CN116956466A - 一种汽车门外护板及其设计方法和制造工艺 - Google Patents

一种汽车门外护板及其设计方法和制造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种汽车门外护板及其设计方法和制造工艺。设计方法的步骤为：门外护板A面数据进行SE分析，判断A面的R角、前门外护板A面到车轮轮眉和后门外护板A面的最小距离、后门外护板A面到前门外护板A面的最小距离和拔模角是否均满足设定要求；建立汽车门外护板3D模型并分析，判断门外护板的壁厚和分型线是否满足要求；选取门外护板材料，并判断门外护板上的加强筋、Doghouse和凸台的壁厚，以及加强筋的脱模角度是否满足设定要求；计算门外护板的总变形量，并判断最小间隙是否满足设定要求；进行样件制作，判断产品是否满足设定要求。本发明解决了现有门外护板的设计方法设计出的门外护板的A面存在凹凸不平、光影不顺的问题。

Description

一种汽车门外护板及其设计方法和制造工艺
技术领域
本发明涉及汽车配件技术领域，具体涉及一种汽车门外护板及其设计方法和制造工艺。
背景技术
当前汽车消费市场已经从商品稀缺时期转变为物质丰富时期，消费者对产品的需求从单纯的产品功能满足向个性化、精神化、情感满足转变；门外护板CMF也由传统的皮纹转化为高光喷涂。然而，采用传统的门外护板系统设计方法生产出的门外护板的A面（即在最终使用状态下，客户经常能够看到的表面）会出现产品外观凹凸不平，光影不顺的问题，因此急需寻求一种能保证产品外观质量的汽车门外护板的设计方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车门外护板及其设计方法和制造工艺，以解决现有门外护板的设计方法设计生产出的门外护板的A面存在凹凸不平、光影不顺的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种汽车门外护板的设计方法，包括以下步骤：
S1、创意造型汽车门外护板并输出A面数据，以获取A面数据，对A面数据进行SE分析，通过汽车外凸法规要求，判断A面的R角是否大于或等于预设值、前门外护板A面到车轮轮眉运动包络的最小距离L1是否大于或等于第一预设距离、后门外护板A面到前门外护板A面运动包络的最小距离L2是否大于或等于第二预设距离、以及门外护板A面的拔模角是否大于或等于预设拔模角，若A面的R角大于或等于预设值、前门外护板A面到车轮轮眉运动包络的最小距离L1大于或等于第一预设距离、后门外护板A面到前门外护板A面运动包络的最小距离L2大于或等于第二预设距离、以及门外护板A面的拔模角大于或等于预设拔模角同时满足，则进行S2；
S2、根据汽车门外护板A面数据建立汽车门外护板3D模型，门外护板包括相连的门外护板外板和门外护板内板；
S3、对汽车门外护板3D模型进行CAE和SE分析，判断门外护板的壁厚是否在设定范围内和门外护板的分型线是否满足设定要求，若门外护板的壁厚在设定范围内，同时门外护板的分型线满足设定要求，则进行S4；
S4、根据汽车门外护板的表面处理要求选取门外护板的材料；
S5、根据选取的门外护板材料，判断门外护板上的加强筋、Doghouse和凸台的壁厚是否满足设定要求，以及加强筋的脱模角度是否大于或等于预设脱模角度，若门外护板上的加强筋、Doghouse和凸台的壁厚满足设定要求，同时加强筋的脱模角度大于或等于预设脱模角度，则进行S6；
S6、根据选取的门外护板材料，计算在预设温度下门外护板的总变形量，根据总变形量计算前门外护板与后门外护板之间的最小间隙，并判断最小间隙是否大于或等于预设间隙，若最小间隙大于或等于预设间隙，则进行S7；
S7、进行样件制作，判断外观、造型和装配是否满足设定要求，如外观、造型和装配均满足设定要求，则完成设计。
根据上述技术手段，通过对创意造型输出的A面数据进行SE分析，以确保A面的R角大于或等于预设值、前门外护板A面到前轮轮眉运动包络的最小距离L1大于或等于第一预设距离、后门外护板A面到前门外护板A面运动包络的最小距离L2大于或等于第二预设距离、以及门外护板A面的拔模角大于或等于预设拔模角；其次，根据分析后的A面数据建立汽车门外护板3D模型，确保汽车门外护板3D模型中的门外护板的壁厚和分型线满足设定要求；其三，根据门外护板的表面处理要求选取合适的材料；其四，根据选取的门外护板材料，确保门外护板上的加强筋、Doghouse和凸台的壁厚，以及加强筋的脱模角度满足设定要求；其五，根据选取的门外护板材料，确保前门外护板与后门外护板之间的最小间隙满足设定要求；最后进行样件制作，确保实物产品与设计一致，层层递进设计，有效避免了门外护板的A面存在凹凸不平、光影不顺的问题。
