外板的外观匹配间隙要求；A面变形和起皱缺陷，直接影响到整车外观品质，造成整车等级下降。

综上所述，侧围外板零件的结构设计不合理，制件现有技术中存在如下技术问题： 

（1）侧围外板的后门锁区域出现开裂、起皱现象；

（2）侧围外板的外特征线不光顺、A面变形现象；

（3）侧围外板和后门外板匹配时出现外观间隙、平度不均匀现象；

（4）侧围外板成形时对模具产生严重磨损现象。

发明内容

本发明设计了一种汽车侧围外板后门锁区域结构及其设计方法，其解决以下技术问题：（1）侧围外板的后门锁区域出现开裂、起皱现象；（2）侧围外板的外特征线不光顺、A面变形现象；（3）侧围外板和后门外板匹配时出现外观间隙、平度不均匀现象；（4）侧围外板成形时对模具产生严重磨损现象。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案： 

一种汽车侧围外板后门锁区域结构，包括侧围门洞密封面（A）、侧围门洞焊接边（B）以及侧围外板门分缝线（C）止口边，侧围门洞焊接边（B）通过侧围门洞密封面（A）与侧围外板门分缝线（C）止口边连接，侧围门洞密封面（A）上部与侧围外板门分缝线（C）止口边通过外特征圆角过渡，侧围门洞密封面（A）下部与侧围门洞焊接边（B）通过门锁下部圆角过渡，其特征在于：在侧围外板门分缝线（C）与侧围门洞密封面（A）之间增加一个第一台阶（T1），该第一台阶（T1）满足冲压过拉延的工艺补充面的要求以避免侧围外板发生拉延开裂；在侧围门洞焊接边（B）上也增加一个第二台阶（T2），该第二台阶（T2）增强零件强度，提高焊接边尺寸稳定性。

进一步，侧围外板门分缝线（C）止口边至第一台阶（T1）顶部的距离为第一台阶深度（H1），第一台阶的深度（H1）深度一致并且第一台阶深度（H1）控制在5mm-15mm；第一台阶的宽度值（W1）大于5mm。

进一步，外特征圆角半径（R1）控制在1.75-4mm，门锁下部圆角半径（R2）大于6mm。

进一步，侧围门洞密封面（A）侧壁、第一台阶（T1）上部和下部的侧壁与车身Y轴形成的夹角均大于6°以上。

进一步，侧围门洞焊接边（B）也包括第二台阶（T2），约束侧围门洞焊接边台阶的深度（H2）在5mm左右；侧围门洞焊接边台阶的底部直边宽度（W2）控制在12-15mm。

进一步，门分缝线（C）所处的垂直平面与门洞焊接边止口边距离（W3）控制在100mm以内；门分缝线（C）所处的水平平面与门洞焊接边之间的深度（H3）控制在150mm以内。

一种汽车侧围外板后门锁区域结构的设计方法，包括以下步骤：步骤1：在侧围后门锁区域的门洞密封面（A）上增加第一台阶（T1）；步骤2：第一台阶（T1）深度保持一致、对第一台阶宽度和深度值进行约束；步骤3：对外特征圆角半径（R1）和门锁下部圆角半径（R2）进行约束；步骤4：对侧围门洞密封面（A）侧壁和第一台阶（T1）侧壁的拔模角进行约束；步骤5：在侧围门洞焊接边（B）上增加第二台阶（T2），对第二台阶（T2）参数值进行约束；步骤6：对门分缝线（C）所处的垂直平面与门洞焊接边止口边（B）距离进行约束；对门分缝线（C）所处的水平平面与门洞焊接边（B）之间的深度值进行约束。

进一步，步骤2中，侧围外板门分缝线（C）至第一台阶（T1）顶部的距离为台阶深度（H1），第一台阶的深度（H1）深度一致并且台阶深度（H1）控制在5mm-15mm；第一台阶的宽度值（W1）大于5mm。

