车门设计流程.doc

前段时间从网上找了个这方面资料, 供你分享参考, 共同学习!

1 车门设计步骤 
如图1所表示为车门设计步骤图。在设计车门以前, 必需首先输入车门设计条件, 它们包含: 车型总部署图、 车身产品描述书、 带分缝线车身class-a数据、 车身主断面、 参考样车、 车门附件引用件清单等。设计师在充足了解这些设计条件前提下, 进行车门部署、 车门DMU分析与结构设计等工作; 在进行车门结构设计时, 应充足考虑结构冲压工艺、 焊接工艺、 涂装工艺、 总装工艺要求; 结构设计完成后, 应进行内部、 外部评审, 使设计结构既满足功效要求, 又满足制造工艺性要求, 同时与用户生产工艺水平相适应。经过用户评审与结构确定后, 就能够把三维数模和二维图纸交付给用户, 完成车身结构设计工作。 

                         图1 车门设计步骤图 

2车门设计要求 
2.1对车门设计基础要求 
2.1.1车门开启时应确保乘员上下车方便性, 要合理确定车门数, 车门开口位置, 设计车门开口大小和形状。而且车门要停留在最大开度位置上。 
2.1.2车门开启过程中不应和车身其她部位发生位置干扰。 
2.1.3车门关闭时, 要锁止可靠、 安全, 行车中车门不会自动打开。 
2.1.4车门机构操纵要方便, 包含开关车门自如, 玻璃升降轻便等。 
2.1.5应含有良好密封性能。 
2.1.6含有大透光面, 满足侧向视野要求。 
2.1.7门体应含有足够强度和刚度, 确保车门工作可靠, 减小车门部分振动, 提升车辆侧向碰撞安全性。足够车门安装刚度, 预防车门下沉。 
2.1.8良好车门制造, 装配工艺。 
2.1.9造型上应与整车协调一致, 包含外表面形状, 覆盖件分块, 门缝设计和内饰。 
2.2强度要求 
2.2.1过行程强度 
   在车门后端加载一个使车门在开启方向发生要求过行程所需要载荷时, 应该满足以下要求。 
　①加载250Ｎ负荷时: 车门下沉1.0mm以下;  
　②加载250Ｎ负荷时: 开启方向角度变形10°以下;  
　③加载290Ｎ负荷时: 和各个部件之间没有干涉;  
　④加载450Ｎ负荷时: 不发生龟裂、 破断以及使性能降低变形;  
2.2.2向下加载负荷强度 
　在车门后端加载要求载荷时, 要满足以下要求。 
　①加载500Ｎ负荷时: 向下位移量10mm以下, 残留位移量（永久变形）1.0mm以下 
2.2.3全力关门强度 
　 在车门全开状态下, 把车门从全开位置用全力关闭车门时, 外板、 玻璃、 车锁以及其她部位不能发生龟裂、 破断以及使性能降低变形等。 
2.2.4开合耐久强度 
　 在白车身或者涂装后车身上安装车门, 实施５万次反复开合试验时, 要满足以下要求。  