优选的，所述S1中，汽车门外护板包括前门外护板和后门外护板；A面的R角的预设值为2.5mm；所述第一预设距离和第二预设距离为4.4mm；所述预设拔模角为3°~5°，若A面的R角大于或等于2.5mm、前门外护板A面到前轮轮眉运动包络的最小距离L1大于或等于4.4mm、后门外护板A面到前门外护板A面运动包络的最小距离L2大于或等于4.4mm、以及门外护板A面的拔模角大于或等于3°~5°，则进行S2，若其中任意一条不满足要求，则对A面数据进行调整，直至所有都满足要求。
优选的，所述S1中，判断门外护板A面的拔模角是否大于或等于预设拔模角，具体包括：当门外护板A面采用一般喷涂工艺时，则判断门外护板A面的拔模角是否大于或等于3°；或者当门外护板A面采用高光漆喷涂工艺时，则判断门外护板A面的拔模角是否大于或等于5°；或者当门外护板A面采用电镀工艺时，则判断门外护板A面的拔模角是否大于或等于5°，若在对应工艺条件下，A面的拔模角大于或等于预设拔模角，则判定A面的拔模角满足要求，否则，对A面数据进行调整，使得在对应工艺条件下，A面的拔模角大于或等于预设拔模角。
其中，一般喷涂工艺是指除高光漆喷涂工艺以外的其他喷涂工艺的统称。
优选的，所述S3中，对汽车门外护板3D模型进行CAE分析，判断门外护板的壁厚是否在设定范围内，具体包括：对焊接在一起的门外护板外板和门外护板内板进行分析，设定门外护板外板的主体壁厚为B1，门外护板外板焊接区域的壁厚为B2，门外护板内板的主体壁厚为B3，门外护板内板焊接区域的壁厚为B4，门外护板外板的焊接区域到门外护板外板的主体的渐变距离为B5，渐变比例为K，则判断 K=B5÷(B2-B1）是否大于或等于30，B3是否等于2.0mm，B4是否在1.2~1.5mm之间，若是，则判定门外护板的壁厚在设定范围内，若否，则对汽车门外护板3D模型的数据进行调整，直至门外护板的壁厚在设定范围内。
其中，门外护板外板的主体是指门外护板外板除焊接区域外的其余等壁厚部位，门外护板外板的主体壁厚是指门外护板外板除焊接区域外的其余等壁厚部位的壁厚，渐变距离是指从焊接区域的壁厚逐渐变为主体壁厚的距离。
门外护板内板的主体壁厚是指门外护板内板除焊接区域外的其余部位的壁厚。
优选的，所述S3中，对汽车门外护板3D模型进行SE分析，判断门外护板的分型线是否满足设定要求，具体包括：1）判断门外护板的分型线是否位于主视面；2）判断门外护板的分型线是否位于A面的圆角上；3）判断门外护板的分型线是否平滑过渡、无碎面、无尖角、无线或点封胶位；如分型线不位于主视面、不位于A面的圆角处、且平滑过渡、无碎面、无尖角、无线或点封胶位，则判定门外护板的分型线满足设定要求，否则对汽车门外护板3D模型的数据进行调整，直至门外护板的分型线满足设定要求。
优选的，所述S4中，根据汽车门外护板的表面处理要求选取门外护板的材料，具体包括：根据汽车门外护板的喷漆表面处理及成本和汽车门外护板的重量，综合考虑选取PP+EPDM-TD15作为门外护板的材料。
优选的，所述S5中，根据选取的门外护板材料，判断门外护板上的加强筋、Doghouse和凸台的壁厚是否满足设定要求，以及加强筋的脱模角度是否大于或等于预设脱模角度，具体包括：根据选取的门外护板的材料，1）判断门外护板上的加强筋、Doghouse和凸台的根部厚度是否为门外护板外板的主体壁厚的1/4～1/3；2）判断加强筋与加强筋相交的部位、加强筋与斜面相交的部位、圆柱与斜面相交的部位的壁厚是否小于门外护板外板的主体壁厚的1/3；3）判断加强筋的脱模角度是否大于或等于5°，如门外护板上的加强筋、Doghouse和凸台的根部厚度为门外护板外板的主体壁厚的1/4～1/3、加强筋与加强筋相交的部位、加强筋与斜面相交的部位、圆柱与斜面相交的部位的壁厚小于门外护板外板的主体壁厚的1/3、同时加强筋的脱模角度大于或等于5°，则进行S6，否则，返回S3，对汽车门外护板3D模型的数据进行调整，直至门外护板上的加强筋、Doghouse和凸台的壁厚满足设定要求，同时加强筋的脱模角度大于或等于预设脱模角度。
优选的，所述S6中，根据选取的门外护板材料，计算在预设温度下门外护板的总变形量，根据总变形量计算前门外护板与后门外护板之间的最小间隙，并判断最小间隙是否大于或等于预设间隙，具体包括：根据选取的门外护板材料，分别计算在预设温度下前门外护板和后门外护板的总变形量，计算公式为：
△L前=μ×L前×（T-T0） （Ⅰ）
△L前=μ×L前×（T-T0） （Ⅱ）
式Ⅰ和式Ⅱ中，△L前表示前门外护板的总变形量，μ表示材料的膨胀系数，L前表示前门外护板的总长度，△L后表示后门外护板的总变形量，L后表示后门外护板的总长度，T表示预设温度，T0表示室温；
前门外护板与后门外护板之间的最小间隙n的计算公式为：
n= (△L前+△L后)/2+f （Ⅲ）
