淺談塑料頂蓋外裝飾板總成的設計

黃思娟　郝加杰　危學兵　劉軍艦　黎培元

摘 要：本文闡述了塑料頂蓋外裝飾板的功能，設計時滿足相應國家的法定要求。闡明了塑料頂蓋外裝飾板總成設計過程中應遵循的原則與要求，并詳細的論述了塑料頂蓋外裝飾板與周邊零件的匹配要求。

關鍵詞：塑料頂蓋外裝飾板總成;設計要求;原則

1 引言

塑料頂蓋外裝飾板總成是汽車車頂的覆蓋件，主要作為裝飾的效果。提供豐富的顏色外觀;同時在汽車輕量化的大趨勢下，還可以起到減重的作用，從而降低汽車的油耗或電能[1]。

在設計頂蓋外裝飾板時，需要全面考慮其造型，結構，剛度、強度、工藝、以及周邊零件的匹配要求。要求考慮到美觀的同時，還要考慮到駕駛員的前方視野是否受到限制[2]。

本文論述了頂蓋外裝飾板的設計流程（初步方案確定，造型A面檢查，前期設計方案和對應的典型斷面，前期數模的搭建，設計的方案確定，優化設計，發布終版數模）所用到的塑料頂蓋外裝飾板總成的設計規范，對應要求以及設計準則。

塑料頂蓋外裝飾板總成見圖1：

2 法規要求

中國對汽車外裝飾板均有相應的法規要求。相關的法規要求詳細描述請參考以下表1的具體的法規描述。

2.1 中國法規

3 性能要求與整車配置

性能要求和整車配置的內容收集包括NVH（風阻）要求，LESSON LEARN（問題報告）清單，PDS（交車前檢驗），最佳實踐等內容。

4 材料選擇注意事項[3，4，5，6]

頂蓋外裝飾板所選材料一般為ABS、改性PP，如PP-20，PP-T30等，綜合成本及性能考慮，最終選用PP-T30。

5 卡扣選擇注意事項[7]

依據卡扣所使用的插拔力的大小，位置，板厚，功能來從公司對應的緊固件庫中選擇合適的緊固件。頂蓋外裝飾板的安裝應當相當牢固，頂蓋裝飾板的前端受到的風阻極大，采用金屬螺釘安裝，避免風阻大造成頂蓋裝飾板外翻。頂蓋外裝飾板尺寸極大，為保證安裝強度，中間采用金屬螺釘安裝，其他位置的固定點采用普通塑料卡扣。

塑料頂蓋外裝飾板緊固件選擇按表2要求。

6 定位要求

在頂蓋外裝飾板的前端中部，產品中間位置，設計金屬螺釘，對手件開個腰形孔，前后間隙2mm，左右間隙1mm用于限制左右的方向，保證頂蓋裝飾板與側圍外板的配合要求。頂蓋裝飾板的后端設計一個十字筋條，作為副定位，對手件上開橢圓孔，左右間隙0.1mm，前后間隙1.5mm，用以限制左右方向，保證頂蓋裝飾板與側圍外板的配合要求。頂蓋裝飾板的前端兩側通過2個金屬螺釘，對手件開腰形孔，前后間隙1.0mm，左右間隙3mm，用于控制前后方向，保證頂蓋裝飾板與前擋風玻璃和高位制動燈的配合要求。通過塑料卡扣與鈑金面相抵來控制U/D（上/下）方向。

（1）定位面：至少要求3個安裝面（或配合面）作為U/D（上/下）定位，該裝飾蓋通過塑料卡扣面來控制上下方向，見圖2。

（2）C/C方向定位：裝飾板前端，中間通過3個金屬螺釘，并且裝飾板后端通過起一個十字筋作為C/C定位，見圖2。

（3）F/A方向定位：以零件前端的金屬螺釘作為F/A方向的定位，鈑金頂蓋開腰形孔。見圖2。

7 卡扣布置規則

（1）卡扣布置間距原則為（150-250）mm。

（2）前端卡扣中心距離裝飾板主體的邊緣≤60mm，以保證頂蓋裝飾板前端與前擋風玻璃配合不產生縫隙。見圖3。

8 加強筋布置要求[8]

在進行頂蓋裝飾板的結構設計時，考慮到在裝飾板主體上起加強筋會影響到表面質量，所以加強筋都起在前后支架上，避免產品表面產生縮印。而起在支架上，能夠足夠保證支架的強度。在滿足強度的前提下，支架上盡量減少加強筋，以減少模具加工周期，降低模具成本。

9 與周邊關聯零件配合要求

9.1 接口控制文件

關聯零件接口控制按表3：

9.2 關聯零件的匹配原則

與周邊關聯零件的匹配原則按表4：

9.3 關聯零件匹配截面要求

（1）截面位置

典型截面截取位置見圖4

（2） A-A截面要求

塑料頂蓋外裝飾板總成與前擋風玻璃的配合截面按圖5，主要尺寸推薦值按表5：

（3） B-B截面要求

頂蓋外裝飾板與側圍外板的匹配要求按圖6，主要尺寸推薦值見表6：

（4） C-C截面要求

塑料頂蓋外裝飾板總成與高位制動燈的配合截面按圖7，主要尺寸推薦值按表7：

（5）D-D截面要求

塑料頂蓋外裝飾板總成與后側圍三角板的配合截面按圖8，主要尺寸推薦值按表8：

（6）E-E截面要求

塑料頂蓋外裝飾板總成與尾燈的配合截面按圖9，主要尺寸推薦值按表9：

（7）F-F截面要求

塑料頂蓋外裝飾板總成與鈑金頂蓋的配合截面按圖10，主要尺寸推薦值按表10：

10 結論及建議

頂蓋外裝飾板總成設計在截面，材料選擇，結構等各方面充分考慮以上原則和要求，并且對標市場上同等級的車型，極大的提高了零件的可靠性，減少后期零件的設計變更和修模[9，10，11]，縮短零件的開發周期，為產品的快速迭代和降低零件成本提供有力保障。實現了產品的快速設計和優品質設計。

參考文獻：

[1]曹渡.汽車內外飾設計與實戰[M].北京：機械工業出版社，2011.

[2]丁玉蘭.人機工程學[M].第3版.北京：北京理工大學出版社，2005.

[3]周達飛，吳張永，王婷蘭.汽車用塑料-塑料在汽車中的應用[M].北京：化學工業出版社，2003.2.

[4]李尹熙.汽車用非金屬材料[M].北京：北京理工大學出版社，1999. 16-49.

[5]曾正明.機械工程材料手冊（第6版）[M].北京：機械工業出版社，2005.3.

[6]丁浩.塑料工業實用手冊（下冊）[M].北京：化學工業出版社，塑料科學與工程出版中心，2000. 865-866.

[7]牟致忠.可靠性設計[M].北京：機械工業出版社，1993.

[8]楊建光，解佐龍.汽車內外飾相關問題分析[J].工程技術：文摘版，2016（10）：274-274.

[9]劉昌.塑料模具設計[M].北京：機械工業出版社，1998.

[10]曹宏深，趙仲治.塑料成型工藝與模具設計[M].北京：機械工業出版社，1993.

[11]劉昌祺.塑料模具設計[M].北京：機械工業出版社，2002.147-148.