重型汽车侧围外板设计研究分析
杨素霞 杨松伟 秦建芸
中汽研汽车检验中心(天津)有限公司 天津市 300300
引言:
当前,随着经济增速的不断提升,我国的汽车产业也迎来了全新的发展机遇。为满足人们出行和货物的运输需求,重型汽车作为不可或缺的重要工具,社会各界对于此类装置安全系数和稳定性的关注逐步增强。由于侧围外板是重型汽车中不可忽视的重要结构,因此应采取必要的措施,提升设备的设计质量。为实现既定的发展目标,科研人员应在原有的基础上,增强对于设计技术的研究力度。
一、汽车侧围外板工艺
(一)主体结构
结合以往的经验分析可知,在汽车的生产过程中,为保证车辆可以始终处于稳定的运行状态,作为车体的重要组成部分,侧围外板、车门、动力装置外罩、支柱等各类零部件之间存在着一定的必然联系。同时,在实际的操作阶段,业内对于板材间隙、规格都制定了明确的标准。对于自身规格较大、冲压缝较深的侧围外板,工艺设计的难易程度相对较高。正常情况下,在重型汽车的两端,分别存在一个侧围外板。围绕已知的信息和数据分析可知,常规条件下,外部的规格应为 29m*15m*2.8m,厚度应控制在 1m 以内。此外,当重型汽车处于组装模式时,应优先选用满足要求的镀锌材料[1]。
工作人员需要汲取以往的经验,深度剖析重型汽车侧围外板的主体特征,为后续的方案设计做好准备。一般情况下,应优先选用存在于侧围外板上的若干截面。其中,a 截面的应处于车辆的后车灯处。值得注意的是,应在拟定范围的过程中,如若外缘结构存在较小的倾角,切割边线和冲压朝向共同构成特定的角度。在实际的操作中,应采用合理的手段,增添满足要求的斜碶,以此在修边过程中,规避负角度等常见的风险问题。b 截面的所在区域应为外缘和顶盖的衔接处。同时,还应借助有效的方式,实现其与保险装置的有效衔接。此外,该截面的上半部分应与a 截面相同。c 截面的上半部分应与顶盖链接,下半段和保险杠拼接。在实际的操作过程中,需要为上缘预留足够的夹角。在实际的操作过程中,可以采用具备较强延伸性的成形技术,以此规避各类可能出现的风险问题。此外,还应保证位于油箱开口的截面不存在负角。将 d 截面的上边线和顶盖衔接至一处,下边线和后轮的防护罩连接。需要注意的是,在实际的操作过程中,上缘边线应包含定量的负角。生产过程中,工作人员可以采用与 c 截面相同的技术。作为侧围外板中较为重要的结构,在 e 截面的规划过程中,需要在原有的基础上,提升数据的精准度 [2]。同时,上边线和下边线的构建难度也相对较高。f截面应实现与柱体的有效搭接。在裁切下部截线时,难易程度较大、曲面的倾斜度也较高。在设计的同时,应重点考量整体的工整度。作为侧围外板与前门衔接的重要点位,在拟定 g截面所在位置时,应全面提升数据的即时性和精准度。因为上边线和下边线架构较为复杂,具备不同角度的夹角,所以设计时,应优先应用整体和侧边的加工工艺。h 截面通常位于重型汽车前门的铰链衔接处,并不具备明显的负向夹角。
(二)重点区域
在 a 截面内部,如若重型汽车后方车灯存在明显的形变问题。随着时间的推移,修边线的弧度会发生相应变化,拉延的深度也会随之改变。因此,在设计模面的过程中,应为其预留足量的补充空间。如若上缘存在角度较小的夹角,在设计补充面的同时,应将其转变成阶梯式。常规条件下,冲压线应始终位于废弃区域。为确保冲压修边的朝向相同,可以结合以往的经验,适度调整修边斜碶。
