门护板设计指南.doc

奇瑞汽车有限公司门护板产品设计开发指南编制日期：2007年6月编者：周秉玉版次：V03页次： 33 -目录一、简要说明31.1.该部分综述31.2. 设计该产品的目的31.3.使用范围31.4.零件构成图4二、设计构想（思想、理念）42.2发展方向52.3 开发周期52.4 数据制作62.4.1 CAS阶段.62.4.1.1法规要求62.4.1.1.1内部凸出物要求62.4.1.1.2 燃烧特性要求72.4.1.2 人机工程的校核及功能件的布置72.4.1.2.1 INSIDE HANDLE 布置72.4.1.3 ARM REST布置82.4.1.4 WINDOW CRANK ASSY布置92.4.1.5 MAP POCKET布置92.4.1.6GRIP HANDLE布置92.4.1.7 REGULATOR HANDLE布置92.4.2 MATERIAL阶段.112.4.3 SECTION阶段.122.4.3.1 脱模方向的定义122.4.3.2 截面线位置的定义122.4.3.3 主截面线122.4.3.4 内开拉手的配合152.4.3.5 与内挡水条的配合162.4.3.6 与仪表板的配合192.4.3.7与立柱的配合202.4.3.8 与三角块的配合212.4.3.9 与保险手柄座的配合222.4.3工程面的制作222.4.3.1工程面的基本要求222.4.3.1工程面的运动校核232.4.4 FRAME阶段.242.5 失效问题库:27三 各种加工工艺及优缺点的对比273.1 加工工艺273.1.1高压注塑工艺283.1.1低压注塑工艺283.1.2 吸塑293.1.2 .1阳模吸塑成型工艺293.1.2.2阴模吸塑成型工艺303.1.3聚氨酯（PU喷涂）303.1.4发泡与切割工艺313.1.5搪塑313.2各种表皮成型工艺和成本综合比较323.2.1价格比较323.2.2阳模吸塑、阴模吸塑、搪塑综合比较323.2.3 各成型工艺比较333.2.4搪塑与PU喷涂工艺和成本比较33一、简要说明1.1.该部分综述该部分主要介绍门护板系统的设计开发流程、设计开发过程中应该注意的问题以及与其他相关零部件的关联性等，尤其是在门护板对整车内饰造型效果的影响程度方面，并介绍在设计中的一般设计概念的分析和确定。通过该设计指南的介绍，为奇瑞公司门护板系统的设计、开发提供指导，并规范奇瑞公司门护板系统的设计、开发工作。1.2. 设计该产品的目的门护板作为汽车内饰的重要组成部分, 除需保证功能、外观、实用性(人机工程) 、精细度外. 还需要在车辆碰撞时起到吸收碰撞能量，降低对人体的伤害程度的作用.1.3.使用范围适用于乘用车、商务车和要求较高的载重车等1.4.零件构成图左后门护板左后门护板左后门护板序号零件名称一般料厚一般材料1前门护板2.53mPP+EPDM+T152后门护板2.53mPP+EPDM+T153后背门护板2.5mmPP6二、设计构想（思想、理念）2.1概述 门护板在设计时一般主要考虑外观上的整体效果, 一般来说, A CLASS冻结后就不允许改动,所以在CAS阶段就需要定义门护板与周边零件、各分块之间的间隙,同时作初步的人机工程及法规进行校核. 校核后须对INSIDE HANDLE, ARM REST, GRIP HANDLE, WINDOW CRANK ASSY, MAP POCKET重新进行布置(如果需要), 如果可能,在此阶段还需要考虑右舵车,尽量做到左、右件对称，减少右舵件开发投入;CLASS制作完成后,进入MATERIAL阶段,此阶段须定义各分块材料;完成后进入SECTION阶段,在此阶段须对工艺、脱模方向、配合方式进行初步的定义，同时最重要的是门护板的运动校核，确定CALSS A面在运动时是否与周边件有干涉现象；SECTION阶段;完成后进入FRAME阶段,此阶段须考虑装配可行性、定位、碰撞吸能块及强度, 对结构进行细化。若单从门护板考虑，一般来说，与门护板配合的钣金面应尽量平整，门内钣金应尽量为一体式（不要前后分块），且钣金上所有门护板固定孔应在同一道工序中冲出。受边界、空间、工艺及其他因素的影响,门护板在设计过程中必然会不断修改. 2.2发展方向2.2.1、轻量化2.2.2、NVH2.2.3、侧碰安全2.2.4、多功能2.3 开发周期门护板正向开发周期表工作内容时间(工作日)累计设计300300模具开发90-180390-480整改240630-710实验90720-810认可10730-8202.4 数据制作2.4.1 CAS阶段.