專利名稱：一種汽車側(cè)圍外板門檻區(qū)域結(jié)構(gòu)及其設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車白車身零件設(shè)計領(lǐng)域，尤其是涉及一種汽車側(cè)圍外板門檻區(qū)域結(jié)構(gòu)及其設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
一輛新轎車從前期市場調(diào)研至成批投產(chǎn)，耗資十分具大。車身開發(fā)設(shè)計的費用及時間約占整車開發(fā)費用和時間的70%。側(cè)圍外板是白車身零件制造中的核心，它具有形狀復雜、結(jié)構(gòu)尺寸大、成型困難、外表面質(zhì)量要求高的特點。在整車車身零件開發(fā)過程中，側(cè)圍外板占據(jù)時間較長，費用較高。側(cè)圍外板周圈搭接零件較多，制件品質(zhì)會直接影響到整車的裝配和外觀間隙要求。圖I中虛線所示，發(fā)現(xiàn)側(cè)圍外板門檻區(qū)域，最常見的沖壓問題制件強度弱，出現(xiàn)翹·曲、回彈現(xiàn)象。門檻區(qū)域的翹曲、回彈缺陷，多數(shù)是由零件結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理所致。不合理結(jié)構(gòu)設(shè)計所產(chǎn)生的回彈，首先會影響到翼子板下部螺栓的裝配，導致翼子板強行安裝后，出現(xiàn)匹配間隙不均勻，特征區(qū)域無法對接的外觀缺陷。門檻下部若安裝護板，回彈會造成側(cè)圍和安裝護板出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，影響到護板的安裝。同時反彈會造成焊接邊寬度不夠，強行焊接后，焊點應力大，出現(xiàn)開焊、虛焊風險，影響焊接品質(zhì)的同時，也會造成NVH效果差。焊點不牢固，門檻區(qū)域容易進水，出現(xiàn)空腔生銹現(xiàn)象。銹蝕不但影響整車外觀，進一步造成整車的安全性能下降，無法保障乘客的安全。為了解決側(cè)圍外板門檻區(qū)域的翹曲、回彈現(xiàn)象，現(xiàn)對多款車型的側(cè)圍外板進行調(diào)查對比。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，導致側(cè)圍外板門檻區(qū)域出現(xiàn)翹曲、回彈的缺陷，主要有以下幾個方面所致
I、以Xl車型為例，側(cè)圍外板門檻區(qū)域A-A的截面線如圖2所示側(cè)圍門檻上部的圓角半徑BI、B2偏小，圖示中BI、B2的圓角半徑僅R3，板料成形時局部拉傷、變薄率高，制件出現(xiàn)嚴重的開裂現(xiàn)象。BI、B2的圓角半徑偏小，量產(chǎn)時模具磨損情況比較嚴重。圖示中A區(qū)域型面的曲率較小，有的車型甚至是平面或負曲率結(jié)構(gòu)設(shè)計，板料成形過程中，門檻此區(qū)域無法產(chǎn)生足夠的張力，制件的塑性變形和變薄率達不到要求，零件表面產(chǎn)生壓縮變形缺陷。導致側(cè)圍門檻下部產(chǎn)生大面積的翹曲、回彈缺陷。2、以X2車型為例，偵_外板門檻區(qū)域A-A的截面線如圖3所示側(cè)圍門檻上部圓角半徑B和下部的圓角半徑D較大，圖示中上部圓角半徑R=65mm,下部圓角半徑R=6 mm。針對成形區(qū)域的圓角，半徑越大，制件外表層的拉應力越大，導致制件側(cè)壁出現(xiàn)回彈、翹曲的現(xiàn)象越明顯。3、以X3車型為例，偵_外板門檻區(qū)域A-A的截面線如圖4所示側(cè)圍門檻區(qū)域的側(cè)壁拔模角C較小，圖示中側(cè)壁和車身Y向的夾角僅8°，側(cè)圍外板拉延工序時，通常沖壓方向與車身Z軸的夾角小于80°，圖示中門檻側(cè)壁拉延出現(xiàn)沖壓負角，此結(jié)構(gòu)設(shè)計導致門檻側(cè)壁區(qū)域的整形量過大，制件出現(xiàn)回彈、翹曲的風險也明顯增加。綜上所述，側(cè)圍外板零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計不同，制件現(xiàn)有技術(shù)中存在如下技術(shù)問題(1)側(cè)圍門檻區(qū)域出現(xiàn)開裂、零件表面壓縮變形缺陷；