   ①不能发生影响性能、 外观质量裂纹、 磨损、 变形、 干涉、 螺栓松动等情况。 
   ②不能发生破坏外观涂装质量、 脱落、 扭曲等问题。 
3 车门设计输入条件 
车门设计输入条件包含: 车型总体部署图、 车身产品描述书、 带分缝线车身class-a数据、 车身主断面、 参考样车、 车门附件引用件、 新开发件清单等。 
3.1车型总体部署图 
汽车总体部署图是车门设计最基础依据, 它定义了整车车门数量、 门洞开口位置与尺寸、 门开度等设计车门关键参数。 
3.2车身产品描述书 
车身产品描述书是汽车车身结构概括性描述, 它概括性地描述了车身各大总成结构形式、 附件应用情况、 车身内外饰安装方法, 尤其对车门结构形式、 车门附件引用情况进行了较细致描述。 
3.3车身class-a数据 
带分缝线车身class-a数据是车门设计最关键设计依据之一, 它具体地定义了车门外形尺寸、 门缝线位置与尺寸。在车身class-a数据冻解前, 必需对车身class-a数据进行仔细地工程可行性分析, 使其造型数据符合工程化要求。其工程可行性分析内容是: 3.3.1前门部位圆角检验所关键考虑内容:  
①    与造型风格协调性。 
②    冲压成形工艺性。 
3.3.2门周围间隙定义所关键考虑内容:  
① 车身造型风格。 
② 门开启过程中, 与周围零件最小间隙要求。 
③    主机厂制造工艺水平。 
④    充足参考同类车型, 相同档次车型间隙值;  
⑤    车门使用过程中车身骨架件变形、 车门下沉等原因。 
3.3.3门周围面差定义所关键考虑内容:  
①车身造型风格;  
②人视觉误差;  
③防水防雨方法。 
3.3.4车门特征分析所关键考虑内容:  
车门特征分析是车门工程可行性分析关键内容, 也是决定车门设计成败关键。 
3.3.4.1玻璃面分析 
车门设计最基础曲面是玻璃面, 玻璃面形状、 曲率分布情况、 与其它曲面位置拓扑关系等, 将极大地影响着车门结组成立性。玻璃横向半径越大, 在给定玻璃升降行程内 玻璃拱高越小, 有利于玻璃升降和部署, 但会影响乘员进入客舱方便性。玻璃横向半径通常大于1500mm。与玻璃横向半径相比, 纵向半径通常很大, 为了有利于玻璃升降, 通常把玻璃面定义为圆柱面, 玻璃面纵向定义为一条直线, 但对于部分侧面造型拱高较大车型来说, 玻璃面纵向也设计成弧形; 但弧形半径很大, 通常定义为0mm以上。这关键是考虑玻璃升降顺利性。 
3.3.4.2滚压件结构可行性分析 
对于滚压件结构车门设计来说, 车门上部框架部分表面应与玻璃面平行, 它们之间距离应与滚压件断面形状、 玻璃泥槽断面形状、 导轨断面形状、 水切密封条断面形状相匹配。为了能使整块玻璃顺利地下降到门内外板所围成空间内, 必需合理地定义玻璃外表面与车门外板之间距离, 确保车门在安装防撞杆位置处, 有足够安装空间和运动间隙, 同时还要合理设计车门玻璃框高度与车门内腔高度之间百分比关系, 使门玻璃能顺利地下降到合理设计位置。 
3.3.4.3车门外把手凹坑设计可行性分析 
安装车门外把手凹坑设计, 也是车门外形class-a工程可行性分析关键内容。该处分析关键考虑以下内容:  
①    乘员操作方便性, 操作者手指或手掌能顺利地进入所需位置。 
②    门把手机构可行性。 
③    安装门把手机构可行性, 安装工具能否顺利地进入所需位置, 对门把手机构进行安装。 
④    门把手安装处冲压成形可行性分析, 板料拉延成形时, 该处是否会出现破裂、 起皱和波纹现象; 影响该处成形性关键原因是: 凹坑形状与尺寸, 包含凹坑长、 宽、 深度尺寸, 拔模角、 圆角半径大小等尺寸参数; 板料冲压成形性能。 
3.3.4.4车门腰线部位形状分析 
车门腰线部位形状分析, 关键考虑到车门腰线部位要安装外水切密封条, 而外水切密封条是经过挤出工艺成型, 挤出工艺特点是要求产品断面形状一致, 因为这一要求, 就需要把车门腰线部位设计成落差均匀形状, 这么就能确保外水切密封条安装到车门外板上后, 水切密封条与车门腰线部位形状协调一致, 提升车型观赏效果。 
3.3.4.5门外板刚度和抗凹性分析 
为了提升车门外板刚度和抗凹性, 要求门外板设计成含有一定数量特征线结构。 
3.4车身主断面 
车身主断面是车门设计关键设计依据之一, 它定义了零件之间结构断面形式以及装配、 焊接、 密封关系。与车门设计相关关键主断面有:  
3.4.1前门、 侧围上部、 顶盖关系主断面 
该断面表示侧围外板、 顶盖、 顶盖侧梁、 顶盖侧梁加强板、 顶棚、 前门门框上部结构、 门洞密封条、 门框密封条、 玻璃导槽、 流水槽装饰条之间装配关系。 
3.4.2前门、 后门、 中支柱、 后门铰链关系主断面 
该断面表示前门结构、 后门结构、 中支柱结构、 前门锁、 后门铰链、 密封条之间装配关系。 
3.4.3前门、 门槛关系主断面 
该断面表示前门外板、 前门内板、 前门护板、 侧围下门槛、 门槛内板、 门槛加强板、 前地板、 门槛外侧装饰件（塑料件）、 门槛法兰焊接边处装饰件、 地毯、 线束、 密封条之间装配关系。 
3.4.4前门水切主断面 
该断面表示前门内板、 水切内外加强板、 前门护板、 内外水切密封条之间装配关系。 
3.4.5前门、 翼子板关系主断面 
该断面表示前门内外板、 翼子板、 A柱结构、 前门铰链、 密封条、 前门护板、 A柱护板之间关系。 
3.5参考样车 
在进行车身结构设计时, 选择一款合理参考样车, 会使设计工作事半功倍。选择参考样车标准是:  
①车身结构形式借鉴意义较大;  
②造型风格类同;  
③车型、 档次类同。 
4车门结构方案设计 
4.1 车门结构形式 
车门结构方案设计首先要确定车门结构形式, 是采取整体式门还是框架式车门结构。整体式车门优点是造型灵活, 车门玻璃框架能够设计成断面尺寸不一致, 它能够经过把整体式内外板板金件焊接而成车门总成; 框架式车门是由滚压件、 门内外板焊接而成; 受滚压件工艺限制, 其断面形状与尺寸必需一致, 所以, 车门部位造型受一定限制。 
4.2 车门组成 
车门由门体板金件、 车门附件和内饰组成（见2所表示）。门体板金件包含车门外板、 车门内板、 车门窗框、 车门内外加强板、 防撞杆、 铰链加强板、 锁加强板、 后视镜安装板等零件组成; 车门附件包含铰链、 锁系统、 限位器、 玻璃升降器、 车门玻璃、 密封条、 扬声器、 后视镜等组成; 内饰由门护板骨架、 蒙皮、 内扶手、 玻璃升降器开关等组成。 