式Ⅲ中，n表示前门外护板与后门外护板之间的最小间隙，△L前表示前门外护板的总变形量，△L后表示后门外护板的总变形量，f表示车门运动至极限位置时，前门外护板与后门外护板之间需要预留的安全间隙；
当计算得到的最小间隙大于或等于预设间隙时，则进行S7，当计算得到的最小间隙小于预设间隙时，则对3D模型数据中的安全间隙进行调整，直至最小间隙大于或等于预设间隙。
本发明还提供一种汽车门外护板，包括门外护板外板和门外护板内板，所述门外护板外板和门外护板内板为焊接固定，所述门外护板外板的主体到焊接区域之间设有渐变区域，所述汽车门外护板采用本发明所述的设计方法设计得到。
本发明还提供一种本发明所述汽车门外护板的制造工艺，包括以下步骤：
1）采用注塑工艺注塑成型门外护板，其中，门外护板外板的料管温度为：一段：235±10℃、二段：245±10℃、三段：245±10℃、四段：235±10℃、五段：225±10℃、六段：210±10℃、七段：200±10℃；
门外护板内板的料管温度为：一段：210±10℃、二段：220±10℃、三段：220±10℃、四段：210±10℃、五段：200±10℃、六段：180±10℃；
门外护板外板的储料温度、压力、速度和背压为：储料一段位置：温度为50±5℃、压力为85±5、速度为80±5、背压为10±2；储料二段位置：温度为100±5℃、压力为85±5、速度为80±5、背压为10±2；储料三段位置：温度为200±5℃、压力为85±5、速度为80±5、背压为10±2；储料终止位置：温度为210±5℃、压力为60±5、速度为20±5；
门外护板内板的储料温度、压力、速度和背压为：储料一段位置：温度为50±5℃、压力为100±5、速度为60±5、背压为10±2；储料二段位置：温度为100±5℃、压力为100±5、速度为60±5、背压为10±2；储料三段位置：温度为150±5℃、压力为100±5、速度为60±5、背压为10±2；储料终止位置：温度为160±5℃、压力为65±5、速度为25±5；
门外护板外板的射出温度、压力和速度，以及保压压力、速度和时间为：射出一段位置：温度为100±5℃、压力为60±5、速度为60±5；射出二段位置：温度为70±5℃、压力为60±5、速度为60±5；射出三段位置：温度为55±5℃、压力为60±5、速度为35±5；射出四段位置：温度为39±5℃、压力为60±5、速度为20±5；保压一段：压力为11±5、速度为12±5、时间为3±5；保压二段：压力为7±5、速度为8±5、时间为3±5；
门外护板内板的射出温度、压力和速度，以及保压压力、速度和时间为：射出一段位置：温度为110±5℃、压力为100±5、速度为45±5；射出二段位置：温度为80±5℃、压力为100±5、速度为40±5；射出三段位置：温度为70±5℃、压力为100±5、速度为30±5；射出四段位置：温度为60±5℃、压力为100±5、速度为15±5，保压一段：压力为26±5、速度为15±5、时间为5±5；
2）将注塑成型的门外护板外板和门外护板内板焊接固定。
本发明的有益效果：
1）本发明的汽车门外护板的系统设计方法，通过对获取的A面数据进行SE分析，以确保A面的R角大于或等于预设值、前门外护板A面到前轮轮眉运动包络的最小距离L1大于或等于第一预设距离、后门外护板A面到前门外护板A面运动包络的最小距离L2大于或等于第二预设距离、以及门外护板A面的拔模角大于或等于预设拔模角；其次，根据分析后的A面数据建立汽车门外护板3D模型，确保汽车门外护板3D模型中的门外护板的壁厚和分型线满足设定要求；其三，根据门外护板的表面处理要求选取合适的材料；其四，根据选取的门外护板材料，确保门外护板上的加强筋、Doghouse和凸台的壁厚，以及加强筋的脱模角度满足设定要求；其五，根据选取的门外护板材料，确保前门外护板与后门外护板之间的最小间隙满足设定要求；最后进行样件制作，确保实物产品与设计一致，层层递进设计，有效避免了门外护板的A面存在凹凸不平、光影不顺的问题；
2）本发明的汽车门外护板的制造工艺，通过分别对注塑模具浇口、冷却系统和运动机构进行合理布局，并选取合适的加工流程和加工条件，进一步有效避免了门外护板的A面存在凹凸不平、光影不顺的问题，在汽车配件技术领域，具有推广应用价值。
附图说明
图1为本发明的汽车门外护板的设计方法的流程图；
图2为门外护板的结构示意图；
图3为门外护板的另一结构示意图；
图4为图3中沿A-A处的剖视图；
图5为门外护板外板的局部视图；
图6为门外护板外板的另一局部视图；
图7为注塑模具浇口与门外护板外板配合的结构示意图；
图8为注塑模具浇口与门外护板内板配合的结构示意图；
图9为注塑模具冷却系统布局的结构示意图；
图10为注塑模具运动机构与门外护板外板配合的结构示意图；
