1、1白车身结构设计白车身结构设计规范规范1、范围本标准归纳了白车身结构设计的一些基本方法和注意事项。旨在指导汽车白车身的设计开发工作，使在新车型设计开发或改型设计过程中，避免或减少因经验不足造成的设计缺陷或错误，提高设计效率和设计质量。2、基本原则21白车身设计是一个复杂的系统并行设计过程，要彻底地摒弃孤立地单个零件设计方法，任何一个零件只是其所处在的分总成的一个零件，设计时均应考虑其与周边相关零部件的相互关系。2 2任何一种车型的白车身结构均可按三层板的设计思想去构思结构设计，即最外层是外板，最内层是内板，中间是加强板，在车身附件安装连接部位应考虑设计加强板。23所设计的白车身结构在满足整车性
2、能上、结构上、冲压工艺、焊接工艺、涂装工艺、总装工艺是否比参考样车或其他车型更优越，是否符合国内（尤其是客户）的实际生产状况，以便预先确定结构及工艺的改良方案。2.4白车身在结构与性能上应提供车身所需的承载能力,即强度和刚度要求。3 3、白车身钣金的材料选取原则：、白车身钣金的材料选取原则：23.1汽车覆盖件所用材料一般是冷轧钢板。3.2 按国家标准选取钣金材料3.3 钣金按表面质量分有 I，II 两级：I 级质量最好，适用于外板；II级次之，适用于内板与加强板3.4 钣金按冲压拉延等级分有 P，S，Z，F，HF，ZF 六级：P：普通拉深级，适用于拉延深度浅的零件；S：深拉深级，适用于拉延深度
3、一般的零件；Z：最深拉深级，适用于拉延深度较深的零件；F：复杂拉深级，适用于结构复杂且拉延深度较深的零件；HF：很复杂拉深级，适用于结构较复杂且拉延深度较深的零件；ZF：最复杂拉深级，适用于结构非常复杂且拉延深度较深的零件；3.5 钣金按强度等级分有：普通强度，高强度，超高强度；3.6 按宝钢标准选取钣金材料3.6.1 钢板及钢带按用途分：牌号用途DC01（St12）一般用（水箱外壳，制桶等）DC03（St13）冲压用（汽车门、窗、白车身件等）DC04（St14、St15）深冲用（汽车门、窗、白车身件等）DC05（BSC2）特深冲用（汽车门、窗、白车身件等）3DC06（St16、St14-T、
4、BSC3）超深冲用（汽车门、窗、白车身件等）3.6.2 钢板及钢带按表面质量分：级别代号较高级的精整表面FB（O3）高级的精整表面FC（O4）超高级的精整表面FD（O5）3.6.3 钢板及钢带按表面结构分：表面结构代号麻面D光亮表面B3.6.4 使用部位及选用牌号标记使用部位牌号标记备注1外覆盖件DC04-XX-FDQ/BQB40320032内板大件（复杂、深）DC04-XX-FBQ/BQB40320033内板大件（一般）DC03-XX-FBQ/BQB40320034其它结构件DC03-XX-FBQ/BQB40320033.6.5 牌号标记说明4DC04XXFDQ/BQB4032003牌号材料
5、厚度表面质量级别企业标准号此牌号为冷连轧、深冲用、高级精表面质量的低碳汽车用钢板。3.6.6DC04XXFBQ/BQB4032003此牌号为冷连轧、深冲用、较高级精表面质量的低碳汽车用钢板。3.6.7DC03XXFBQ/BQB4032003此牌号为冷连轧、冲压用、较高级精表面质量的低碳汽车用钢板。4 4焊接工艺要求：焊接工艺要求：4.1 焊接搭接边重叠部分的宽度一般应大于 12mm；4.2 考虑焊接工艺时应考虑焊枪的接近性。4.3 对于无法焊接的内板，可以考虑开焊接工艺过孔，一般要求30 以上;4.4 对于无法点焊的部位，可以考虑二氧化碳保护焊或塞焊;4.5 考虑布置焊接工艺孔。5.5.装配工