此阶段需要确定整车对门护板的配置要求，建立零件清单，并初步确认零件材料、厚度、各分件的工艺(注塑,吸塑,搪塑,吹塑)、检查CAS是否满足相关法规(GB8410、FMVSS201), 如果需要,还需考虑右舵,尽量减少右舵需要开发的零件和开发费用.2.4.1.1法规要求2.4.1.1.1内部凸出物要求所有零部件的设计，都需要满足国家相关法规的要求，这是设计的基础。TitleTerritoryNumberRemarkInterior Fittings内部凸出物ECEEECAustraliaGBUSAECE R21/01EEC 74/60-78/632ADR21/01GB1152-1999FMVSS201R3.2Height25,regulator handle35Occupant Protection乘员保护We should have 5050 area within the pelvic areaSide Impact Protection侧碰保护USAGB ECEFMVSS 214GB-20071-200695Door trim shouldt keepSharp when car be sideHIC1.000CHESTG60GDEFLECTION42mmPELVIC SYMPHYSIS LOAD6KNABDOMINAL LOAD2.5KNVISCOUS CRITERION1.0m/sSHAPENO SHARP EDGE2.4.1.1.2 燃烧特性要求TitleTerritoryNumberRemarkFlammabilityUSAEECFMVSS 30295/28102mm/minGB8.410100mm/min奇瑞公司目前要求小于等于75MM/MIN2.4.1.2 人机工程的校核及功能件的布置2.4.1.2.1 INSIDE HANDLE 布置INSIDE HANDLE的布置要方便操作,同时又要防止误操作,一般来说,INSIDE HANDLE的布置范围见下图:为保证内开手柄的操作空间，手柄和护框上缘应保证30mm间隙，手柄和底座应保证20mm间隙，若为2手指操作，保证以上间隙的手柄长度应大于40mm，3手指操作的手柄长度应大于50mm。2.4.1.3 ARM REST布置ARM REST布置要求高度及前后位置合适,使驾驶员或乘客手臂得到放松. 常见布置范围见下图:另外：为使驾驶员或乘客手臂舒适，ARM REST的总宽度须大于60mm？，平面区域大于40mm。ARM REST倾斜角度 6，（注：受整车造型影响，ARM REST布置通常无法达到理想状态，此时须评审决定）2.4.1.4 WINDOW CRANK ASSY布置WINDOW CRANK ASSY应尽量布置在人方便操作的范围内（参见INSIDE HANDLE的布置区域），同时，为方便操作，手指区域间隙应大于40，背手区域间隙应大于50，座和门板的间隙应大于55。2.4.1.5 MAP POCKET布置此部分布置受造型影响较大，通常由造型决定，但如果条件允许，MAP POCKET应尽量保证280mmX70mmX100mm的空间。2.4.1.6GRIP HANDLE布置掌握式手握处周长应不大于100mm，内侧距门护板本体间隙应大于35mm盒式宽度应大于25mm，深度应大于30mm，长度大于80 mm。2.4.1.7 REGULATOR HANDLE布置REGULATOR HANDLE 应尽量布置在人方便操作的范围内（参见INSIDE HANDLE的布置区域）手摇柄在玻璃关闭状态的位置，应该避开人体腿部，以防止侧碰时对人体造成伤害。且手摇柄的外部倒角尺寸应该满足法规要求（R3.2mm）。手摇柄旋转轴线应该尽量接近Y方向。前门的布置应该考虑与仪表板、地图带、内开手柄及门护板扶手的间隙，保证在手摇柄旋转的过程中不与其发生干涉。后门的布置应该考虑与前排座椅、后排座椅、内开手柄及门护板扶手的间隙，保证在手摇柄旋转的过程中不与其发生干涉位置比较紧凑的允许与前座椅有微量干涉，不影响功能。但不能与座椅坐垫干涉。2.4.2 MATERIAL阶段.此阶段须明确各分件所用的材料, 现我司大部分门护板本体材料为PP+EPDM-T15,后背门护板材料采用PP6， 其中EPDM使门护板具有一定的弹性, 填加15%的滑石粉可以对门护板起到增强作用,防止零件变形.