图11为注塑模具运动机构的顶块与门外护板外板配合的局部视图；
图12为注塑模具加工的流程图；
其中，1-门外护板，11-门外护板外板，12-门外护板内板，13-焊接区域，14-主体；2-注塑模具浇口；3-注塑模具冷却系统；4-注塑模具运动机构，41-顶块。
具体实施方式
以下将参照附图和优选实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例1
如图1所示，一种汽车门外护板的设计方法，包括以下步骤：
S1、造型部门进行创意造型汽车门外护板并输出A面数据，以获取A面数据，对A面数据进行SE分析，判断A面的R角是否大于或等于预设值、前门外护板A面到车轮轮眉运动包络的最小距离L1是否大于或等于第一预设距离、后门外护板A面到前门外护板A面运动包络的最小距离L2是否大于或等于第二预设距离、以及门外护板A面的拔模角是否大于或等于预设拔模角，若是，则进行S2，如否则对门外护板A面数据进行调整，其中，汽车门外护板包括前门外护板和后门外护板，本实施例中需分别对前门外护板和后门外护板的A面数据进行SE分析，具体包括：
分别对前门外护板A面数据和后门外护板A面数据进行SE分析；
S11、判断前门外护板A面的R角和后门外护板A面的R角是否均大于或等于预设值，本实施例中，预设值为2.5mm，如前门外护板A面的R角和后门外护板A面的R角均大于或等于2.5mm，则进行S12，否则对前门外护板A面数据和/或后门外护板A面的R角数据进行调整，直至前门外护板A面的R角和后门外护板A面的R角均大于或等于2.5mm；
S12、判断前门外护板A面到前车轮轮眉运动包络的最小距离L1是否大于或等于第一预设距离，本实施例中，第一预设距离为4.4mm，如前门外护板A面到前车轮轮眉运动包络的最小距离L1大于或等于4.4mm，则进行S13，否则对前门外护板A面最高点数据进行调整，直至前门外护板A面到前车轮轮眉运动包络的最小距离L1大于或等于4.4mm；
S13、判断后门外护板A面到前门外护板A面运动包络的最小距离L2是否大于或等于第二预设距离，本实施例中，第二预设距离为4.4mm，如后门外护板A面到前门外护板A面运动包络的最小距离L2大于或等于4.4mm，则进行S14，否则对后门外护板A面数据和/或前门外护板A面最高点数据进行调整，直至后门外护板A面到前门外护板A面运动包络的最小距离L2大于或等于4.4mm；
S14、判断门外护板A面的拔模角是否大于或等于预设拔模角，具体包括：
A1）当前门外护板A面采用一般喷涂工艺时，则判断前门外护板A面的拔模角是否大于或等于3°；当后门外护板A面采用一般喷涂工艺时，则判断后门外护板A面的拔模角是否大于或等于3°；当前门外护板A面的拔模角和后门外护板A面的拔模角均大于或等于3°，则进行S2，否则，将出模角不符合要求的A面延出模方向旋转调整，直至前门外护板A面的拔模角和后门外护板A面的拔模角均大于或等于3°；
A2）或者当前门外护板A面采用高光漆喷涂工艺时，则判断前门外护板A面的拔模角是否大于或等于5°，当后门外护板A面采用高光漆喷涂工艺时，则判断后门外护板A面的拔模角是否大于或等于5°；当前门外护板A面的拔模角和后门外护板A面的拔模角均大于或等于5°，则进行S2，否则，将出模角不符合要求的A面延出模方向旋转调整，直至前门外护板A面的拔模角和后门外护板A面的拔模角均大于或等于5°；
A3）或者当前门外护板A面采用电镀工艺时，则判断前门外护板A面的拔模角是否大于或等于5°，当后门外护板A面采用电镀工艺时，则判断后门外护板A面的拔模角是否大于或等于5°；当前门外护板A面的拔模角和后门外护板A面的拔模角均大于或等于5°，则进行S2，否则，将出模角不符合要求的A面延出模方向旋转调整，直至前门外护板A面的拔模角和后门外护板A面的拔模角均大于或等于5°；
S2、如图2至图6所示，根据汽车门外护板A面数据建立汽车门外护板3D模型，门外护板1包括焊接在一起的门外护板外板11和门外护板内板12；
S3、对汽车门外护板3D模型进行CAE和SE分析，判断门外护板的壁厚是否在设定范围内和门外护板的分型线是否满足设定要求，若是，则进行S4，具体包括：
S31、对焊接在一起的门外护板外板11和门外护板内板12进行CAE分析，设定门外护板外板的主体壁厚为B1，门外护板外板焊接区域13的壁厚为B2，门外护板内板的主体壁厚为B3，门外护板内板焊接区域13的壁厚为B4，门外护板外板的焊接区域13到门外护板外板的主体14的渐变距离为B5，渐变比例为K，则判断 K=B5÷(B2-B1）是否大于或等于30，B3是否等于2.0mm，B4是否在1.2~1.5mm之间；
当K=B5÷(B2-B1）≥30，B3=2.0mm，B4在1.2~1.5mm之间时，则进行S4；否则调整3D模型中的渐变距离B5数据，B3数据，和/或B4数据，直至K=B5÷(B2-B1）≥30，B3=2.0mm，B4在1.2~1.5mm之间；