6、艺要求：装配工艺要求：5.1 考虑零部件装配时装配工具的接近性；5.2 考虑零部件自身安装或拆卸的方便性；5.3 对于安装工艺过孔，应考虑做成翻边孔，以增加零件本身的5刚度，以及不伤手和工具。6.涂装工艺要求；6.1 考虑在侧围下部和车门最下部开漏夜孔；6.2 在地板总成低洼处考虑布置漏夜孔7轻量化设计要求；7.1 选取轻量化材料：7.1.1 在满足强度和刚度的前提下，选取较薄的料厚；7.1.2 在满足强度和刚度的前提下，选取塑料材质；7.2 采用轻量化结构；7.2.1 在大于 50 x50mm 的区域内布置加强凹坑，并挖孔；7.2.2 在满足强度和刚度的前提下，考虑布置减重孔；8.结构复杂化
7、，以求最大强度、刚度设计要求：8.1 车身钣金结构尽可能复杂化，在大于 50 x50mm 的区域内布置加强凹坑、筋等特征；8.2 车身钣金结构尽可能复杂化，尽可能用自由曲面代替平面。9.节约成本对称性设计要求：在模具设计时，两对称件是做成一套模具的，同时对称件设计也减少设计时间，故设计时应尽量考虑左右件做成对称件，或者做成大结构对称，局部特征根据需要不对称。10节约成本同一件设计要求：对于一些零部件（如一些小的加强板，比较规则的纵横梁等），可以考虑设计成自身是关于某一面对称的，这样左右件可以使用同一6件。以节约模具和零部件管理成本。11密封性要求：零部件设计中，要考虑车厢不应出现漏水或渗水的情
8、况。11.1 侧车门和侧围门框之间的密封条断面设计应合理，压缩量应均匀一致，一般以 1/31/2 为宜，并绘出相应的密封条断面图；11.2 行李箱盖（或后背门）和行李箱盖框（或后背门框）之间的密封条断面设计应合理，压缩量应均匀一致，一般以 1/31/2 为宜，并绘出相应的密封条断面图；11.3 机舱盖和相应的发动机舱密封配合板金之间的密封条断面设计应合理，压缩量应均匀一致，一般以 1/31/2 为宜，并绘出相应的密封条断面图；11.1、11.2、11.3 中的密封条应和相关的汽车密封件厂家交流沟通，根据车身结构的具体情况，请供应厂家提供合理的相应密封条断面图，最后应予以校核确认。11.4 根据
9、涂胶图喷涂、涂刷相应的密封胶；11.5 相关的密封试验方法：11.5.1 按 GB/T 12478-1990“客车防尘密封性试验方法”，通过防尘密封性试验11.5.2 按 GB/T 12480-1990“客车防雨密封性试验方法”，通过防雨密封性试验12美观与缝隙均匀性要求：12.1 外观件处于高可见区，应考虑分缝缝隙的均匀性；12.2 处于高可见区或可见区（如车门打开后可看见的侧围区域）7应考虑美观要求，面应光顺，不应出现面扭曲面的情形。1313、白车身内外板设计要求、白车身内外板设计要求13.1 外覆盖件设计13.1.1 白车身外覆盖件由翼子板、侧围外板、车顶外板组成;13.1.2 边界条件
10、：前舱盖、前后车门、门框密封条、后行李盖，后行李密封条、侧围附件及总布置的硬点报告等;13.1.3 设计过程：第一步：熟悉效果图，领会造型师设计意图和造型风格。分析各部分安装结构及实现的可能性。如结构不能实现或有疑问，则立即反馈给造型师，让造型师修改造型或作出解释。第二步：熟悉油泥模型、熟悉参考样车零件，注意其安装形式、壁厚以及与边界搭接关系。第三步：确定结构分块及固定方式、确定主断面、硬点。硬点：主断面、造型面、安装点、门框密封条、后行李箱密封条、后行李盖、侧围附件等。固定方式：翼子板安装方式主要在翼子板内板、加强板和轮罩上，螺栓安装。侧围外板、车顶外板通过和内板焊接固定在白车身上。第四步：
