车门钣金设计规范

车门钣金设计规范

车门钣金设计规范

1.范围

本标准规定了车门钣金的术语、一般汽车车门钣金的设计规则以及设计方法。

本标准适用于各种轿车，其它车型可参考执行。

2.车门基本简介

2.1车门钣金概述

1．作为外覆盖件，起装饰作用，保证装配后外观效果，需保证翼子板、侧围、前后门之间的间隙平度满足要求；

2．有效保证车门密封性，避免出现漏水、风噪，导致顾客抱怨；

3．为开启件，需满足开启及关闭的易操作性；

4．车辆在行驶过程中保证车门始终处于关闭状态；

5．保证车门很容易的装配到车身骨架上；

6．为车身附件安装（外开把手、后视镜、外水切、昵嘈、内水切、门护板、门锁、扬声器、防水膜、升降器等安装）提供必要安装点及型面；

7．保证升降系统的正常运行；

8．保证行车门在行驶过程中不出现振动；不产生噪音；

9．车门售后可更换及可维修性；

10．具有承受一定作用力的刚度及强度

2.2车门结构类型

车门是车身的重要组成部分。根据车型不同，车门结构形式一般有旋开式车门如图2.1所示、滑动门以及外摆式车门等，还有一些轿车上使用了上下车极方便的鸥翼式车门。目前轿车车门使用最多的是旋开式车门，应用较多的轿车车门结构全尺寸内外板结构（整体式）、滚压窗框结构（分体式）以及半开放式车门结构（混合式），其结构具有各自不同的特点。

图2.1 旋开式车门

2.2.1整体式----即车门面板与门框部分一体成形。由全尺寸的冲压外板、全尺寸的冲压内板和嵌在内外板间的窗框导轨组成，导轨为U 字形滚压成型件，焊接在内板上，最后外板与内板总成通过包边方式闭合起来，这种车门板金结构在许多早期的车型被普遍采用。

优点：具有较好的完整性，整个车门的刚度较好，一体冲压出来的门板尺寸精度较高，并且加工工序较少、工艺简单。

缺点：窗框外边框通常较宽大，窗框的可装饰性不强，对造型有限制，不太符合现在造型的要求，而且全尺寸的门板需要较大的冲压模具，对冲压模的要求也比较高，整套模具的成本很高，由于窗框是一体冲压而成，废料面积较大，材料利用率较低。

图2.2 整体式车门

2.2.2分体式----车门本体由车门外板、车门内板和车门窗框构成。一般采用辊压成型的工艺生产车门窗框，然后与内板焊接，最后与外板压合或焊接成车门焊接总成。目前主要被日韩系车广泛采用，美系车也有少量采用，而欧洲车很少采用。

优点：这种结构窗框的宽度不受冲压和焊接的限制，可以设计的较窄，有利于车身造型，也有利于乘员视野，且滚压窗框的截面形状受工艺影响较小，可根据密封条或造型需要设计成多种形式。缺点：采用的滚压的车门框的断面一般都较复杂,成本较高，装配工艺复杂，尺寸公差尤其是外部面差保证的难度加大

图2.3 分体式车门

2.2.3混合式----常见的结构主要由整体式的冲压内板、窗框加强板和一半尺寸的冲压外板组成，窗台以上是没有外板遮盖的安装一些装配件到窗框内板上将形成窗框外表面，比如导轨饰板和密封条。由于这种结构的车门在门窗区域的外观装饰，通过效果比较好，目前被越来越多的欧美车系所采用。

优点：由于车门外板没有窗框部分，使外板模具尺寸减小，板材的利用率提高，白车身的重量减轻了，同时窗框外侧通过安装一些带有装饰性作用的附件，使得车窗外边框具有很强的装饰性，有利于车身造型设计，又具有分体式车门的关门效果。

缺点：玻璃周边的装配附件比较多，增加了装配的难度，各零件相互间的匹配精度比较难控制，容易影响玻璃升降。

图2.4 混合式车门

3.车门钣金焊接工艺设计

汽车车门钣金结构设计时必须考虑零部件的装配工艺性，车门钣金装配性主要采用焊接方式，焊接工艺是影响制造质量的重要因素，焊接工艺与产品设计及冲压工艺是相互联系的，影响焊接工艺性的主要因素是批量生产、焊接结构以及焊点布置等。