本实施例中，汽车门外护板3D模型包括前门外护板3D模型和后门外护板3D模型，且前门外护板3D模型和后门外护板3D模型均满足上述要求时，则进行S4，否则对前门外护板3D模型数据或后门外护板3D模型数据进行调整，直至且前门外护板3D模型和后门外护板3D模型均满足上述要求；
其中，门外护板外板的主体是指门外护板外板除焊接区域外的其余等壁厚部位，门外护板外板的主体壁厚是指门外护板外板除焊接区域外的其余等壁厚部位的壁厚，渐变距离是指从焊接区域的壁厚逐渐变为主体壁厚的距离；
S32、对汽车门外护板3D模型进行SE分析，判断门外护板A面的分型线是否满足设定要求，具体包括：1）判断前门外护板和后门外护板的分型线是否均位于主视面；2）判断前门外护板和后门外护板的分型线是否均位于A面的圆角上；3）判断门外护板的分型线是否平滑过渡、无碎面、无尖角、无线或点封胶位；如前门外护板和后门外护板的分型线均不位于主视面、不位于A面的圆角处、且平滑过渡、无碎面、无尖角、无线或点封胶位，则判定门外护板的分型线满足设定要求，则进行S4；如前门外护板A面和/或后门外护板A面的分型线位于主视面，则调整3D模型数据，直至分型线位于不可见面，如前门外护板A面和/或后门外护板A面的分型线位于A面的圆角处，则调整3D模型数据，直至PL面上圆角的根部，如前门外护板A面和/或后门外护板A面的分型线存在不平滑过渡、碎面、尖角、有线或点封胶位，则调整3D模型数据，直至平滑过渡、无碎面、尖角、无线或点封胶位；
S4、根据汽车门外护板的表面处理要求选取门外护板的材料，具体包括：
根据汽车门外护板的表面处理要求及成本，选取PP+EPDM-TD15作为前门外护板和后门外护板的材料，然后进行S5；
S5、根据选取的门外护板材料，判断门外护板上的加强筋、Doghouse和凸台的壁厚是否满足设定要求，以及加强筋的脱模角度是否大于或等于预设脱模角度，若是，则进行S6，具体包括：
根据选取的门外护板的材料；
S51、分别判断前门外护板和后门外护板上的加强筋、Doghouse和凸台的根部厚度是否为主体壁厚的1/4～1/3；如前门外护板和后门外护板上的加强筋、Doghouse和凸台的根部厚度均是为主体壁厚的1/4～1/3，则进行S52；否则返回S3调整3D模型数据，以增加主体壁厚或减少加强筋、Doghouse和凸台的根部厚度，直至前门外护板和后门外护板上的加强筋、Doghouse和凸台的根部厚度均是为主体壁厚的1/4～1/3；
S52、分别判断前门外护板和后门外护板上的加强筋与加强筋相交的部位、加强筋与斜面相交的部位、圆柱与斜面相交的部位的壁厚是否小于主体壁厚的1/3；如前门外护板和后门外护板上的加强筋与加强筋相交的部位、加强筋与斜面相交的部位、圆柱与斜面相交的部位的壁厚均小于主体壁厚的1/3，则进行S53；否则返回S3调整3D模型数据，增加主体壁厚或减少相交部分的壁厚，直至前门外护板和后门外护板上的加强筋与加强筋相交的部位、加强筋与斜面相交的部位、圆柱与斜面相交的部位的壁厚均小于主体壁厚的1/3；
S53、分别判断前门外护板和后门外护板上的加强筋的脱模角度是否大于或等于5°，如前门外护板和后门外护板上的加强筋的脱模角度均大于或等于5°，则进行S6，否则返回S3调整3D模型数据，将加强筋沿出模方向旋转增加角度，直至前门外护板和后门外护板上的加强筋的脱模角度均大于或等于5°；
S6、根据选取的门外护板材料，计算在预设温度下门外护板的总变形量，根据总变形量计算前门外护板与后门外护板之间的最小间隙，并判断最小间隙是否大于或等于预设间隙，若是，则进行S7，具体包括：
S61、根据选取的门外护板材料，分别计算在预设温度下前门外护板和后门外护板的总变形量，计算公式为：
△L前=μ×L前×（T-T0） （Ⅰ）
△L前=μ×L前×（T-T0） （Ⅱ）
式Ⅰ和式Ⅱ中，△L前表示前门外护板的总变形量，μ表示材料的膨胀系数，L前表示前门外护板的总长度，△L后表示后门外护板的总变形量，L后表示后门外护板的总长度，T表示预设温度，T0表示室温，本实施例中，因前门外护板和后门外护板选取的材料均为PP+EPDM-TD15，则T=85℃，T0=23℃；
S62、前门外护板与后门外护板之间的最小间隙n的计算公式为：
n= (△L前+△L后)/2+f （Ⅲ）
式Ⅲ中，n表示前门外护板与后门外护板之间的最小间隙，△L前表示前门外护板的总变形量，△L后表示后门外护板的总变形量，f表示车门运动至极限位置时，前门外护板与后门外护板之间需要预留的安全间隙，本实施例中，f的取值在1.5~2mm之间；
当计算得到的最小间隙大于或等于预设间隙时，则进行S7，当计算得到的最小间隙小于预设间隙时，则返回S3对3D模型数据中的安全间隙进行调整，直至最小间隙大于或等于预设间隙；