11、确定材料、料厚、成型方式、拔模方向、安装结构。材料一般为钢板，厚度有 0.7、0.8、0.9、1.0（mm）第五步：结构设计81 根据翼子板硬点设计它的固定孔；根据密封结构和断面设计侧围外板和车顶外板的焊接边。翼子板的固定孔应合理分析在该零件的周围，不应集中在同侧，固定孔一般选择可调节的腰型孔；与分块线相关的棱角倒角R1R5，以不加大整车的分块线宽度，和相邻分块线均匀为原则。2 充分考虑工艺性1)门框密封条（第二道密封），侧密封条（第一道密封）的安装面一般由侧围外板设计人员先确定好，门的设计人员应在此安装面基础上根据相应的密封条结构形式偏移一定的距离来设计密封配合面。2）铰链及锁扣安装面一般应
12、先由开闭件（门）确定，然后再设计此安装面周边的相邻结构。3）门控开关的安装面一般应先由开闭件（门）确定，然后再设计此安装面周边的相邻结构。4）外饰件安装配合处的结构原则上由侧围外板设计人员先确定，外饰设计人员在此基础上进行相应的结构设计，在设计过程中双方人员应沟通协调，做到最优化设计。5）考虑四大工艺性，侧围外板多数特征（除去周边需整形，侧冲等）可先定脱模方向大致为 Y 向，按此方向来设计各特征的脱模方向和拔模角。96）与分块线相关的棱角倒角 R2、R3，以不加大整车的分块线宽度，和相邻分块线均匀为原则。7）充分考虑工艺性第六步：检查断面检查、硬点检查、工艺检查，并填写数模检验单、断面检查表、
13、硬点检查表。检查修改完善后提交专家审查。13.2 内板件结构设计13.2.1 侧围焊接总成内板件设计13.2.1.1 侧围总成有：侧围外板、A 柱内板、A 柱加强板、B柱内板、B 柱加强板、C 柱内板、前、后门槛粱内板、前、后门槛粱加强板、侧围上边粱及侧围附件等大件组成。13.2.1.2 边界条件：密封结构，侧围附件安装硬点等。13.2.1.3 设计过程：第一步：熟悉效果图，领会造型师设计意图和造型风格。分析各部分安装结构及实现的可能性。如结构不能实现或有疑问，则立即反馈给造型师，让造型师修改造型或作出解释。第二步：熟悉油泥模型、熟悉参考样车零件，注意其安装形式、壁厚以及与边界搭接关系。第三步
14、：确定结构分块及固定方式、确定主断面、硬点。10硬点：主断面、造型面、安装点、门框密封条、后行李密封条、后行李盖、侧围附件。固定方式：焊接第四步：确定材料、料厚、成型方式、拔模方向。材料一般为钢板，厚度有 0.8、1.0、1.2、1.5、2.0（mm）第五步：结构设计：1）附件安装面原则上根据附件安装要求设计安装结构及其周边结构。附注：对于三点式安全带的安装结构设计要求：2）内饰安装结构原则上随白车身走，设计期间应相互协调沟通，优化结构。3）电器元件结构原则上随白车身走，设计期间应相互协调沟通，优化结构。4）与外表面配合面不能贴合外表面，留取 35mm 间隙并开盛胶槽，由外表面 offset