因PP材料的附着力较差, 故一般喷漆件及电镀件不用此材料, 现我司门护板上常用喷漆件及电镀件材料为PC+ABS(电镀级). 此材料有较好的强度和耐高温性能,可以防止零件在喷漆或电镀时变形. 当分块为吸附或搪塑时,考虑到成本及工艺, 其骨架我司大部分采用ABS材料. 若零件为长而细的注塑零件时, 应选用抗变形较好的材料.2.4.3 SECTION阶段.2.4.3.1 脱模方向的定义在此阶段首先应根据CAS初步确定各注塑件的脱模方向. 一般来说,本体因前后下侧均有翻边,故脱模方向常为Y向.在做SECTION的时候必须考虑零件的工艺性及门板与钣金的配合方式、各分件之间的配合方式. 2.4.3.2 截面线位置的定义与门护板配合的相关件：内挡水条，门内钣金，门槛压板，立柱护板，门洞条、锁、升降器、导轨、三角块、内开拉手、开关面板、扬声器一般制作截面线的位置都是能体现件与件的配合特征。2.4.3.3 主截面线主截面线一般是能总体体现门护板内部结构DETAIL A：上板体与中饰板配合关心DETAIL B：本体与开关面板的配合关系开关面板与门护板的配合方式：1. 开关面板与门护板平面同齐，此种配合如上图，一般门护板此位置为包复面料时，可用该种配合，如B11，A112. B14、S21、S12、A21类型，此种配合如果门护板没有包复面料，最好不要把拉手布置到开关面板上，间隙不好控制。3. S22、S18类型 DETAIL C：杂物盒与下本体的配合关系2.4.3.4 内开拉手的配合内开拉手分类与边界的配合关系2.4.3.5 与内挡水条的配合S12：翻边贴合式此设计中挡水条门门护板配合翻边在设计时应有0.5mm的干涉量，门护板与挡水条配合的R角应大于挡水条的R角。S22：插入式此设计多应用与门护板上板体为吸附或搪塑工艺的情况下。（注：若上板体为注塑，分模线将可见，影响外观质量，故不可采用此配合方式）B12：覆盖式，此设计内挡水安装的钣金止口应与内挡水有1mm间隙。以防止门护板和内挡水干涉2.4.3.6 与仪表板的配合2.4.3.7与立柱的配合2.4.3.8 与三角块的配合一般来说，为改善门护板与钣金配合，卡扣坐与钣金固定孔间隙设计值应校实际值大，设计值=实际值+（0.51）。2.4.3.9 与保险手柄座的配合工程参考面制作2.4.3工程面的制作2.4.3.1工程面的基本要求工程参考面制作的目的，是为了A面调整更能符合工程要求。如果有CAS数据，基本就不需要制作工程参考面了。护板的工程参考面，最重要的是要做好与边界配合的参考面。如下图所示：B-R线工程参考面图示工程参考面，是根据截面线、B-R线制作的，该面定义了护板的边界、与密封条的配合等，A面在调整是，不允许超过该参考面。2.4.3.1工程面的运动校核门护板的A面与门框密封条在运动过程中干涉，在实际装车的过程中会出现将门框密封条刮伤或刮掉，运用校核如下图所示：铰链中心线 一般来说，门护板与门框密封条干涉一般出现在15度以内，一般是局部干涉，所以在做运动校核的时候初始角度应该多切几个断面，保证运动过程无干涉现象。在运动过程中的断面。2.4.4 FRAME阶段.此阶段需要着重考虑定位、固定、装配可行性、碰撞能量吸收、强度. 及常见质量问题的排除.1、定位、固定:为保证门护板装配位置的准确行，通常需在门护板后上侧设一定位孔，前上侧设一辅助定位的长孔。其他固定孔则应有1mm的调整量。另外，为保证门护板与钣金的配合，沿门护板周边应200-250mm有一个固定点，固定点应在门护板与钣金配合翻边内侧2575mm处。后端距门护板顶部100mm内应设一固定点。对卡扣的拨出力要求在89111.25N之间（2025磅），使用人工手指按压方式装配的卡扣插入力在22.25N（5磅），使用拍入方式装配的卡扣插入力在44.5N（10磅）之间；且卡扣必需保证至少插拨三次不损坏。下图是借用我司现生产的部分车型卡扣时，一些设计参数。（非定位卡扣）A(mm)B(mm)C(mm)Dmax(mm)E(mm)F(mm)A116.5-74.228.55.57B11S117.8-8.53.32.59.55.57T11碰撞能量吸收:为提高侧碰的安全性，通常在门护板与钣金之间增加缓冲块。