汽車鈑金支架設計流程方法的探討

陳猛，劉海明

（長城汽車股份有限公司技術中心，河北省汽車工程技術研究中心，河北 保定 071000）

汽車鈑金支架設計流程方法的探討

陳猛，劉海明

（長城汽車股份有限公司技術中心，河北省汽車工程技術研究中心，河北 保定 071000）

以某車的蓄電池支架設計為例，結合CATIA軟件中創成式曲面功能模塊［1］，對汽車鈑金支架的設計方法進行簡單的探討，并歸納整理了一些設計中應注意的問題。

蓄電池；支架；CATIA；設計

汽車鈑金支架是具有連接性、承載性、加強性和定位性等其中一種或多種功用，用金屬材料及某些特定成型工藝（一般為沖壓工藝）形成的一種構架。

從一方面來講，目前汽車廠中任何產品的開發，無論是全新開發車型還是改款車型，均不可避免地使用到鈑金支架；從另一方面來講，每款設計車型中不論是CS（車身）模塊、NWS（內外飾）模塊、DP（底盤）模塊還是DQ（電器）模塊中也都會用到鈑金支架。因此，汽車廠或汽車設計公司的任何模塊的設計人員必須掌握鈑金支架的設計方法，從而提升產品的品質，避免因鈑金支架的問題而造成汽車故障甚至人員傷害。

1 汽車鈑金支架設計流程

汽車鈑金支架設計的流程如圖1所示。

1）鈑金支架需求在汽車產品設計中，因各專業模塊中結構的需要，要增加鈑金支架時，應向設計人員提出支架需求，并提供所需做的鈑金支架的周邊條件及功能要求。

2）必要性、可行性及合理性分析設計人員根據鈑金支架需求的周邊條件，分析所需做的鈑金支架周邊空間是否可行；根據功能要求分析所需做的鈑金支架是否有必要，要求是否合理。如果分析不可行則需反饋給提出鈑金支架需求的專業。

3）是否可借用現有平臺產品設計人員應分析所需做的鈑金支架是否可借用現有平臺的產品，如果可以，則借用現有平臺的產品，并調整其位置到合理的位置；如果不可以，則需要重新設計。

4）重新設計設計人員根據鈑金支架需求的周邊條件及功能要求，設計鈑金支架并確認其安裝方式，設計過程中要初步考慮支架的強度和成型可行性。

5）數據檢查當鈑金支架設計完成或平臺產品裝配到位后，需要進行全方位的檢查，包括是否與周邊件干涉，與周邊件的間隙是否滿足要求，鈑金支架的安裝可行性，是否影響其他零部件的拆裝方便性或拆裝可行性等方面的問題。如果有問題，則需修改數據。

6）強度及成型性分析當數據檢查無問題或修改數據完成后，需要經過分析軟件對鈑金支架進行強度及成型性分析，如果強度不夠，可根據強度分析報告對其進行優化［2］。一般優化方式有如下兩種：①更改鈑金支架的結構或考慮增加鈑金支架的加強支架；②增加鈑金支架的料厚或更改其所使用的材料。

如果鈑金支架成型有問題，則根據SE分析報告（沖壓分析報告）［3］，對其成型困難點進行優化結構，從而使其成型。

7）輸出鈑金支架的強度及成型性確認沒有問題后，可將鈑金支架輸出給提出鈑金支架需求的專業。

2 蓄電池支架的設計

1）根據電器專業需求，蓄電池布置位置確定后需要為其設計鈑金支架，用來承載蓄電池并保證汽車在行駛過程中支架不會損壞。蓄電池支架的周邊條件包括蓄電池托板、輪罩總成和車身上的橫梁，如圖2所示。

2）根據如上條件分析此支架是必要的且周邊空間也是可行的。

3）查詢現有平臺產品是否有能滿足要求的蓄電池支架。經過查詢，并沒有發現滿足要求的蓄電池支架，只能重新設計。設計完成后的蓄電池支架如圖3所示。

4）設計完成后對整體數據進行檢查，確認蓄電池支架與周邊件無干涉且間隙滿足要求，支架自身的安裝沒有問題且不影響其他件的拆裝。安裝后的蓄電池支架如圖4所示。

5）對蓄電池支架進行強度分析，發現其強度在Y向上不能滿足要求，如圖5所示。此時根據分析結果確認需要增加蓄電池支架加強支架，更改完成后再次分析，其強度滿足要求。更改后的蓄電池支架如圖6所示，分析結果如圖7所示。對蓄電池支架進行SE分析，經分析確認成型沒有問題。蓄電池支架的最終安裝狀態如圖8所示。

6）將蓄電池支架最終數據發送給電器專業，讓其進行查收。

3 支架設計中應注意的問題

1）要將周邊條件識別清楚，把周邊件裝配上，周邊間隙要求要明了，不能盲目去做。

2）根據所做支架需要的功用，初步構思所需做的支架的大體輪廓。

3）考慮安裝方式及安裝位置，避免安裝不了或影響其他件裝配。

4）考慮成型工藝，做出相應特征，避免出現負角，切邊要順滑。

5）考慮強度要求，增加加強筋和翻邊等特征。

4 結束語

汽車鈑金支架不單是要有連接功用或者承載功用即可，而是具有多種不同功用的一種構架，在其設計過程中一定要全面考慮，周邊條件識別要完全，空間要求要明確，功能要求要明了，安裝方式以及與周邊件裝配順序要提前考慮清楚。本文探討了汽車鈑金支架的一般設計流程方法，總結了一些支架設計中應注意的問題，并通過列舉實例對鈑金支架設計流程圖進行進一步闡釋。但鈑金支架形狀千差萬別，尤其是同樣的功用可設計成不同樣式的支架，怎樣才能使所設計的支架既滿足其功用又能使其成型簡單、大小合適、質量較輕，多依托設計者的設計經驗，應具體情況具體分析，根據需求及條件做出合理的鈑金支架是我們最終的目的。

［1］盛選禹，等.CATIA曲線和曲面功能詳解［M］.北京：機械工業出版社，2004.

［2］王鈺棟，金磊，洪清泉，等.HyperMesh&HyperView應用技巧與高級實例［M］．北京：機械工業出版社，2015．

［3］林鐘欽.車身沖壓件沖壓成型仿真［M］.北京：機械工業出版社，2004.

（編輯 文珍）

Discussion on Design Process of the Stamping Bracket of Automobile

CHEN Meng，LIU Hai-ming

（R&D Center of Great Wall Motor Co.，Ltd.，Baoding 071000，China）

Based on an example of car battery bracket design，using generative shape design module of CATIA，the author briefly introduces design method of the stamping bracket，and summarizes some points of attention during the designing progress.

battery；bracket；CATIA；design

U463.03

A

1003－8639（2016）04－0045－03

2015-11-18；

2015-12-03

陳猛（1985-），男，河北廊坊人，主要從事汽車BIW（白車身）及汽車空調設計方面的工作，E-mail：douhun 0316@126.com。