3.1车门钣金焊接层级明细

图3.1 焊接层级明细

3.2.车门钣金焊接要求

1．各零部件采用冲压或滚压成型；

2．焊接空间要求：焊接面尽可能设计成平面；确保焊钳进出零件的空间；确保点焊面与焊钳极臂垂直；

3．焊接边宽度一般不小于12mm；

4．焊接间距要求在50~80mm之间，螺母板及部分小件需要在较小的平面内达到连接强度要求，焊点根据实际情况增加，点距相应缩短；

5．相同位置第一道焊点与第二道叠加的焊点在位置上要求尽可能均匀交错，避免在同一位置、或距离较近位置第一道、第二道焊点叠加，造成电流分流过大，影响焊接强度；

4.车门主断面设计

主断面设计是白车身设计中品质控制的关键内容，它能体现出部件的焊装关系，关键尺寸要素，公差设计，工艺合理性等诸多设计要素.车身主断面设计的要点：车身结构方案；焊接件或安装件之间的安装和配合关系；开闭件铰链结构，安装结构和配合间隙；焊接边的结合宽度；外观件造型分缝的缝隙等

4.1.左前门上铰链断面

翼子板与前门之间的间隙一般为4~5mm之间，但是最小不能小于3mm，如果间隙再减小的时候，会导致运动间隙过小，容易产生干涉。翼子板一般要高于前门，最多1mm，或者两者齐平，这是主要基于空气动力学考虑

图4.1 左前门上铰链断面

4.2.窗框与顶盖断面(垂直分缝）

侧围上部或亮饰条与前门上段的间隙一般都是定义在4~6mm之间，平度方面主要是因为门上段的形式不同而差距比较大。一般的，侧围要高出车门3mm左右。可能是考虑到车辆在行驶过程中，车内压强高于车外的压强，门有向外张开的趋势，灰尘和雨水等容易进入车内，而且会有风燥声。另外可能还考虑到车门密封条产生反作用力原因。

图4.2 窗框与顶盖断面

4.3.车门槛断面

前门外板与侧围外板的间隙值一般是6mm，可能是考虑到门有一些下垂量是不可避免的，

留出一些余量免得以后门关不上。另外门槛比门外板高（一般约2~3mm左右）主要是因为车辆行驶时会产生涡流，地面上的灰尘，泥水等脏东西会卷向车身上面，门向内主要是为了保证密封效果。后门基本一样。

图4.3 车门槛断面

5.车门外板设计

车门外板一般由料厚为0.65~0.85mm的薄钢板冲压成型，其外形和加工表面质量必须符合车身造型的要求，侧碰的安全性要求车门外板应具有足够的强度和刚度。

5.1车门外板包边结构设计

外覆盖件和内板连接时，由于外表面的质量要求不能使用焊接，一般采用包边连接。包边的方式主要有直接包边和球头包边两种形式，车门外板一般采用直接包边的形式。车门外板不同（一般部位、拐角部位、棱线部位）要求包边的长度不同如图5.1所示

棱线部位

拐角部位一般部位

图5.1

表5-1

不同部位包边要求

包边部位图示一般要求

一般部位一般部位包边7.5~10mm

棱线部位棱线部位包边尺寸

4.0~

5.0mm

拐角部位拐角半径R 包边尺寸h/mm R＜4 小于2.0

5＜R＜25 3.0~4.0

25＜R＜50 4.0~6.0

R＞50 7.0~9.0

5.1.1外板翻边角度和尺寸要求

一般部位包边要求：为保证车门表面质量，车门外板翻边角度一般要求为90度——到105度为最适，对于液压机包边角度不得大于110度，机器人包边不得大于120度，最小翻边角度需要考虑包边时内板放入外板的方便性确定；为保证包边质量，包边宽度要求在7.5mm到10mm之间；为保证合边后周边质量，翻边补偿量FV值，一般为0.2mm最适；为满足涂胶要求，外板合边后到内板R角根部的距离不得小于4mm,合边后外板内R角圆心到内板间隙要求在1mm到2mm之间，如图5.2。

图5.2

5.1.2包边开法兰、闭法兰对应要求

不同部位（一般部位、拐角部位）要求翻边长度不同，但必须要稳定，偏差控制在0.5mm之内。外板包边前后尺寸对应如表5-2所示。

表5-2开发兰与闭法兰对应尺寸

开发兰与闭法兰对应尺寸

对应尺寸图示开发兰尺寸闭法兰尺寸内板重合尺寸

6mm 5.15mm 3.6mm

6.5mm 5.7mm 3.6mm

7mm 6.2mm 4.1mm

8.85mm 8mm 5.9mm

9mm 8.2mm 6.1mm

6.车门内板设计

车门内板是车门的重要支持件，几乎所有的车门附件都安装在车门内板上，一般由料厚的0.7到0.8的薄钢板拉延成型。为保证车门附件安装位置精度要求和车门周边的密封间隙要求，车门内板应有足够的刚度，所以内板周边需冲压出凸边、加强筋。车门内板重要的立面称为J平面，为安装车门附件机构J平面需冲压出各种形状的凸台、过孔和安装孔。