15、一定距离获得。5）内外轮罩处的结构设计6）内外板之间应形成空腔，以增大整车的结构刚度。7）侧围加强板设计加强板处在内外板之间，对侧围总成薄弱区起到加强作用，在设计时应考虑仅在加强区域和搭接边处焊接，其它区域应留一定空挡，尽量避免面与面大面接触，一方面增大加强功能另一方减少冲压制造误差带来的焊接困难，典型结构。第六步：检查11断面检查、硬点检查、工艺检查，并填写数模检验单、断面检查表、硬点检查表。检查修改完善后提交专家审查。13.2.1.4 结构设计参数：1任何一种车型的车身侧围总成均可按三层板的设计思想去构思结构设计，即最外层是外板，最内层是内板，中间是加强板。在车身附件安装处一般应考虑设计加
16、强板。2由于侧围都会有大片的外覆盖面的存在，而这些地方往往都会受到一定的外界冲击，为了增强其刚性而不容易变形，减少相互振动，必须的在内板与外板之间会涂一层 35mm左右的传力胶。在车身结构设计过程中要保证有足够的强度和刚度，车身的震动和噪音要达到有关的法规要求，给人一安静舒适感。还要考虑整车车厢的密封性，各件转角处所留最大空隙应能使焊接粘贴胶密封住，以保证水不会通过任何缝隙渗入车厢内部。3另设计时要考虑整个车厢良好的换气性能，故有的车型要在侧围布置单向排气阀。（1）。A 柱外露式结构如下图为 A 柱外板露在外侧的造型面,中板和内板都是内藏式结构形式,为尽力避免三层焊接形式,中间板和外加强板焊接
17、,而内板与外板在门内侧密封翻边处焊接.在前档风玻璃翻边处三层焊接,可以在该处使每个板每隔 50mm 开一个缺口,以便获得12两层焊接的结构,如图 3.3.4 所示.一般粘接玻璃的翻边长度约2022mm,止口深810mm,门框密封口翻边一般1216mm,多数汽车为 1416mm.13.2.2 前围焊接总成内板设计13.2.2.1 前围总成：翼子板、前围板、前轮包、前轮包盖、仪表板骨架、前风窗下横梁、空调安装板、前纵梁、前纵梁加强板、前围上横梁、前围下横梁、前围附件、系列支架等组成。13.2.2.2 边界条件：密封结构，侧围附件安装硬点等13.2.2.3 设计过程：第一步：熟悉效果图，领会造型师设
18、计意图和造型风格。分析各部分安装结构及实现的可能性。如结构不能实现或有疑问，则立即反馈给造型师，让造型师修改造型或作出解释。第二步：熟悉油泥模型、熟悉参考样车零件，注意其安装形式、壁厚以及与边界搭接关系。第三步：确定结构分块及固定方式、确定主断面、硬点。硬点：主断面、造型面、安装件安装点、前风窗、前舱盖总成、底盘、电器的设计硬点、前围附件。固定方式：焊接第四步：确定材料、料厚、成型方式、拔模方向。材料一般为钢板，厚度有 0.8、1.0、1.2、1.5、2.0（mm）第五步：结构设计：131）附件安装面原则上根据附件安装要求设计安装结构及其周边结构。2）内饰安装结构原则上随白车身走，设计期间应相
19、互协调沟通，优化结构。3）电器元件结构原则上随白车身走，设计期间应相互协调沟通，优化结构。4）与外表面配合面不能贴合外表面，留取 35mm 间隙并开盛胶槽，由外表面 offset 一定距离获得。7）内外轮罩处的结构设计8）内外板之间应形成空腔，以增大整车的结构刚度。9）前纵梁与内板之间形成空腔，以增大正面碰撞能力。10）前围加强板设计加强板处在内外板之间，对侧围总成薄弱区起到加强作用，在设计时应考虑仅在加强区域和搭接边处焊接，其它区域应留一定空挡，尽量避免面与面大面接触，一方面增大加强功能另一方减少冲压制造误差带来的焊接困难，典型结构。11）前围支架设计：在保证强度和冲压工艺的前提下考虑前舱的
