开闭件
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
规则
2005-09-28 发布 2005-09-30 实施
阿尔特(中国)汽车技术有限公司 发布
IAT·03·32-2005
前 言
开闭件是车身中工艺较复杂的部件,它涉及到零件冲压、包边焊接、零部件装配、 总成
组装等工序;开闭件也是车身上安装附件最多的总成,对尺寸配合和工艺技术都 要求严
格。开闭件是车身关键运动件,其灵活性、坚固性、密封性等方面的缺点易暴 露,对汽车
产品的使用质量有严重的影响。因此,生产商对开闭件的制造均十分重视, 开闭件质量的
好坏,实际上也直接反映了生产商的工艺制作水平的高低。
为了严格控制本公司汽车车身开闭件设计质量,我们参照国内外汽车白车身开闭 件设
计要求,结合本公司已经开发车型的经验,编制本汽车开闭件设计规则标准。意 在对本
公司设计产品进行指导、评估和监督,让汽车车身开闭件的设计有据可依。
本标准着重强调的是开闭件设计规则,而各部分相关的技术要求、试验方法和检 验规
则,请参考相关国标。
本标准于 2005 年 9 月 30 日起实施。 本标准由阿尔特(中国)汽车技术有
限公司提出。 本标准由阿尔特(中国)汽车技术有限公司质量与项目管理中心负
责归口管理。 本标准主要起草人:
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开闭件设计规则
1 范围 本标准
规定
关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定
了车身开闭件的术语、一般轿车的设计规则及其设计方
法。 本标准适用于各种轿车,其它车型也可参照执行。
2 规范性引用文件
《轿车车身》
《现代轿车车身设计》
3 术语和定义
3.1 车门内、外倾角
铰链轴线在 x=0 平面上的投影与 z 轴之间的夹角。
3.2 车门前、后倾角
铰链轴线在 y=0 平面上的投影与 z 轴之间的夹角。
内 前
外 后
倾 倾
角 角
3.3 门铰链的最大开度角
车门铰链所能开启的最大角度值。
3.4 车门最大开度角 车门所能打开的最大角度值,一般是指限位器的最大
开启角度值。
3.5 双曲率玻璃 指在某两个方向都存在曲率的玻璃,而我们常常所说的双曲率玻璃一般
存在于垂
直的两个方向,即存在于圆环面上。
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3.6 滚压条 一种新型的窗框产品,它以滚压工艺为主,产品的特征多数为等截面,以光
顺曲
线为引导线。复杂的特征使得它具有能固定多根密封条的功能,而且投产滚压生产线
相对价格较便宜,因此,这种技术多用于日系车上。
3.7 门内板鱼嘴处
即车门内板锁安装面上 U 型槽口处。
3.8 车门长度 门内板鱼嘴处到铰链中心线的距
离,如图 1
3.9 铰链距
上铰链上轴衬与下铰链下轴衬之间的距离,如图 2:
(图 1)
(图
2)
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4 要求
4.1 开闭件整体设计部分
4.1.1 开闭件外表面不应有负角,除包边和局部整形外,理论上车门内、外板,前
舱 盖、行李箱盖都必须有良好的冲压工艺性,提高生产速度,降低生产成本,延长
模具 使用寿命。
4.1.2 开闭件边缘要光顺,与其他件间隙要均匀。既要达到美观的目的,又必须实现
车门结构的实现和开启的可能。
4.1.3 铰链为非四连杆结构时,前舱盖后端两侧需设计成向内收口。否则打开时会与
车身件干涉。
4.1.4 部分前舱盖在内板中部位置有折弯特征。我们称它为压馈筋,主要用途在于提
高盖的抗弯、抗压强度和刚度,例如碰撞时保证舱盖在该处折弯变形吸能,保护乘客。
4.1.5 前舱盖和后行李箱盖的内板同外板连接方式,除周边的包边外,为了增加大
面 积覆盖件的强度,消除板之间的振动噪音,内板和外板之间还均匀分布涂胶点,
涂胶 处需设计凹陷的特征,称为盛胶槽。