在 d 截面内部,工作人员需要在该区域的上半部分,其与顶盖的衔接位置,借助专业的技术手段,规避负角度的出现。此外,补充工艺的外形应始终与a 截面所处的车后灯处持平。但是,因为后轮盖的覆盖范围较大、流体材料的体量较大,在设计侧围外板的过程中,应为其预留足量的补充面。反之,极易引发裂痕等风险问题。对于g 截面所在的前车门上半部分,设计侧围外板时,应全面提升数据的精确度,抬高主体深度。如若所在位置存在明显的负向倾角,应采用侧方修正和二次塑性等手段,规避各类不必要的隐患问题。
二、重型汽车侧围外板设计策略
(一)设计要求
在重型汽车的生产过程中,在项目的前期准备阶段,工作人员便需要借助合理的手段,落实侧围外板的设计作业,具体的操作步骤如下所示。在工程正式开始前,既要获取对应的数据和信息,更应拟定科学合理的施工方案。作为本项目中不可忽视的重要组成部分,特别是针对知识储备量较低的设计人员,应采用合理的方式,根据业内已知的各类法律法规,结合汽车的目标性能,在规避成本过度消耗的同时,利用先进的技术手段,全面强化侧围外板的整体品质。
其一,法律指标。全面获取各类与重型汽车侧围外板有关的各类法律法规,常规条件下,包含以下内容:首先,当车辆发生正面撞击时,对于车内人员的保护草案;其次,车体侧方出现碰撞时,对于乘客的保护;再次,在车辆行驶过程中,违禁品的管理条例。重型汽车护轮板材、车锁和各类保护装置的主体性能和验证思路。最后,当车辆处于行驶状态时,驾驶员的前方视线标准、验证标准。其二,性能指标。结合预先掌握的各类信息和数据,将本体汽车和竞品车型一一比对[3]。在实际的操作过程中,还需要深度了解车体的抗性、刚性和整体强度。
其三,围绕重型汽车的重量、所需的成本投入量、各类零部件的整体质量等信息,在侧围外板的设计过程中,应委派专业的工作人员前往当地建材市场,了解各类建材的单价,并同步选用满足要求的技术手段。例如,是否需要将钢板、铝合金板材、塑胶等材料应用于车辆的设计阶段。同时,还应重点考量选用哪种焊接方式。一般情况下,对重型汽车侧围面板进行冲压、衔接、装饰处理时,应借助合理的方式,应用符合规定的机械装置。其四,应围绕当前的实际情况,选用必要的措施,将细小缝隙的规格控制在合理的区间内,例如储油端口、两侧车门、轮胎和轴承等重要组件,对其进行动态解析。围绕在极端环境下,可能存在的缝隙,并对其进行妥善处理。已知的数据和信息极易对后续的间隙面差标准造成干扰。为此,在设计过程中,应严格围绕设计标准作业。在项目的前期准备阶段,应在原有的基础上,深度剖析竞品车体的外形,特别是在工程的实际阶段,应优先选用全新的技术手段和环保材料。正常情况下,在解析竞品车型的过程中,需要明确设计的优势,并将其引进到自身车体中。此外,还应结合现阶段的发展现状,总结以往常见的隐患风险,以此降低安全问题出现的概率。同时,还应借助合理的手段,提升设计方案的合理性和可靠性。
(二)外形检查
作为一类外用型的零部件,在重型汽车的生产过程中,侧围外板和主体造型之间存在着一定的必然联系。正常情况下,当工作人员完成车辆主体造型的规划后,便需要由项目的工程师开展零部件结构的设计作业。与此同时,有关人员还应汲取以往的经验和教训,对重型汽车的主体造型进行系统化分析,并拟定对应的整改方案。常规条件下,可以将下列内容视作检查的切入点。检测外形的可塑性。在主体造型的设计过程中,为实现对于方案可操作性的深度分析,应围绕对应的冲压技术。