20、设计空间。第六步：检查断面检查、硬点检查、工艺检查，并填写数模检验单、断面检查表、硬点检查表。检查修改完善后提交专家审查。13.2.2.4 结构设计参数141.任何一种车型的车身前围总成均可按三层板的设计思想去构思结构设计，即最外层是外板，最内层是内板，中间是加强板。在车身附件安装处一般应考虑设计加强板。2.由于前围都会有大片的外覆盖面的存在，而这些地方往往都会受到一定的外界冲击，为了增强其刚性而不容易变形，减少相互振动，必须的在内板与外板之间会涂一层 35mm 左右的传力胶。在前围结构设计过程中要保证有足够的强度和刚度，车身的震动和噪音要达到有关的法规要求，给人一安静舒适感。还要考虑整车车厢
21、的密封性，各件转角处所留最大空隙应能使焊接粘贴胶密封住，以保证水不会通过任何缝隙渗入车厢内部。3.另外还要注意前纵梁的设计：车身正面碰撞能否通过，前纵梁的正确设计很重要：1）有 CAE 分析得出前纵梁的最大横节面；2）前纵梁的方向尽量水平，在 X、Y、Z 向上不要有大变化。4.前围设计注意：1）机盖和翼子板的间隙，一般 4-5mm;2）大灯和机盖、翼子板、保险杠、格栅的间隙根据实际样车或配套厂协商，现在轿车追求美观，间隙都比较小；并且大灯尽量装在焊接件上；3）前纵梁的设计尽量尊重原设计，在满足发动机悬制前提下，尽量平直；4）前轮包设计要注意轮包总成最外的面不能超过跳动图15机舱里的零部件多，小
22、件的设计要满足强度和冲压工艺的要求。13.2.3 地板焊接总成设计13.2.3.1 地板总成：前地板、前地板加强板、地板内纵梁、地板外纵梁、座椅横梁、中地板、安全带加强板、后地板、备胎板、地板加强横梁、油箱安装支架等组成。13.2.3.2 边界条件：密封结构，车身和底盘附件安装硬点等。13.2.3.3 设计过程：第一步：熟悉效果图，领会造型师设计意图和造型风格。分析各部分安装结构及实现的可能性。如结构不能实现或有疑问，则立即反馈给造型师，让造型师修改造型或作出解释。第二步：熟悉油泥模型、熟悉参考样车零件，注意其安装形式、壁厚以及与边界搭接关系。第三步：确定结构分块及固定方式、确定主断面、硬点。
23、硬点：主断面、造型面；传动轴和消音器（间隙一般取10-15MM）、油箱、后悬架、后备胎等底盘系统的安装空间和安装位置；座椅总成、安全带安装点等车身附件的安装空间及人机工程。固定方式：焊接第四步：确定材料、料厚、成型方式、拔模方向。材料一般为钢板，厚度有 0.8、1.0、1.2、1.5、2.0（mm）第五步：结构设计：161）安装面原则上根据附件安装要求设计安装结构及其周边结构。2）内饰安装结构原则上随白车身走，设计期间应相互协调沟通，优化结构。3）电器元件结构原则上随白车身走，设计期间应相互协调沟通，优化结构。4）内外板之间应形成空腔，以增大整车的结构刚度。5）纵梁与地板之间形成空腔，以增大正
24、面碰撞能力。6）地板加强板设计：加强板处在内外板之间，对地板总成薄弱区起到加强作用，在设计时应考虑仅在加强区域和搭接边处焊接，其它区域应留一定空挡，尽量避免面与面大面接触，一方面增大加强功能，另一方面减少冲压制造误差带来的焊接困难。7）地板支架设计：在保证强度和冲压工艺的前提下考虑安装的设计空间。第六步：检查断面检查、硬点检查、工艺检查，并填写数模检验单、断面检查表、硬点检查表。检查修改完善后提交专家审查。13.2.3.4 结构设计参数：1.任何一种车型的车身地板总成均可按三层板的设计思想去构思结构设计，即最外层是外板，最内层是内板，中间是加强板。在车身附件安装处一般应考虑设计加强板。2.由于