需增加缓冲块的区域及缓冲块尺寸见下图：法规要求（FMVSS201）：FMVSS201中规定：在下图所示区域内，Y向最突出点必须被一51mmX51mm的正方形平面区域（上下或前后切线夹角小于20）所包括。H点2.5 失效问题库:车型失效问题原因分析解决措施1.四门护板与门内板钣金配合间隙大2门护板下方固定孔偏3车门内护板布织物缺陷4仪表板与门护板子配合处,装饰条过度不平顺,配合不好5与玻璃升降开关配合不良，松动或难装配6四门护板与呢槽配合间隙大7门内护板处钣金孔外露三 各种加工工艺及优缺点的对比3.1 加工工艺 各种加工工艺都要尽量减少与视觉方向垂直的配合间隙，减小配合间隙（如下图所示）；并尽量将分模线至于不可见处；如必需将分模线外露，分型线处公差不得大于0.5mm。3.1.1高压注塑工艺材料经过螺杆加热后注入闭合的模具，冷却定型后开模取出。主要产品质量问题及影响因素：序号质量问题影响因素1缩印（缩痕）加强筋位置、模具浇口设计等2变形产品结构、材料、周转或摆放方法等3熔接痕产品结构、浇口位置、材料流动性等3.1.1低压注塑工艺材料经螺杆加热后注入微闭合的模具，模具经过二次闭合加压，冷却定型后开模取出。低压注塑工艺主要用于生产表面有装饰面料（织物/表皮）的产品-产品变型较小。优点：1、成型效率高：2、面料与骨架不用胶粘剂；缺点：1、成本高：设备模具工装成本高（相对于高压注塑模）：2、面料成本高，相对于二次复合工艺的材料（即包复工艺）。3.1.2 吸塑3.1.2 .1阳模吸塑成型工艺阳模真空吸塑表皮：将表面已有花纹的片材进行加热，当表皮达到拉伸成型温度要求时，上升阳模，使加热表皮与阳模开成直空腔，开启阳模真空抽吸系统，使表皮贴于阳模表面，冷却后脱模，制得定型的表皮，成型表皮即可转入下道发泡成型工序。优点：1、模具投资小，寿命长；2、生产效率高；3、设备投资只有搪塑设备的1/3或1/4。缺点：1、由于表面花纹是预制的，花纹损失随着表皮的拉伸度增大而增大。当拉伸较大时，细皮纹就会使皮纹消失，粗皮纹会淡化形成明显的视觉差，影响美观。2、由于阳模真空成型的工艺特征，决定了阳模吸塑加工对产品阴阳角尺寸的局限性，一般R角都要设计在R1.5以上，给产品外观设计带来了局限。面料：要点：需在注塑工艺上考虑面料压缩及拐角处的实际复合效果，减少须根据面料或表皮的拉伸率。3.1.2.2阴模吸塑成型工艺 阴模吸塑成型技术是阳模真空吸塑与搪塑技术的有机的结合，它是一种模热成型技术。热的不带皮纹的片材（0.8mm表皮TPO+2.0mm泡沫）被放置在发泡层与阴模的型腔之间，通过真空吸附使片材与模具型腔（模具型腔已制作皮纹）接触成型，由于冷却时片材收缩离开与发泡层吸覆贴合成型，此种工艺和伟统的成型和复合工艺相比较的话，不会出现皮纹拉伸变形现象，而且可以在一个零件上实现不同的皮纹形式，皮纹均匀清晰手感好，与搪塑效果相当。3.1.3聚氨酯（PU喷涂）聚氨酯（PU）喷涂工艺是近几年迅速发展起来的一种新工艺，相对搪塑工艺而言有许多优点。见3.2成型工艺性和成本的比较综合比较。制作PU喷涂的表皮主要工艺：在模具上喷脱膜剂喷漆（颜色）喷PU原料形成表皮（由机械手控制在不同地方的厚薄）冷却取出表皮。3.1.4发泡与切割工艺 除了表皮制造工艺与搪塑不同以外，阴模成型和PU喷涂在制作门护板后续工艺上（如发泡等）与搪塑都是相同的。发泡工艺是将聚醚和异氰酸酯充分混合后，注入模具中的表皮与骨架中间，交联固化，在其间形成具有要求形状泡沫的加工工艺。该泡沫既连接了表皮与骨架，又大大改善零件的手感。该工艺是软质门护板生产的必须工艺。3.1.5搪塑要点：搪塑可制作出比较复杂的状态，可避免面料复合及拉伸率对造型的影响。3.2各种表皮成型工艺和成本综合比较3.2.1价格比较3.2.2阳模吸塑、阴模吸塑、搪塑综合比较3.2.3 各成型工艺比较 3.2.4搪塑与PU喷涂工艺和成本比较搪塑与PU喷涂工艺和成本比较搪塑PU喷涂再生利用较难可以成品加工生产周期300秒120250秒设计自由度大更大一点表面最小外半径R1R1表面厚度11.21-1.2原材料浪费（边角料等）浪费稍大浪费相对小表皮手感（硬度）调整余地小，偏硬可调整颜色的选择比较自由（主要是黑色或深蓝色）更自由（可实现浅色和一件多色）生产效率与灵活性有限灵活性好耐照射能力好好耐低温能力一般好市场占有率主流逐步兴起设备成本110115100%模具成本120130100%模具寿命2-4万套40-50万套能源消耗相当高（280C)很低（65C)