其一,观察重型汽车的外观,结合以往的经验,全面考量现行的冲压技术是否满足要求。例如,在车门边框区域,缩减圆弧角度的难度系数相对较高。其二,在侧边柱体的规划过程中,应围绕已知的各组数据,完成初级造型的设计后,确定截面的各项参数[4]。当前,市面上常见的冲压模具水准通常较低。当数值低于 4 米时,操作的难度系数相对较低。反正,参数介于 3.5 米至 4 米之间时,难度系数相对较高。为此,应采取必要的措施,降低数值低于3 米的可能性。此时,侧围外板设计的指标相对较高,零部件的生产水平恐难以满足主体需求。其三,在重型汽车的侧围上缘转角的基线处,应规避圆弧直接过渡的可能性。反之,应拟定一个明显的转折角。如此,有利于从根本上减弱冲压技术应用的难易程度,缩减零部件卷边褶皱等风险问题出现的概率。
(三)结构设计
当重型汽车的车体结构处于开发模式时,作为其中不可忽视的重要组成部分,工作人员需要提升对于门洞密封面的重视程度。其不仅是用户较为关注的区域,更是开启车门便能够看见的位置。常规条件下,涵盖门洞、主密封区和二层密封区。同时,还能够深度体现出大多数车门体系的主体需求和次生关联。在实际的操作过程中,工作人员应多次对其进行优化处理,以此找到对应的平衡点位。为此,在项目的设计阶段,为满足消费者的主观需求,既要对车门进行密封处理,更要设计出对应的门洞密封截面。如此,不仅可以延长车门体系的使用年限和密封性,更能在使用的过程中,为用户带来极致的感官享受。将设计方案递交至第三方部门审核时,相关人员既要全面查验其中的各组数据,应在获得有关人员的同意后,完成数据的解码处理,并将其共享至线上系统中,以此告知给模具的生产厂商。但是,在实际的操作过程中,还需要完成必要的修正,并按照既定的流程操作。
除此之外,位于重型汽车侧围外部前端和侧翼的缝隙处,受各类外界因素影响,极易存在明显的冲压风险。引发此类问题的关键在于。由于目标区域的玻璃板材、门洞结构,二者共同构建出一个起伏不平的架构。因为结构借助冲压技术塑造而成,所以为规避不必要的隐患风险,应在侧翼板材的 2 米处,使用专业的手段,对其进行冲压处理。与此同时,还需要在现有的基础上,拟定科学合理的安置点位,确保支撑面的刚性满足要求,并同步安置大于原有截面的组件。在重型汽车侧围外板的设计阶段,确定定位孔洞的过程中,应优先选择位于外板内部,刚性和硬度满足要求的区域内。需要注意的是,应适度提升定位孔的中点面积,并确定夹角位置。一般情况下,定位孔的中点应与目标轴处于平行状态。同时,还应保证两侧的定位点处在同一点位。由于重型汽车侧围外板的规格较大,重量也较高。因此在拟定前端定位孔洞时,应优先对其进行外翻处理。并在此基础上,使用原有的设备提升孔洞的密封性。此外,还应确保孔洞的半径在1.5 米左右。
结论:
综上所述,通过对重型汽车侧围外板设计的综合分析,可以得出了以下结论。其一,为全面增强侧围外板的抗冲击能力和安全系数,既要选用合理的材料,更要完成整体结构的搭配和设计,进而提高重型汽车的整体安全性;其二,为提高侧围外板的生产效率和产品质量,应在现有的技术上,实现制造工艺的深度优化。
参考文献:
[1] 黎 树 贞 , 王 占 魁 , 冯 冲 . 浅 谈 某 重 型 汽 车 侧 围 外 板 的 设 计 [J]. 重 型 汽车 ,2023,(03):20-22.
[2] 万志远 . 汽车侧围外板冲压工艺及模具设计 [J]. 锻压技术 ,2022,47(10):118-123.
[3] 赵道智 , 蔡青峰 , 邓丁 , 等 . 汽车侧围外板冲压工艺分析与优化 [J]. 科技风 ,2019,(31):130+134.
[4] 蒋 磊 , 赵 磊 , 廖 敏 , 等 . 汽 车 侧 围 外 板 成 形 工 艺 参 数 优 化 [J]. 模 具 工业 ,2022,48(10):7-14.