25、地板面积较大，比较平整，且地板内部就是乘员乘坐的空间。为了避免在车辆行驶过程中因外界的冲击而产生的相互振动，17通常在地板外表面会涂一层 35mm 左右的减震隔热胶，以增强其刚性而不容易变形，同时也减少了车厢内部和外部的热量交换，提高了乘坐舒适性。在地板结构设计过程中还要考虑整车车厢的密封性。前、中、后地板搭边处、地板与前围、地板与侧围搭边处，以及各件转角处所留最大空隙应能使焊接粘贴胶密封住，以保证水不会通过任何缝隙渗入车厢内部。3.另外还要注意前纵梁的设计：车身正面碰撞能否通过，前纵梁的正确设计很重要：1）有 CAE 分析得出前纵梁的最大横节面；2）前纵梁的方向尽量水平，在 X、Y、Z 向上
26、不要有大变化。后地板与侧围轮包及后悬防撞块处断面：设计时注意与侧围的搭边关系以及防撞块的安装位置。后悬架安装位置处断面：设计时注意悬架安装孔位的精度，悬架与地板零件的配合，以及地板零件本身的焊接关系，避免出现四层焊。变速操纵结构安装位置处断面：设计时注意前地板、前地板加强板、侧围的搭边关系；注意保证变速操纵机构、排气隔热板等底盘零件的安装位置4.地板设计注意事项：前后地板的筋的设计：A.地板上一个很重要的结构特征就是筋。有的筋是为了结构需要，实现如座椅等附件的功能；B.但多数筋的结构是为了增加刚度。地板上筋的深度一般在5-10mm 之 间，象 这 样 的 筋 结 构 它 有 刚 度 相 当 于
27、186mm10mm 厚的钢板，可以最大限度的增加车身刚度，降低车身重量。C.设计地板（尤其是前地板），有时会采用前后贯通的筋，这样可以提高地板的刚度，但同时在前后地板搭边处也会产生间隙，造成密封困难。这一点在设计时应该综合考虑；D.地板型面一般较规整，在做筋时可以考虑使用 pocket 命令，方便快捷的做出加强筋；与悬架（尤其是与后悬）的配合问题：A、有时候悬架按照实体建模，有些杆臂并没有转到位，这样就容易造成设计后期检查时的干涉问题；因此在设计初期应注意与底盘部门的沟通；B、在有悬架托架时应特别注意悬架托架和悬架的同轴性；地板纵梁和纵梁内加强板之间在设计时应该预留间隙（通常两边各为 0.30
28、.5mm），因为纵梁及其内加强板材料厚、刚度大、尺寸长，预留间隙可以包容一定的变形量，这样在将来零件装配时较容易实现。后地板备胎包的翻边：因车型不同，该处翻边型式很多，但应注意在向下翻边时，不要与离去角干涉；地板左右对称件的处理：地板上左右对称、小尺寸的零件较多，在条件允许的情况下尽量做成其本身是关于中心线对称的，以便左右可以共用一个零件；非对称的注意事项：由于底盘零件布置的变化，有些零件大19体上是关于 x-z 平面对称的，但有些小的特征，如凸台、孔的尺寸、位置并不是关于 x-z 平面对称的，在利用左右对称copy 功能做零件时应该特别注意，不要错误的 copy 非对称的特征；地毯、地板隔热垫的设计：地毯在布置设计时应考虑压缩量，一般为 3mm；倒角的问题：A、在设计建模初期就应该考虑到倒角的状态，比如：所留的焊接边在倒角以后的宽度尺寸至少应大于10mm；所定的孔位在倒角以后应该不会位于倒角的圆弧面上；零件的边界在倒角后不应与倒角面干涉。B、对于有配合关系的两个零件来说，更要注意倒角的大小关系，一般来说，被包容的零件的倒角应当大一些，以免干涉。C、在倒角困难的情况下，有时候会通过修改型面以实现倒角要求，在这种情况下应注意与之配合的配合面、配合零件的相应修改。