(2)側(cè)圍門檻區(qū)域制件成形過程中對模具嚴重磨損現(xiàn)象；
(3)側(cè)圍外板門檻區(qū)域出現(xiàn)回彈、翹曲缺陷；
(4)側(cè)圍和翼子板的外觀匹配不良。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明設(shè)計了一種汽車側(cè)圍外板門檻區(qū)域結(jié)構(gòu)及其設(shè)計方法，其解決以下技術(shù)問題(I)側(cè)圍門檻區(qū)域出現(xiàn)開裂、零件表面壓縮變形缺陷；(2)側(cè)圍門檻區(qū)域制件成形過程中對模具嚴重磨損現(xiàn)象；(3)側(cè)圍外板門檻區(qū)域出現(xiàn)回彈、翹曲缺陷；(4)側(cè)圍和翼子板的外觀匹配不良。
為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下方案
一種汽車側(cè)圍外板門檻區(qū)域結(jié)構(gòu)，包括側(cè)圍門檻外側(cè)壁、側(cè)圍門檻內(nèi)側(cè)壁以及側(cè)圍外板門檻上區(qū)域型面(A)，側(cè)圍門檻外側(cè)壁通過側(cè)圍外板門檻上區(qū)域型面(A)與側(cè)圍門檻內(nèi)側(cè)壁連接，側(cè)圍外板門檻上區(qū)域型面(A)為弧形型面，在側(cè)圍門檻外側(cè)壁上設(shè)有臺階(T)進行過渡。進一步，側(cè)圍門檻外側(cè)壁上設(shè)有側(cè)圍門檻外部側(cè)壁拔模角(Cl)，側(cè)圍門檻外部側(cè)壁拔模角(Cl)大于10° ;側(cè)圍門檻內(nèi)側(cè)壁上也是有側(cè)圍門檻內(nèi)部側(cè)壁拔模角(C2)，側(cè)圍門檻內(nèi)部側(cè)壁拔模角(C2)大于3°。進一步，側(cè)圍門檻內(nèi)側(cè)壁與側(cè)圍外板門檻上區(qū)域型面(A)之間通過門分縫區(qū)域的側(cè)圍外特征圓角過渡，門分縫區(qū)域的側(cè)圍外特征圓角半徑(BI)大于6mm ;側(cè)圍門檻外側(cè)壁與側(cè)圍外板門檻上區(qū)域型面(A)之間通過側(cè)圍門檻上部區(qū)域的圓角過渡，側(cè)圍門檻上部區(qū)域的圓角半徑(B2)為6mm-30mm ;在側(cè)圍門檻外側(cè)壁下部還設(shè)有側(cè)圍門檻下部的圓角，該側(cè)圍門濫下部的圓角半徑(D)為2mm-3mm。進一步，側(cè)圍外板門檻上區(qū)域型面(A)曲率半徑盡可能的大，但不得大于500mm。一種汽車側(cè)圍外板門檻區(qū)域結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，包括以下步驟步驟I、對側(cè)圍門檻上部區(qū)域型面的曲率值進行約束；步驟2、在側(cè)圍門檻的側(cè)壁增加臺階；步驟3、對側(cè)圍門檻的側(cè)壁拔模角進行約束；步驟4、對側(cè)圍門檻區(qū)域的上部和下部的圓角半徑值進行約束。進一步，步驟I中，側(cè)圍外板門檻上區(qū)域型面(A)曲率半徑盡可能的大，但不得大于 500mm。進一步，步驟2中，在側(cè)圍門檻外側(cè)壁上設(shè)有臺階(T)進行過渡，該臺階(T)的寬度為 2mm-3mm0進一步，步驟3中，側(cè)圍門檻外部側(cè)壁拔模角(Cl)，即側(cè)圍門檻外側(cè)壁拔模邊與車身Y向的夾角盡量大，至少大于10° ;側(cè)圍門檻內(nèi)部側(cè)壁拔模角(C2)盡量大，并且至少大于