本实施例中，预设间隙的取值为4.4mm；
S7、进行样件制作，判断外观、造型和装配是否满足设定要求，如是，则完成设计，具体包括：
生产样件，判断外观是否光影顺畅、实物状态造型是否与3D模型一致和装配是否满足整车DTS要求，如是，则完成设计，如否，则返回S3调整3D模型中的A面、筋位、Doghouse等相关数据，直至外观、造型和装配均满足设定要求。
本实施例中还提供一种汽车门外护板，采用本实施例中的设计方法设计得到。
实施例2
本实施例中提供一种如实施例中的汽车门外护板的制造工艺，包括以下步骤：
1）采用注塑工艺注塑成型门外护板，其中，门外护板外板的料管温度为：一段：235±10℃、二段：245±10℃、三段：245±10℃、四段：235±10℃、五段：225±10℃、六段：210±10℃、七段：200±10℃；
门外护板内板的料管温度为：一段：210±10℃、二段：220±10℃、三段：220±10℃、四段：210±10℃、五段：200±10℃、六段：180±10℃；
门外护板外板的储料温度、压力、速度和背压为：储料一段位置：温度为50±5℃、压力为85±5、速度为80±5、背压为10±2；储料二段位置：温度为100±5℃、压力为85±5、速度为80±5、背压为10±2；储料三段位置：温度为200±5℃、压力为85±5、速度为80±5、背压为10±2；储料终止位置：温度为210±5℃、压力为60±5、速度为20±5；
门外护板内板的储料温度、压力、速度和背压为：储料一段位置：温度为50±5℃、压力为100±5、速度为60±5、背压为10±2；储料二段位置：温度为100±5℃、压力为100±5、速度为60±5、背压为10±2；储料三段位置：温度为150±5℃、压力为100±5、速度为60±5、背压为10±2；储料终止位置：温度为160±5℃、压力为65±5、速度为25±5；
门外护板外板的射出温度、压力和速度，以及保压压力、速度和时间为：射出一段位置：温度为100±5℃、压力为60±5、速度为60±5；射出二段位置：温度为70±5℃、压力为60±5、速度为60±5；射出三段位置：温度为55±5℃、压力为60±5、速度为35±5；射出四段位置：温度为39±5℃、压力为60±5、速度为20±5；保压一段：压力为11±5、速度为12±5、时间为3±5，保压二段：压力为7±5、速度为8±5、时间为3±5；
门外护板内板的射出温度、压力和速度，以及保压压力、速度和时间为：射出一段位置：温度为110±5℃、压力为100±5、速度为45±5；射出二段位置：温度为80±5℃、压力为100±5、速度为40±5；射出三段位置：温度为70±5℃、压力为100±5、速度为30±5；射出四段位置：温度为60±5℃、压力为100±5、速度为15±5，保压一段：压力为26±5、速度为15±5、时间为5±5；
其中，对于注塑模具浇口2的布局，如图7和图8所示，综合考虑成本、周期、规避流痕、缩水、变形结合进胶平衡采用整体式热流道21点顺序阀进胶，相邻热流道的间距在200mm左右；
对于排位系统的布局，综合考虑前门外护板和后门外护板的尺寸、采用左右共模排位布局；
对于注塑模具冷却系统3的布局，如图9所示，结合前门外护板和后门外护板的冷却CAE分析、产品加工周期及成本，前门外护板和后门外护板分别采用两组水路，保证前门外护板和后门外护板的变形及生产，水路直径=15mm，水路离产品距离=30mm，水路之间的距离=45mm；
对于注塑模具运动机构4的布局，如图10和11所示，前门外护板和后门外护板的顶出系统选择顶块顶出41，顶块41设计在产品边缘，规避产品顶高、顶印等外观质量问题；
对于注塑模具加工制造，如图12所示，加工流程为：工序1（开粗：通过龙门机，模具前、后模开粗，预留加工量3mm）-工序2(深孔钻：模具前、后模进行深孔钻加工)-工序3(去应力：通过模具回火进行去应力)-工序4(半精加工：通过高速机，模具前、后模半精加工，预留加工量0.5mm) -工序5(精加工：通过高速机，模具前、后模精加工，模具大面加工到位)-工序6(电火花：通过火花机，将无法加工到位的区域进行加工到位)-工序7(线切割：通过线切割机，加工孔位等区域)-工序8(抛光：整体模具抛光、筋位抛光)-工序9（研配：钳工将所有运动部件都组装起来）-工序10（跟型：将顶块都加工到位）-工序11（组装：组装水路、热流道、）-工序12（合模：模具整体前、后模进行飞模）-工序13（试模）；
2）将注塑成型的门外护板外板和门外护板内板采用穿刺焊接固定。
其中，焊接工装设计：
胎具材质选择：考虑零部件的特性，选择铝合金+树脂，采用全仿形的模式；
