車身典型斷面設計應用

（安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心,合肥 230601）

0 前言

車身典型斷面是車身設計過程中非常重要的一個環節，是造型設計開展到工程設計的橋梁，斷面的完善貫穿造型開始之初直至產品數模凍結整個車身結構設計過程，其在車身設計過程中有著至關重要的作用[1]：

（1）體現了車身結構方案，指導從CAS到車身數模設計過程。

（2）檢查和控制關鍵造型特征以及車身分縫間隙。

（3）確認和驗證車身開閉件分縫位置合理性以及校核其運動可行性。

（4）控制車門設計中密封膠條數量以及每個密封膠條的壓縮量，保證車身具有良好的密封性。

（5）確定焊接件或安裝件（包括白車身、開閉件、車身附件、內飾件、外飾件、燈具等）之間的安裝和配合關系，如螺紋連接，鉚接，粘接和卡扣等安裝方式及可行性。

1 車身典型斷面設計應用

1.1 車身典型斷面設計流程

通常在設計之初，根據車型的CAS造型以及初步的車型定位以及成本周期需求，選擇合適的結構進行斷面設計，后續隨造型的細化以及工程分析逐步優化，為了規范車身斷面設計，一般都會編制各自的車身斷面設計流程，圖1為車身斷面設計流程。

1.2 車身典型斷面位置選擇

根據車型的不同，斷面的位置及數量會有差異，一般從車輛的側視、俯視、前視、后視進行選取，圖2為某款車型側視斷面位置示意圖，一般選擇車身典型斷面選取遵循以下原則[2]：

（1）體現車身上相關重要零部件搭接、安裝關系。

（2）應將位于剖切區域內的所有零件按裝配狀態剖切，安裝密封件的剖切斷面的方向為法向，所有體現周邊間隙剖切斷面的方向為法向，其它剖切部位的斷面應平行于坐標軸方向。

（3）全部反映該處的特征信息。

（4）反映密封件的安裝方式、壓縮公差。

圖1 斷面設計流程

圖2 側視圖斷面位置

1.3 車身典型斷面設計內容及應用

在車身設計過程中，通過采用車身典型斷面設計的方法，來控制和檢驗設計方案的可行性和合理性，是車身設計中非常重要的一個環節，也是提高設計效率的一個非常重要的手段，在實際工作中，利用車身斷面來控制和指導設計，可以有效避免方案性錯誤和結構性錯誤，提高設計效率，減少設計周期，有報道，在車門設計中，有效利用車身斷面指導設計可以使設計時間較少30%左右[3]。典型斷面中應有一些關鍵的、必要的尺寸參數，例如：密封尺寸、止口焊接搭邊寬度、外觀間隙圓角、運動校核以及必要的工裝工具可行性校核等內容。下面選取2個斷面就斷面設計內容及應用情況作一下簡單說明。

1.3.1 后側車門下鉸鏈處斷面

圖3為某車型后側車門下鉸鏈處斷面，在斷面中可以看到此處鈑金的結構，密封尺寸、止口焊接搭邊寬度、外觀間隙圓角、運動校核以及必要的工裝工具可行性校核等內容，下面作簡要說明：

（1）焊接搭接邊尺寸。焊接搭接邊尺寸要滿足焊接工藝要求，一般要求搭接邊長度在14 mm以上，部分情況下可以降低到10 mm，焊接搭接板不超過3層，如果超過，則在后續設計中需通過開工藝缺口等方法避免。圖中顯示焊接搭接長度為13.5 mm，3層板焊接，滿足工藝要求。

（2）密封結構。密封件的裝配狀態為非壓縮變形狀態，密封條安裝到位，門洞密封間隙一般為15 mm，保證膠條的壓縮量為膠條自由狀態的1/3-2/3左右[4]。圖中顯示，后側車門與側圍外板間為一道密封，其密封間隙為14 mm，膠條的壓縮量為8 mm，均能滿足要求。

（3）外板包邊。一般來說外板包邊寬度外8 mm+t（t板厚，單位mm），內板邊緣到包邊內邊緣距離最小為2 mm，包邊重合寬度不小于5 mm，圖中包邊尺寸也是能夠滿足要求的。

圖3 后側車門下鉸鏈處斷面

（4）工裝工具可行性校核。在圖中可以看到鉸鏈與側圍通過螺栓連接，對鉸鏈的安裝進行校核，發現使用普通風槍安裝鉸鏈會與車門發生干涉（螺栓軸線距后側車門邊緣僅2 mm），因此，需要對此處結構進行改進以滿足生產要求，或在生產中使用特殊的工具進行安裝。

（5）分縫間隙。分縫間隙需確保與造型特征一致并滿足汽車整體造型要求，在圖中前側車門和后側車門的間隙為4.5 mm，公差值確認時需要考察在現有的工藝水平下，所能達到的最佳值，圖4為一公司根據其工藝水平對前側車門和后側車門的間隙公差所做演算，可以看出在此公司現有工藝水平下，其能所能保證前后側車門間隙公差為±1.09 mm，若設計公差為±0.5 mm，則風險系數為18.76，即在生產中18.76%的產品不能達到設計要求，而當設計公差提高到±1 mm，風險系數大為降低，僅為0.36。

圖4 前后側車門間隙尺寸鏈

1.3.2 前側車門下鉸鏈處斷面

圖5為某車型前側車門下鉸鏈處斷面（部分），此斷面主要是前側車門的運動校核，考察前側車門在開啟過程中與翼子板的最小間隙是否滿足設計要求，當車門以鉸鏈中心點運動時，表示不考慮公差(正方形ABCD為公差帶)，當車門以正方形ABCD內任一點運動時為考慮公差帶，當車門考慮公差帶運動時，車門與翼子板間距最小時即為車門運動最差狀況（在圖5中，當車門以A點為中心運動時為最差情況），如果最差狀況下的間隙值符合設計要求，表示開閉件運動合格。

圖5 前側車門下鉸鏈處斷面

如果經過分析發現最差狀況下，最小間隙過小，不符合要求，那么在之后的設計之中必須進行優化更改，一般可以通過優化鉸鏈軸線、相關周邊件的形狀，同時也可以提高工藝水平，縮小鈑金的制造公差以及開閉件的安裝公差等。

2 結語

車身典型斷面是指導車身設計的重要文件，其體現造型設計要求，零部件布置設計方案、工藝需求等信息，對車身設計產生強大的指導作用。本文結合車身設計的實際經驗，簡述車身典型斷面在車身設計中的一些應用以提供參考。