3° ο進一步,步驟4中，門分縫區(qū)域的側(cè)圍外特征圓角半徑(BI)大于6mm ;側(cè)圍門濫上部區(qū)域的圓角半徑(B2)為6mm-30mm ;側(cè)圍門濫下部的圓角半徑(D)為2mm-3mm。該汽車側(cè)圍外板門檻區(qū)域結(jié)構(gòu)及其設(shè)計方法與傳統(tǒng)的汽車側(cè)圍外板門檻區(qū)域結(jié)構(gòu)及其設(shè)計方法相比，具有以下有益效果
(I)本發(fā)明解決了側(cè)圍門檻區(qū)域出現(xiàn)回彈、翹曲問題，提高整車質(zhì)量和外觀匹配精度，減少整車開發(fā)成本，縮短整車開發(fā)周期。(2)本發(fā)明側(cè)圍門檻上部型面的曲率半徑越大，板料成形過程中，門檻此區(qū)域可以產(chǎn)生足夠的張力，制件的塑性變形和變薄率才能達到要求，零件表面不會產(chǎn)生壓縮變形缺陷，同時側(cè)圍門檻下部也不會出現(xiàn)大面積的翹曲、回彈缺陷。(3)本發(fā)明增加臺階T不僅可以增加零件下部的強度，更關(guān)鍵的是可控制側(cè)圍門檻下部區(qū)域出現(xiàn)的翹曲、回彈現(xiàn)象。


圖I :側(cè)圍外板門檻區(qū)域示意 圖2 :現(xiàn)有側(cè)圍外板門檻型面及圓角設(shè)計不合理示意圖；
圖3 :現(xiàn)有側(cè)圍外板門檻圓角過大示意 圖4 :現(xiàn)有側(cè)圍外板門檻外側(cè)壁拔模角過小示意 圖5 :本發(fā)明側(cè)圍門檻區(qū)域E-E截面結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記說明
圖I中側(cè)圍外板虛線區(qū)域為本發(fā)明技術(shù)方案涉及的部分。圖2中側(cè)圍外板門檻區(qū)域E-E截面結(jié)構(gòu)示意圖，A表示側(cè)圍外板門檻上區(qū)域型面，當前A區(qū)域為平面，BI表示門分縫區(qū)域的側(cè)圍外特征圓角半徑，值為R3 ;B2表示側(cè)圍門檻上部區(qū)域的圓角半徑，值為R3。圖3中側(cè)圍外板門檻區(qū)域E-E截面結(jié)構(gòu)示意圖，B表示側(cè)圍門檻區(qū)域的圓角半徑，值為R65mm ;D表示側(cè)圍門檻下部的圓角半徑，值為R6mm。圖4中側(cè)圍外板門檻區(qū)域E-E截面結(jié)構(gòu)示意圖，C表示側(cè)圍門檻外側(cè)壁與車身Y向夾角，當前值為于8°。圖5中側(cè)圍外板門檻區(qū)域E-E截面結(jié)構(gòu)示意圖，A表示側(cè)圍外板門檻上區(qū)域型面，型面需要一定的曲率，推薦值小于R500mm;Bl表示門分縫區(qū)域的側(cè)圍外特征圓角半徑，推薦大于R6 ;B2表示側(cè)圍門檻上部區(qū)域的圓角半徑，推薦值6-30mm;T表示在側(cè)圍門檻的側(cè)壁增加臺階，臺階的寬度推薦值2-3_ ；D表示側(cè)圍門檻下部的圓角半徑，推薦值2-3_ ；C1表示側(cè)圍門檻外側(cè)壁與車身Y向夾角，推薦值大于10° ;C2表示側(cè)圍門檻內(nèi)側(cè)壁與車身Y向夾角，推薦值大于3°。
具體實施例方式下面結(jié)合圖5，對本發(fā)明做進一步說明
