汽車鈑金支架設(shè)計(jì)流程方法的探討

陳猛，劉海明

（長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北 保定 071000）

汽車鈑金支架設(shè)計(jì)流程方法的探討

陳猛，劉海明

（長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北 保定 071000）

以某車的蓄電池支架設(shè)計(jì)為例，結(jié)合CATIA軟件中創(chuàng)成式曲面功能模塊［1］，對(duì)汽車鈑金支架的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的探討，并歸納整理了一些設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題。

蓄電池；支架；CATIA；設(shè)計(jì)

汽車鈑金支架是具有連接性、承載性、加強(qiáng)性和定位性等其中一種或多種功用，用金屬材料及某些特定成型工藝（一般為沖壓工藝）形成的一種構(gòu)架。

從一方面來講，目前汽車廠中任何產(chǎn)品的開發(fā)，無論是全新開發(fā)車型還是改款車型，均不可避免地使用到鈑金支架；從另一方面來講，每款設(shè)計(jì)車型中不論是CS（車身）模塊、NWS（內(nèi)外飾）模塊、DP（底盤）模塊還是DQ（電器）模塊中也都會(huì)用到鈑金支架。因此，汽車廠或汽車設(shè)計(jì)公司的任何模塊的設(shè)計(jì)人員必須掌握鈑金支架的設(shè)計(jì)方法，從而提升產(chǎn)品的品質(zhì)，避免因鈑金支架的問題而造成汽車故障甚至人員傷害。

1 汽車鈑金支架設(shè)計(jì)流程

汽車鈑金支架設(shè)計(jì)的流程如圖1所示。

1）鈑金支架需求在汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，因各專業(yè)模塊中結(jié)構(gòu)的需要，要增加鈑金支架時(shí)，應(yīng)向設(shè)計(jì)人員提出支架需求，并提供所需做的鈑金支架的周邊條件及功能要求。

2）必要性、可行性及合理性分析設(shè)計(jì)人員根據(jù)鈑金支架需求的周邊條件，分析所需做的鈑金支架周邊空間是否可行；根據(jù)功能要求分析所需做的鈑金支架是否有必要，要求是否合理。如果分析不可行則需反饋給提出鈑金支架需求的專業(yè)。

3）是否可借用現(xiàn)有平臺(tái)產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員應(yīng)分析所需做的鈑金支架是否可借用現(xiàn)有平臺(tái)的產(chǎn)品，如果可以，則借用現(xiàn)有平臺(tái)的產(chǎn)品，并調(diào)整其位置到合理的位置；如果不可以，則需要重新設(shè)計(jì)。

4）重新設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)人員根據(jù)鈑金支架需求的周邊條件及功能要求，設(shè)計(jì)鈑金支架并確認(rèn)其安裝方式，設(shè)計(jì)過程中要初步考慮支架的強(qiáng)度和成型可行性。

5）數(shù)據(jù)檢查當(dāng)鈑金支架設(shè)計(jì)完成或平臺(tái)產(chǎn)品裝配到位后，需要進(jìn)行全方位的檢查，包括是否與周邊件干涉，與周邊件的間隙是否滿足要求，鈑金支架的安裝可行性，是否影響其他零部件的拆裝方便性或拆裝可行性等方面的問題。如果有問題，則需修改數(shù)據(jù)。

6）強(qiáng)度及成型性分析當(dāng)數(shù)據(jù)檢查無問題或修改數(shù)據(jù)完成后，需要經(jīng)過分析軟件對(duì)鈑金支架進(jìn)行強(qiáng)度及成型性分析，如果強(qiáng)度不夠，可根據(jù)強(qiáng)度分析報(bào)告對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化［2］。一般優(yōu)化方式有如下兩種：①更改鈑金支架的結(jié)構(gòu)或考慮增加鈑金支架的加強(qiáng)支架；②增加鈑金支架的料厚或更改其所使用的材料。

如果鈑金支架成型有問題，則根據(jù)SE分析報(bào)告（沖壓分析報(bào)告）［3］，對(duì)其成型困難點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化結(jié)構(gòu)，從而使其成型。

7）輸出鈑金支架的強(qiáng)度及成型性確認(rèn)沒有問題后，可將鈑金支架輸出給提出鈑金支架需求的專業(yè)。

2 蓄電池支架的設(shè)計(jì)