图2 车门结构图 
4.3 车门材料定义 
车门总成各个零部件材料选择与定义是车门设计结构方案设计关键内容。材料关键包含板料和塑料。车门外板通常烘烤硬化钢, 它是为提升钢板抗凹性、 抗划痕性而开发高强度钢板; 冲压成形时含有低屈服强度、 成形性能好, 但烘烤硬化处理后, 其屈服强度增加30MPa—40MPa。门内板通常选择含有良好成形性能低碳冷轧钢板, 如ST14、 ST16等; 防撞杠选择含有良好防撞性能低合金高强度钢板; 水切加强板、 铰链加强板、 锁加强板等零件选择加磷高强度冷连扎钢板, 如B170P1、 B210P1等。 
5 车门总体部署 
车门总成总体部署设计是车门设计关键步骤, 总部署质量好坏将直接影响到车门总成使用性能。所以设计人员在进行车门总成总体部署设计工作以前, 应充足了解与掌握车门结构与结构形式、 关键性能参数和尺寸参数、 车门附件种类与性能以及它们位置关系, 在此基础上进行车门总成部署工作。总部署工作关键内容是: 合理地、 正确地选择车门附件并将其部署到车门总成适宜位置上。 
6 车门DMU分析 
车门DMU分析包含运动分析与拆装分析。 
6.1 车门运动分析 
车门运动分析是车门方案设计关键组成部分, 运动分析目是分析与判定运动部件在运动过程中, 与周围零、 部件运动间隙大小。而且这些间隙值与汽车造型风格、 车型高级化程度、 主机厂制造工艺水平等亲密相关。在车身class-a冻结以前, 必需对门缝开口位置与尺寸, 进行运动校核, 满足车门在运动过程中最小间隙值得要求。车门运动分析包含: 带限位器车门运动分析, 玻璃升降运动, 锁系统（锁体、 内外把手、 锁芯、 锁止机构、 传动杆系统）运动分析。 
   为了进行前车门运动分析, 必需首先定义运动部件和固定部件, 运动部件包含: 前车门总成（车门板金件、 内饰件、 车门附件）, 前门侧铰链座, 前门侧限位器座、 限位器臂; 固定部件包含: 侧围总成、 A柱、 翼子板、 A柱侧铰链座、 A柱侧限位器座。分析内容是, 固定部件与运动部件、 运动部件与运动部件最小间隙值。定义完固定部件与运动部件后, 就把对应零部件数模放在对应产品结构树上, 利用CATIA软件进行前车门运动分析。利用CATIA软件进行运动分析关键工作是定义运动副。前车门运动副定义以下: 把固定件定义为固定运动副, 铰链、 限位器定义为转动副, 铰链、 限位器转动轴相互平行。限位器臂运动定义为面到点运动副。定义完运动副后, 就能够在CATIA软件完成车门运动模拟工作。 
6.2 前车门拆装分析 
   前车门拆装分析包含: 升降器拆装分析和玻璃拆装分析, 拆装分析目是模拟零部件装配和拆卸过程, 来判定零部件装配和拆卸可行性。为了进行前车门玻璃拆装分析, 必需首先定义运动部件和固定部件, 运动部件是车门玻璃; 固定部件包含: 车门内外板、 前后导轨、 防撞杆结构。分析内容是, 把车门玻璃安装到门内板和门外板所组成空腔内。定义完固定部件与运动部件后, 就把对应零部件数模放在对应产品结构树上, 利用CATIA软件进行前车门拆装分析。拆装模拟关键工作是: 把CATIA软件特有罗盘放在运动部件上, 利用罗盘运动轨迹来模拟玻璃安装过程, 就能够利用CATIA软件完成车门拆装模拟工作。 
7 车门结构设计和CAE分析 
在完成车门总体部署设计、 结构方案设计、 主断面设计和DMU运动分析后, 就要进行车门结构设计工作, 车门结构设计必需满足功效和制造工艺要求。完成车门结构设计后, 应进行结构CAE和冲压成形可行性分析, 结构CAE包含车门刚度分析、 模态分析、 门下垂分析、 碰撞分析、 抗凹性分析等; 冲压成形可行性分析包含以下内容: ①压料面和工艺补充部分设计; ②板料定义, 包含板料形状、 料厚、 牌号等; ③有限元网格划分; ④冲压成形边界条件确定, 包含板料参数、 模具状态、 压边参数、 润滑条件等; ⑤冲压成形性计算; ⑥成形分析结果显示。