进一步，步骤3中，侧围外板门分缝线外特征圆角半径（R1）控制在1.75-4mm，门锁下部圆角半径（R2）大于6mm。

进一步，步骤5中，约束第二台阶（T2）的深度（H2）在4-6mm；第二台阶（T2）的底部直边宽度（W2）控制在12-15mm。

该汽车侧围外板后门锁区域结构及其设计方法与传统汽车侧围外板后门锁区域结构及其设计方法相比，具有以下有益效果：

（1）本发明在满足侧围车身功能要求时，优化了冲压工艺，提高整车质量和外观品质，减少整车开发成本，缩短整车开发周期。

（2）本发明由于对侧围外板的外特征圆角半径进行约束，可保证后门外板和侧围外板的外观匹配间隙要求，也可以避免制件成形时出现开裂的现象。

（3）本发明由于在侧围门洞密封面上增加合适的台阶并且对台阶的参数进行约束，此参数设计的台阶，在满足产品功能要求同时，又可以解决此区域的过拉延工艺补充面设计要求。

（4）本发明要求侧围门洞密封面上部增加的台阶深度保持一致，可以提高汽车外观品质，并且保证外特征圆角的光顺性和一致性。

（5）本发明由于对侧围门洞焊接边的台阶参数值进行约束，确保了侧围门洞焊接边的强度，提高焊接边尺寸稳定性。

（6）本发明由于对门锁下部圆角半径的参数进行约束，减小了模具磨损、避免了侧围外板的开裂以及汽车A面变形。

附图说明

图1：本发明汽车侧围外板后门锁区域的结构示意图；

图2：图1中A-A截面示意图。

附图标记说明：

图1中侧围外板虚线区域为本发明内容。

图2为图1的A-A截面示意图：A表示侧围门洞密封面；B表示侧围门洞焊接边；C表示侧围外板门分缝线止口边；T1表示第一台阶，即侧围外板门分缝线止口边与侧围门洞密封面之间的台阶;H1表示门洞密封面上增加台阶的深度，要求深度值保持一致，推荐H1值5-15mm；W1表示台阶的宽度，要求大于5mm；R1表示零件外特征圆角，推荐值1.75-4mm；R2表示门锁下部圆角半径，要求大于6mm；T2表示第二台阶，即侧围外板门洞焊接边台阶；H2表示门洞焊接边台阶的深度，推荐值5mm左右；W2表示侧围门洞焊接边直边的长度，推荐值12-15mm；W3表示Y向视图下，门分缝线所处的垂直平面与门洞焊接边止口边距离，要求W3控制在100mm以内；H3表示X向视图下，门外板分缝线所处的水平平面与门洞焊接边止口边之间的深度，要求控制在150mm以内。

具体实施方式

下面结合图1和图2，对本发明做进一步说明：

如图1所示，图1中虚线区域为本发明涉及的汽车侧围外板后门锁区域。其中，Z轴为车顶至车底向，X轴为车头至车尾向，Y轴为车左门至车右门向。

图2是按照图1中虚线区域的A-A向剖视图，其首先对侧围外板后门锁区域零件结构设计进行要求。考虑到后门外板和侧围外板的外观匹配要求，侧围外板的外特征圆角要设计合理，外特征圆角半径R1过大，影响到后门外板和侧围外板的外观匹配间隙要求。外特征圆角半径R1过小，无法解决零件成形开裂缺陷。综合考虑，现推荐侧围外板的外特征圆角半径R1值1.75-4mm，此范围内的参数值即可保证后门外板和侧围外板的外观匹配间隙要求，也可以避免制件成形时出现开裂的现象。

侧围外板后门锁部分，是零件成形时深度最大的一个地方，零件通常出现拉延开裂缺陷。此区域需采用过拉延的工艺设计，来避免零件成形开裂现象。为了满足冲压过拉延的工艺补充面要求，在门洞密封面上增加合适的台阶，台阶深度H1推荐值5-15mm；台阶宽度W1大于5mm；此参数设计的台阶，在满足产品功能要求同时，又可以解决此区域的过拉延工艺补充面设计要求。

侧围外板的外特征圆角过拉延整形后，经常出现外特征圆角不光顺、A面变形现象。为了提高A面品质，为了保证外特征圆角的光顺性和一致性，要求侧围门洞密封面上部增加的台阶深度H1保持一致。

为了满足侧围门洞焊接边的密封要求，推荐侧围门洞焊接边的直边宽度W2为12-15mm。侧围门洞焊接边台阶深度H2要设计合理，深度过小，门洞焊接边强度偏弱，零件的品质无法保证；门洞焊接边深度过大，零件成形时，此区域存在开裂风险。综合考虑，推荐门洞焊接边深度H2值控制在5mm左右。

零件设计时，考虑到制件整体成形难度，以及自动化压机的参数需要，要求零件的深度尽量浅。门外板分缝线C所处的水平平面与门洞焊接边之间的深度H3要求控制在150mm以内；零件侧壁的拔模角在车身方向下，需要打开6°以上；门锁下部圆角半径R2要尽量大，要求门锁下部圆角半径R2大于6mm。否则零件成形时，模具磨损严重，开裂以及A面变形风险无法避免。