如圖5所示，首先對側(cè)圍門檻上部型面A的曲率值進行約束，要求側(cè)圍門檻上部型面A的曲率半徑盡可能大，不得大于500mm。側(cè)圍門檻上部型面A的曲率半徑越大，板料成形過程中，門檻此區(qū)域可以產(chǎn)生足夠的張力，制件的塑性變形和變薄率才能達到要求，零件表面不會產(chǎn)生壓縮變形缺陷，同時側(cè)圍門檻下部也不會出現(xiàn)大面積的翹曲、回彈缺陷。門分縫區(qū)域的側(cè)圍外特征圓角半徑BI要求盡量大，推薦值大于R6mm，否則板料成形時，出現(xiàn)嚴重的開裂現(xiàn)象。側(cè)圍門檻上部區(qū)域的圓角半徑B2要求設(shè)計合理，推薦值為6mm-30mm。側(cè)圍門濫上部區(qū)域的圓角半徑B2若小于6mm,制件出現(xiàn)開裂風險大,量產(chǎn)時模具磨損情況也比較嚴重。側(cè)圍門檻上部區(qū)域的圓角半徑B2若大于30mm，制件成形時外表層的拉應力增大，導致門檻區(qū)域的翹曲、回彈缺陷加重。側(cè)圍門檻下部的圓角D是通過沖壓整形工藝實現(xiàn)的，圓角D半徑要求設(shè)計合理，推薦值2-3_。此參數(shù)的圓角D半徑，可以通過對門檻區(qū)域的整形過程，有效控制制件的翹曲、回彈缺陷。在側(cè)圍門檻的側(cè)壁增加臺階T，臺階T的寬度控制在2mm-3mm，增加臺階T不僅可以增加零件下部的強度，更關(guān)鍵的是可控制側(cè)圍門檻下部區(qū)域出現(xiàn)的翹曲、回彈現(xiàn)象。側(cè)圍門檻外側(cè)壁的拔模角Cl要求盡量打開。側(cè)圍外板拉延工序時，為了消除滑移線風險，減少A柱區(qū)域側(cè)整疊料、起皺缺陷，要求拉延時的沖壓方向，與Z軸的夾角小于80°。側(cè)圍門檻外側(cè)壁角度車身Y向下打開的角度若小于10°，那么就會造成側(cè)圍外板拉延時，側(cè)圍門檻外側(cè)壁出現(xiàn)沖壓負角現(xiàn)象。若通過沖壓工藝增加外側(cè)壁拔模角，會導致側(cè)壁門檻整形量增加，無法有效控制門檻區(qū)域的翹曲、回彈缺陷?，F(xiàn)推薦側(cè)圍門檻外側(cè)壁與車身Y向夾角大于10°。同時側(cè)圍門檻內(nèi)側(cè)壁的拔模角C2要求車身Y向下，打開3°以上的拔模角。 上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性的描述，顯然本發(fā)明的實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種汽車側(cè)圍外板門檻區(qū)域結(jié)構(gòu)，包括側(cè)圍門檻外側(cè)壁、側(cè)圍門檻內(nèi)側(cè)壁以及側(cè)圍外板門檻上區(qū)域型面(A)，側(cè)圍門檻外側(cè)壁通過側(cè)圍外板門檻上區(qū)域型面(A)與側(cè)圍門檻內(nèi)側(cè)壁連接，側(cè)圍外板門檻上區(qū)域型面(A)為弧形型面，其特征在于在側(cè)圍門檻外側(cè)壁上設(shè)有臺階(T)進行過渡。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述汽車側(cè)圍外板門檻區(qū)域結(jié)構(gòu)，其特征在于側(cè)圍門檻外側(cè)壁上設(shè)有側(cè)圍門檻外部側(cè)壁拔模角(Cl)，側(cè)圍門檻外部側(cè)壁拔模角(Cl)大于10° ;側(cè)圍門檻內(nèi)側(cè)壁上也是有側(cè)圍門檻內(nèi)部側(cè)壁拔模角(C2)，側(cè)圍門檻內(nèi)部側(cè)壁拔模角(C2)大于3°。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述汽車側(cè)圍外板門檻區(qū)域結(jié)構(gòu)，其特征在于側(cè)圍門檻內(nèi)側(cè)壁與側(cè)圍外板門檻上區(qū)域型面(A)之間通過門分縫區(qū)域的側(cè)圍外特征圓角過渡，門分縫區(qū)域的側(cè)圍外特征圓角半徑(BI)大于6mm ;側(cè)圍門檻外側(cè)壁與側(cè)圍外板門檻上區(qū)域型面(A)之間通過側(cè)圍門檻上部區(qū)域的圓角過渡，側(cè)圍門檻上部區(qū)域的圓角半徑(B2)為6mm-30mm ；在側(cè)圍門檻外側(cè)壁下部還設(shè)有側(cè)圍門檻下部的圓角，該側(cè)圍門檻下部的圓角半徑(D)為2mm-3mm0
