[摘要]以轻型客车为例,本文详细的论述了汽车白车身设计中需要充分考虑的公差及工艺性,为汽车白车身设计人员提供参考。
随着汽车行业的发展,现代汽车质量的好坏完全决定于设计水平。对于一部好的白车身而言,必须在设计阶段已经完全考虑各种公差及工艺性等因素的影响,在加上设计中的控制文件,才能有效保证后期的白车身生产质量。本文主要论述了设计中的公差及工艺性需要考虑的因素。
1 白车身在设计阶段公差的控制
在设计阶段要充分考虑各种公差,主要有冲压公差、焊接公差、装配公差等。要有效保证车身零件在整车使用寿命范围内工作状况最佳,必须合理利用和分配各种公差。下面以轻客为列。
1.1 冲压钣金件公差
为了保证车身零件安装的可靠性,必须保证冲压件有效面、孔、修边的精度,对一些要求较高的功能面、孔、边的公差必须要进行特别的要求。
1.2 焊接公差
1.3装配公差:
为保证零件安装无误,并且保证零件工作性,必须综合考虑分配各零部件的公差。以下以车门内板和玻璃升降器安装为例说明公差分配。前车门内板玻璃升降器如图1,玻璃升降器安装螺栓为M6,门内板安装孔为φ7,如果公差分配不合理,后期安装困难。要求在设计玻璃升降器的时候考虑升降器支架总成的精度。如果玻璃升降器的距离精度为262.6±1mm,很难保证安装,如图1。由于车门内板冲压精度较高,公差较小。如图2所示,能够保证孔的距离公差在±0.2mm范围内。
2工艺性
2.1 冲压工艺性
2.1.1确定冲压方向
确定零件的冲压方向与压力中心,避免零件拔模角时负角。一般以垂直零件大面方向为冲压方向。
2.1.2零件的拉伸
拉伸件底部与直壁之间的圆角半径大小要求如图3所示,拉伸件底部与直壁之间的圆角半径应大于板厚,即r1≥t 。为了使拉伸进行得更顺利,一般取r1=(3~5)t,最大圆角半径应小于或等于板厚的8倍,即r1≤8t。
拉伸件凸缘与壁之间的圆角半径,拉伸件凸缘与壁之间的圆角半径应大于板厚的2倍,即r2≥2t,为了使拉伸进行得更顺利,一般取r2=(5~10)t,最大凸缘半径应小于或等于板厚的8倍,即r2≤8t。
2.1.3 冲裁的孔间距与孔边距
根据冲模对冲压件的工艺性的要求,孔边距b与材料厚度t的关系是:b≥2t,当t≤1mm时,按t=1mm计算,并且不得小于3mm,必要时可以取b=(1-1.5)t,但模具寿命因此降低或结构复杂程度增加。冲孔的最小直径dm与材料厚度t的关系式;dm≥1.3t。
2.1.4 确定零件的冲压工序,进而考虑模具成本。
2.2 焊接工艺性
良好的焊接工艺性应能满足材料较省,工序较少,夹具加工较易,寿命较高,操作方便及产品质量稳定等要求。
2.2.1 焊接结构工艺性定义
焊接结构工艺性指钣金结构件在焊接夹具上组合拼装后,实施焊接的难易程度。
2.2.2 焊接结构工艺性设计要求
2.2.3焊接边宽度
两个或三个相焊接零件的焊接边重叠部分的直边宽度一般应不小于12mm,且相焊接零件的焊接边要平齐。可根据设计要求允许调整1-2个焊点焊接处边宽度为8-13mm。
2.2.4焊接点间距
车身焊接件上的焊点直径一般为φ6-φ7,焊点间距为50-60mm(小尺寸零件除外)。
2.2.5 点焊零件的板材层数及料厚比
点焊零件的板材层数一般为2层,最多3层,3层板料厚度之和不大于6mm;点焊接头各层板材的料厚比应小于3。
2.2.6 检查零件定位夹紧
在零件设计时,应考虑合适的焊接夹具定位孔和定位基准面,以便设计制造低成本高质量的焊接定位夹具。
2.2.7 CO2气体保护焊焊接加工工艺要素
焊接空间设计合理,可见区域内焊接处必须留有塞焊工艺孔及凹坑,以保证焊接后有较好的外观质量。
2.3涂装工艺性
主要考虑整条生产线的节拍,车身在涂装时入电泳槽角度出电泳槽角度等因素,确认设计的涂装工艺孔位置大小等是合理的。
2.4 安装工艺性
主要根据安装工具、操作空间、操作方便等确认安装工艺孔的位置大小是合理的,而且操作方便。
3结束语
总之,设计一款车型,必须综合考虑各种因素,只有这样才能设计出一款符合现代人的使用观念而且实用的车身,以上的白车身设计是在设计工程中总结的一些经验,而更精湛的白车身设计还需要更多的设计工作人员不断的研究与探索。随着汽车行业的不断进化,我们需要在更多方面地寻求新材料、新工艺、新技术,制造出满足越来越大的市场竞争压力和树立品牌特色的需求的产品,充分展示白车身的新风采。