1）根據(jù)電器專業(yè)需求，蓄電池布置位置確定后需要為其設(shè)計(jì)鈑金支架，用來承載蓄電池并保證汽車在行駛過程中支架不會(huì)損壞。蓄電池支架的周邊條件包括蓄電池托板、輪罩總成和車身上的橫梁，如圖2所示。

2）根據(jù)如上條件分析此支架是必要的且周邊空間也是可行的。

3）查詢現(xiàn)有平臺(tái)產(chǎn)品是否有能滿足要求的蓄電池支架。經(jīng)過查詢，并沒有發(fā)現(xiàn)滿足要求的蓄電池支架，只能重新設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)完成后的蓄電池支架如圖3所示。

4）設(shè)計(jì)完成后對(duì)整體數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，確認(rèn)蓄電池支架與周邊件無干涉且間隙滿足要求，支架自身的安裝沒有問題且不影響其他件的拆裝。安裝后的蓄電池支架如圖4所示。

5）對(duì)蓄電池支架進(jìn)行強(qiáng)度分析，發(fā)現(xiàn)其強(qiáng)度在Y向上不能滿足要求，如圖5所示。此時(shí)根據(jù)分析結(jié)果確認(rèn)需要增加蓄電池支架加強(qiáng)支架，更改完成后再次分析，其強(qiáng)度滿足要求。更改后的蓄電池支架如圖6所示，分析結(jié)果如圖7所示。對(duì)蓄電池支架進(jìn)行SE分析，經(jīng)分析確認(rèn)成型沒有問題。蓄電池支架的最終安裝狀態(tài)如圖8所示。

6）將蓄電池支架最終數(shù)據(jù)發(fā)送給電器專業(yè)，讓其進(jìn)行查收。

3 支架設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題

1）要將周邊條件識(shí)別清楚，把周邊件裝配上，周邊間隙要求要明了，不能盲目去做。

2）根據(jù)所做支架需要的功用，初步構(gòu)思所需做的支架的大體輪廓。

3）考慮安裝方式及安裝位置，避免安裝不了或影響其他件裝配。

4）考慮成型工藝，做出相應(yīng)特征，避免出現(xiàn)負(fù)角，切邊要順滑。

5）考慮強(qiáng)度要求，增加加強(qiáng)筋和翻邊等特征。

4 結(jié)束語

汽車鈑金支架不單是要有連接功用或者承載功用即可，而是具有多種不同功用的一種構(gòu)架，在其設(shè)計(jì)過程中一定要全面考慮，周邊條件識(shí)別要完全，空間要求要明確，功能要求要明了，安裝方式以及與周邊件裝配順序要提前考慮清楚。本文探討了汽車鈑金支架的一般設(shè)計(jì)流程方法，總結(jié)了一些支架設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題，并通過列舉實(shí)例對(duì)鈑金支架設(shè)計(jì)流程圖進(jìn)行進(jìn)一步闡釋。但鈑金支架形狀千差萬別，尤其是同樣的功用可設(shè)計(jì)成不同樣式的支架，怎樣才能使所設(shè)計(jì)的支架既滿足其功用又能使其成型簡(jiǎn)單、大小合適、質(zhì)量較輕，多依托設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)具體情況具體分析，根據(jù)需求及條件做出合理的鈑金支架是我們最終的目的。

［1］盛選禹，等.CATIA曲線和曲面功能詳解［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

［2］王鈺棟，金磊，洪清泉，等.HyperMesh&HyperView應(yīng)用技巧與高級(jí)實(shí)例［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015．

［3］林鐘欽.車身沖壓件沖壓成型仿真［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

（編輯 文珍）

Discussion on Design Process of the Stamping Bracket of Automobile

CHEN Meng，LIU Hai-ming

（R&D Center of Great Wall Motor Co.，Ltd.，Baoding 071000，China）

Based on an example of car battery bracket design，using generative shape design module of CATIA，the author briefly introduces design method of the stamping bracket，and summarizes some points of attention during the designing progress.

battery；bracket；CATIA；design

U463.03

A

1003－8639（2016）04－0045－03

2015-11-18；

2015-12-03

陳猛（1985-），男，河北廊坊人，主要從事汽車BIW（白車身）及汽車空調(diào)設(shè)計(jì)方面的工作，E-mail：douhun 0316@126.com。