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任何一項所述汽車側(cè)圍外板門檻區(qū)域結(jié)構(gòu)，其特征在于側(cè)圍外板門檻上區(qū)域型面(A)曲率半徑盡可能的大，但不得大于500mm。
5.一種汽車側(cè)圍外板門檻區(qū)域結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，包括以下步驟步驟I、對側(cè)圍門檻上部區(qū)域型面的曲率值進行約束；步驟2、在側(cè)圍門檻的側(cè)壁增加臺階；步驟3、對側(cè)圍門檻的側(cè)壁拔模角進行約束；步驟4、對側(cè)圍門檻區(qū)域的上部和下部的圓角半徑值進行約束。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述汽車側(cè)圍外板門檻區(qū)域結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，其特征在于步驟I中，側(cè)圍外板門檻上區(qū)域型面(A)曲率半徑盡可能的大，但不得大于500mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述汽車側(cè)圍外板門檻區(qū)域結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，其特征在于步驟2中，在側(cè)圍門檻外側(cè)壁上設(shè)有臺階(T)進行過渡，該臺階(T)的寬度為2mm-3mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述汽車側(cè)圍外板門檻區(qū)域結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，其特征在于步驟3中，側(cè)圍門檻外部側(cè)壁拔模角(Cl)，即側(cè)圍門檻外側(cè)壁拔模邊與車身Y向的夾角盡量大，至少大于10° ;側(cè)圍門檻內(nèi)部側(cè)壁拔模角(C2)盡量大，并且至少大于3°。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述汽車側(cè)圍外板門檻區(qū)域結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，其特征在于步驟4中，門分縫區(qū)域的側(cè)圍外特征圓角半徑(BI)大于6mm ;側(cè)圍門檻上部區(qū)域的圓角半徑(B2)為6mm-30mm ;側(cè)圍門濫下部的圓角半徑(D)為2mm-3mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車側(cè)圍外板門檻區(qū)域結(jié)構(gòu)及其設(shè)計方法，包括側(cè)圍門檻外側(cè)壁、側(cè)圍門檻內(nèi)側(cè)壁以及側(cè)圍外板門檻上區(qū)域型面(A)，側(cè)圍門檻外側(cè)壁通過側(cè)圍外板門檻上區(qū)域型面(A)與側(cè)圍門檻內(nèi)側(cè)壁連接，側(cè)圍外板門檻上區(qū)域型面(A)為弧形型面，其特征在于在側(cè)圍門檻外側(cè)壁上設(shè)有臺階(T)進行過渡。本發(fā)明解決了側(cè)圍門檻區(qū)域出現(xiàn)回彈、翹曲問題，提高了門檻區(qū)域強度，改善整車質(zhì)量和外觀匹配精度，減少整車開發(fā)成本，縮短整車開發(fā)周期。
文檔編號B62D25/02GK102935865SQ201210411658
公開日2013年2月20日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者貢見秀, 沈左軍, 孟祥新 申請人:奇瑞汽車股份有限公司