车门内板与许多零件相关，在设计过程中一定要考虑车门与不同件之间关系，可以通过主断面来设计车门内板，基础面设计，基础面包括密封面、铰链安装面。门锁安装面、密封面由侧围止口面偏移来

来，偏移的距离由门洞密封条的特性确定，内间隙一般12mm到14mm，一般要求将密封条压缩到三分之一，以保证其密封性。铰链安装面由A柱侧围面偏移而来，一般要求铰链安装面到A柱侧围面10左右mm,门锁安装面同样来源于侧围。

车门内板冲压成型时，拔模角度拔模角保证在5度以上，最小不得小于3度，拉延深度一般不大于180mm,极限不得超过200mm；为了避免开裂风险内板圆角应合理定义如表6-1所示。

图6.1

表6—1 内板圆角定义

位置断面R角一般尺寸备注

内板门锁处A-A R1一般取8mm

R2一般取5mm

R3一般取5mm或6mm

R4一般取4mm或5mm

根据具体

情况，局

部位置可

放大

内板下端B-B R5一般取8mm或10mm R6一般取6mm

R7一般取6mm

R8一般取4mm或5mm

内板限位器处C-C R9一般取8mm

R10一般取6mm

R11一般取5mm或6mm R12一般取5mm

R13一般取5mm

R14一般取4mm或5mm

7.车门加强板设计A A

B

B

C C

车门加强板用于提高附件安装部位的刚度和连接强度，一般由0.7到1.5mm冲压成型，后焊接在内板上。例如为了加强车门窗台处的刚度，以保证车门内、外板之间的装配关系，一般在窗台处内、外板的内侧分别焊有横向腰线加强板。还有为了将较大面积的局部负荷有效地传递到车门内板较大面积上，一般在安装铰链处，增添加强板。

8.防撞杆设计

防撞杆是车门碰撞时，防止车门发生变形的结构件，结构形式一般有二种：一是两端支架、中间圆管的焊接形式，圆管直径一般选择为28—32mm，材料一般选择高强度低合金型材如图；二是整体冲压件，结构形式设计成防撞的波状结构，材料一般选择高强度低合金钢板如图。

图8.1 防撞杆图8.2防撞梁

防撞杆布置时从防撞杆边缘到外表面距离最小是5mm，为涂胶之用，一来避免车门外板大面无支撑，二来避免防撞梁与外板之间的碰撞。防撞杆的中心和H点尽可能的近。确保在调整以后，车窗玻璃下降后和防撞杆有12.5mm的距离。

8.1 防撞杆与防撞梁的优缺点对比

8.1.1 防撞杆（圆管结构）

1.优点：成本低、制造工艺简单、对模具要求较低；

2.缺点：布置时与外板距离不易控制、为了保证性能减重空间小、多件焊接在侧撞时容易从连接板处断裂；

8.1.2 防撞梁（冲压结构）

1.优点：性能稳定、随着热成型和超刚强度的应用，减重效果明显，更容易达到高安全性能的要求，在碰撞过程中不易产生尖点伤害乘员；

2.缺点：制造工艺要求较高、模具要求高、成本比防撞杆高出1～2倍；

建议在微车和一般轿车从成本、安全性等方面考虑采用圆管结构的防撞杆，高端车为了减重和保证更高的碰撞要求建议采用冲压结构的防撞梁。

9.车门钣金焊接总成重量

前门钣金焊接总成重量一般≤18kg,后门钣金焊接总成重量≤16kg，如表10-1。

表9-1 车门钣金总成重量参考

A02/kg B01/kg B11/kg T22/kg S21/kg 备注前门17.7 17.1 18.2 16.5 17.8 单门不含铰链

后门15.2 15.3 15.7 15.7 15.1 单门不含铰链

四门65.8 64.8 67.8 64.4 65.8

10. 车门钣金材料定义

表10-1 材料定义

11 .车门CAE分析、设计校核

表11-1 车门刚度

编制：校对：审核：标准化：批准：版本：00