零件Y向视图下，门外板分缝线所处的垂直平面与门洞焊接边止口边距离W3，在满足产品功能前提下要求尽量短，要求门外板分缝线所处的垂直平面与门洞焊接边止口边距离W3控制在100mm以内。门外板分缝线与门洞焊接边平面距离越大，零件成形时起皱现象越严重，A面变形的风险也对应增加。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1. 一种汽车侧围外板后门锁区域结构，包括侧围门洞密封面（A）、侧围门洞焊接边（B）以及侧围外板门分缝线（C）止口边，侧围门洞焊接边（B）通过侧围门洞密封面（A）与侧围外板门分缝线（C）止口边连接，侧围门洞密封面（A）上部与侧围外板门分缝线（C）止口边通过外特征圆角过渡，侧围门洞密封面（A）下部与侧围门洞焊接边（B）通过门锁下部圆角过渡，其特征在于：在侧围外板门分缝线（C）与侧围门洞密封面（A）之间增加一个第一台阶（T1），该第一台阶（T1）满足冲压过拉延的工艺补充面的要求以避免侧围外板发生拉延开裂；在侧围门洞焊接边（B）上也增加一个第二台阶（T2），该第二台阶（T2）增强零件强度，提高焊接边尺寸稳定性。

2.根据权利要求1所述汽车侧围外板后门锁区域结构，其特征在于：侧围外板门分缝线（C）止口边至第一台阶（T1）顶部的距离为第一台阶深度（H1），第一台阶的深度（H1）深度一致并且第一台阶深度（H1）控制在5mm-15mm；第一台阶的宽度值（W1）大于5mm。

3.根据权利要求1所述汽车侧围外板后门锁区域结构，其特征在于：外特征圆角半径（R1）控制在1.75-4mm，门锁下部圆角半径（R2）大于6mm。

4.根据权利要求1所述汽车侧围外板后门锁区域结构，其特征在于：侧围门洞密封面（A）侧壁、第一台阶（T1）上部和下部的侧壁与车身Y轴形成的夹角均大于6°以上。

5.根据权利要求1所述汽车侧围外板后门锁区域结构，其特征在于：侧围门洞焊接边（B）也包括第二台阶（T2），约束侧围门洞焊接边台阶的深度（H2）在5mm左右；侧围门洞焊接边台阶的底部直边宽度（W2）控制在12-15mm。

6.根据权利要求1所述汽车侧围外板后门锁区域结构，其特征在于：门分缝线（C）所处的垂直平面与门洞焊接边止口边距离（W3）控制在100mm以内；门分缝线（C）所处的水平平面与门洞焊接边之间的深度（H3）控制在150mm以内。

7.一种汽车侧围外板后门锁区域结构的设计方法，包括以下步骤：步骤1：在侧围后门锁区域的门洞密封面（A）上增加第一台阶（T1）；步骤2：第一台阶（T1）深度保持一致、对第一台阶宽度和深度值进行约束；步骤3：对外特征圆角半径（R1）和门锁下部圆角半径（R2）进行约束；步骤4：对侧围门洞密封面（A）侧壁和第一台阶（T1）侧壁的拔模角进行约束；步骤5：在侧围门洞焊接边（B）上增加第二台阶（T2），对第二台阶（T2）参数值进行约束；步骤6：对门分缝线（C）所处的垂直平面与门洞焊接边止口边（B）距离进行约束；对门分缝线（C）所处的水平平面与门洞焊接边（B）之间的深度值进行约束。

8.根据权利要求7所述汽车侧围外板后门锁区域结构的设计方法，其特征在于：步骤2中，侧围外板门分缝线（C）至第一台阶（T1）顶部的距离为台阶深度（H1），第一台阶的深度（H1）深度一致并且台阶深度（H1）控制在5mm-15mm；第一台阶的宽度值（W1）大于5mm。

9.根据权利要求7所述汽车侧围外板后门锁区域结构的设计方法，其特征在于：步骤3中，侧围外板门分缝线外特征圆角半径（R1）控制在1.75-4mm，门锁下部圆角半径（R2）大于6mm。

10.根据权利要求1至7中任何一项所述汽车侧围外板后门锁区域结构的设计方法，其特征在于：步骤5中，约束第二台阶（T2）的深度（H2）在4-6mm；第二台阶（T2）的底部直边宽度（W2）控制在12-15mm。

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