零部件的压紧设计：采用气缸+树脂压头压紧，压头与焊点的距离:5~10mm，焊接空间允许的条件下每个焊点至少布置1个压头，需保证零件内、外板与工装紧密贴合；
胎具的防护设计：采用贴绒布设计，方便后续进行调整。
综上所述，本发明的汽车门外护板的系统设计方法，通过对获取的A面数据进行SE分析，以确保A面的R角大于或等于预设值、前门外护板A面到前轮轮眉运动包络的最小距离L1大于或等于第一预设距离、后门外护板A面到前门外护板A面运动包络的最小距离L2大于或等于第二预设距离、以及门外护板A面的拔模角大于或等于预设拔模角；其次，根据分析后的A面数据建立汽车门外护板3D模型，确保汽车门外护板3D模型中的门外护板的壁厚和分型线满足设定要求；其三，根据门外护板的表面处理要求选取合适的材料；其四，根据选取的门外护板材料，确保门外护板上的加强筋、Doghouse和凸台的壁厚，以及加强筋的脱模角度满足设定要求；其五，根据选取的门外护板材料，确保前门外护板与后门外护板之间的最小间隙满足设定要求；最后进行样件制作，确保实物产品与设计一致，层层递进设计，有效避免了门外护板的A面存在凹凸不平、光影不顺的问题。
本发明的汽车门外护板的设计方法及制造工艺，创新采用门外护板双层结构，模具结构配合工艺设计及穿刺工艺设计，规避传统的喷涂门外护板装饰件产品外观凹凸不平，光影不顺的问题，在汽车配件技术领域，具有推广应用价值。
以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车门外护板的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取A面数据，对A面数据进行SE分析，判断A面的R角是否大于或等于预设值、前门外护板A面到前轮轮眉运动包络的最小距离L1是否大于或等于第一预设距离、后门外护板A面到前门外护板A面运动包络的最小距离L2是否大于或等于第二预设距离、以及门外护板A面的拔模角是否大于或等于预设拔模角，若是，则进行S2；
S2、根据汽车门外护板A面数据建立汽车门外护板3D模型，门外护板包括相连的门外护板外板和门外护板内板；
S3、对汽车门外护板3D模型进行分析，判断门外护板的壁厚是否在设定范围内和门外护板的分型线是否满足设定要求，若是，则进行S4；
S4、根据汽车门外护板的表面处理要求选取门外护板的材料；
S5、根据选取的门外护板材料，判断门外护板上的加强筋、Doghouse和凸台的壁厚是否满足设定要求，以及加强筋的脱模角度是否大于或等于预设脱模角度，若是，则进行S6；
S6、根据选取的门外护板材料，计算在预设温度下门外护板的总变形量，根据总变形量计算前门外护板与后门外护板之间的最小间隙，并判断最小间隙是否大于或等于预设间隙，若是，则进行S7；
S7、进行样件制作，判断外观、造型和装配是否满足设定要求，如是，则完成设计。
2.根据权利要求1所述的汽车门外护板的设计方法，其特征在于，所述S1中，汽车门外护板包括前门外护板和后门外护板；A面的R角的预设值为2.5mm；所述第一预设距离和第二预设距离为4.4mm；所述预设拔模角为3°~5°。
3.根据权利要求2所述的汽车门外护板的设计方法，其特征在于，所述S1中，判断门外护板A面的拔模角是否大于或等于预设拔模角，具体包括：当门外护板A面采用一般喷涂工艺时，则判断门外护板A面的拔模角是否大于或等于3°；或者当门外护板A面采用高光漆喷涂工艺时，则判断门外护板A面的拔模角是否大于或等于5°；或者当门外护板A面采用电镀工艺时，则判断门外护板A面的拔模角是否大于或等于5°。
4.根据权利要求1所述的汽车门外护板的设计方法，其特征在于，所述S3中，对汽车门外护板3D模型进行CAE分析，判断门外护板的壁厚是否在设定范围内，具体包括：对焊接在一起的门外护板外板和门外护板内板进行分析，设定门外护板外板的主体壁厚为B1，门外护板外板焊接区域的壁厚为B2，门外护板内板的主体壁厚为B3，门外护板内板焊接区域的壁厚为B4，门外护板外板的焊接区域到门外护板外板的主体的渐变距离为B5，渐变比例为K，则判断 K=B5÷(B2-B1）是否大于或等于30，B3是否等于2.0mm，B4是否在1.2~1.5mm之间，若是，则判定门外护板的壁厚在设定范围内。
5.根据权利要求1所述的汽车门外护板的设计方法，其特征在于，所述S3中，对汽车门外护板3D模型进行SE分析，判断门外护板的分型线是否满足设定要求，具体包括：1）判断门外护板的分型线是否位于主视面；2）判断门外护板的分型线是否位于A面的圆角上；3）判断门外护板的分型线是否平滑过渡、无碎面、无尖角、无线或点封胶位；如分型线不位于主视面、不位于A面的圆角处、且平滑过渡、无碎面、无尖角、无线或点封胶位，则判定门外护板的分型线满足设定要求。
6.根据权利要求1所述的汽车门外护板的设计方法，其特征在于，所述S4中，根据汽车门外护板的喷漆表面处理及成本和汽车门外护板的重量，综合考虑选取PP+EPDM-TD15作为门外护板的材料。
7.根据权利要求6所述的汽车门外护板的设计方法，其特征在于，所述S5中，根据选取的门外护板材料，判断门外护板上的加强筋、Doghouse和凸台的壁厚是否满足设定要求，以及加强筋的脱模角度是否大于或等于预设脱模角度，具体包括：根据选取的门外护板的材料，1）判断门外护板上的加强筋、Doghouse和凸台的根部厚度是否为门外护板外板的主体壁厚的1/4～1/3；2）判断加强筋与加强筋相交的部位、加强筋与斜面相交的部位、圆柱与斜面相交的部位的壁厚是否小于门外护板外板的主体壁厚的1/3；3）判断加强筋的脱模角度是否大于或等于5°，若是，则进行S6。
8.根据权利要求6所述的汽车门外护板的设计方法，其特征在于，所述S6中，根据选取的门外护板材料，计算在预设温度下门外护板的总变形量，根据总变形量计算前门外护板与后门外护板之间的最小间隙，并判断最小间隙是否大于或等于预设间隙，具体包括：根据选取的门外护板材料，分别计算在预设温度下前门外护板和后门外护板的总变形量，计算公式为：
△L前=μ×L前×（T-T0） （Ⅰ）
△L前=μ×L前×（T-T0） （Ⅱ）
式Ⅰ和式Ⅱ中，△L前表示前门外护板的总变形量，μ表示材料的膨胀系数，L前表示前门外护板的总长度，△L后表示后门外护板的总变形量，L后表示后门外护板的总长度，T表示预设温度，T0表示室温；
前门外护板与后门外护板之间的最小间隙n的计算公式为：
n= (△L前+△L后)/2+f （Ⅲ）
式Ⅲ中，n表示前门外护板与后门外护板之间的最小间隙，△L前表示前门外护板的总变形量，△L后表示后门外护板的总变形量，f表示车门运动至极限位置时，前门外护板与后门外护板之间需要预留的安全间隙，当计算得到的最小间隙大于或等于预设间隙时，则进行S7。
9.一种汽车门外护板，其特征在于，包括门外护板外板和门外护板内板，所述门外护板外板和门外护板内板为焊接固定，所述门外护板外板的主体到焊接区域之间设有渐变区域；
所述汽车门外护板采用如权利要求1至权利要求8任一项所述的设计方法设计得到。
10.一种如权利要求9所述汽车门外护板的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）采用注塑工艺注塑成型门外护板，其中，门外护板外板的料管温度为：一段：235±10℃、二段：245±10℃、三段：245±10℃、四段：235±10℃、五段：225±10℃、六段：210±10℃、七段：200±10℃；
门外护板内板的料管温度为：一段：210±10℃、二段：220±10℃、三段：220±10℃、四段：210±10℃、五段：200±10℃、六段：180±10℃；
门外护板外板的储料温度、压力、速度和背压为：储料一段位置：温度为50±5℃、压力为85±5、速度为80±5、背压为10±2；储料二段位置：温度为100±5℃、压力为85±5、速度为80±5、背压为10±2；储料三段位置：温度为200±5℃、压力为85±5、速度为80±5、背压为10±2；储料终止位置：温度为210±5℃、压力为60±5、速度为20±5；
门外护板内板的储料温度、压力、速度和背压为：储料一段位置：温度为50±5℃、压力为100±5、速度为60±5、背压为10±2；储料二段位置：温度为100±5℃、压力为100±5、速度为60±5、背压为10±2；储料三段位置：温度为150±5℃、压力为100±5、速度为60±5、背压为10±2；储料终止位置：温度为160±5℃、压力为65±5、速度为25±5；
门外护板外板的射出温度、压力和速度，以及保压压力、速度和时间为：射出一段位置：温度为100±5℃、压力为60±5、速度为60±5；射出二段位置：温度为70±5℃、压力为60±5、速度为60±5；射出三段位置：温度为55±5℃、压力为60±5、速度为35±5；射出四段位置：温度为39±5℃、压力为60±5、速度为20±5；保压一段：压力为11±5、速度为12±5、时间为3±5；保压二段：压力为7±5、速度为8±5、时间为3±5；
门外护板内板的射出温度、压力和速度，以及保压压力、速度和时间为：射出一段位置：温度为110±5℃、压力为100±5、速度为45±5；射出二段位置：温度为80±5℃、压力为100±5、速度为40±5；射出三段位置：温度为70±5℃、压力为100±5、速度为30±5；射出四段位置：温度为60±5℃、压力为100±5、速度为15±5，保压一段：压力为26±5、速度为15±5、时间为5±5；
2）将注塑成型的门外护板外板和门外护板内板焊接固定。
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