4.1.6 前舱盖在被支撑状态时高度和角度及行李箱盖、后背门打开时的最小高度应
满 足国家标准;将发动机罩、后行李箱盖打开至预定的角度(一般为 90º 左右),
它们 不应与前后风窗玻璃接触,且最小应保证约为 10mm 的间距,后背门开度
角一般在
75º 到 90º 之间,或者以后背门打开后最低点距地面高度为 1800—2200mm 作为标准;
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4.1.7 舱盖同前舱件(横梁)间、后背门(后行李箱盖)和侧围之间除密封条外,
还 需设有对称的一组或两组缓冲结构,如橡胶缓冲垫,用以减少路面、开闭时激励
引起 的震动。开闭件都为运动件,因此在其开关时都应留有缓冲行程,加有缓冲
垫,而且 与其他件的间隙一般保持在 5~8mm 的距离。
4.1.8 由于发动机罩和后行李箱盖(后背门)的原始状态和最大开度的关系,无论是
撑杆、弹簧、铰链还是空气弹簧,它们所起到的都是支撑力的作用。
4.1.9 由于前舱盖和后行李箱盖(后背门)中附件比较少,而且不需要过程限位,
所 以在设计和校核的过程中只需要校核发动机罩和后行李箱盖(后背门)在运动过
程中 不要与周边零部件干涉。而前、后车门各存在三个限位,因此,还存在限位器
和铰链 的复合校核。
4.1.10 滚压型的窗框是等截面的,与内板一般是用二氧化碳保护焊连接,在设计的
过 程中,会产生窗框与外表面无法匹配的问
题
快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题
,但偏差较小,这样是可以忽略的。
不能 为了匹配外表面而违背滚压件等截面的规律。
4.1.11 带有后背门的轿车,其顶盖的后部会有一处负角,这是正常的,是为了避免后
背门在开启的时候的干涉,只是在顶盖冲压工序之后,再做整型。
4.1.12 车门内板和护板之间需贴一层防水膜,起到防水的作用。
4.1.13 开闭件上都应设计有漏液孔,在避免涂装线上电泳水和雨水的沉积。
4.1.14 开闭件的包边一般为 7~12mm,内板边缘到外板倒角处留 2mm 的净间隙,在拐
角处必须设计切口,包边 3~5mm,切口角度大于 135º。
4.2 开闭件附件部分
4.2.1 铰链 轿车车门依靠两个铰链支撑在门框上,并实现其开闭旋转运动。为满足车身
表面
光滑,流线型好的要求,车门铰链采用隐蔽式布置方式。 现代轿车车身广泛采用合
叶式铰链。具有质量轻、刚度高、易装配等优点,
在车门铰链的布置设计中应注意以下各个方面:
4.2.1.1 为了加强其连接刚度,在门体和门柱上设置必要的加强板或采用增厚的内板激
光焊接外,因为车门与铰链和门柱与铰链的连接刚度不足,往往是车门下沉的主要原
因。
4.2.1.2 两铰链的轴线应在同一直线上。并根据不同的车型和汽车不同的用途,具有内、 外
倾角和前、后倾角,在布置铰链时尽量加大两铰链的间距,改善铰链受力状况。前
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后门铰链中心距应不小于 1/3 的车门宽度(铰链中心线到车门鱼嘴处的距离)。为
了 避免车门开启时,车门与车身的其他部位发生运动干涉,在铰链的布置中应使其
轴线 尽可能地向外移,尽可能地把两铰链布置在门的直线部分,这一点在车身外形
的初步 设计阶段就应给予考虑。
但是,由于轿车车身的侧围表面存在着一定的弧度和倾斜度,当其外形确定后,
则对铰链轴线外移程度产生限制,并直接与两铰链的间距相关。因此设计中应处理好
车身外形、铰链间距和铰链轴线外移之间的关系。
根据车身外形的造型特点,可将铰链轴线内倾一定角度布置,则有利于在保证铰
链间距的条件下,增大轴线的外移程度。同时这种布置会使车门有自动关闭趋势。
一般来说,上铰链的上端到下铰链的下端要保持 400mm 左右的间距。
铰链中心距/车门长度=33%或更大
例如:
铰链中心距=377.19mm
车门长度=1143.0mm
377.19/1143.0=33%
4.2.1.3 车门铰链轴线确定后,必须以轴线为旋转中心,进行车门开启运动校核,检查 车
门在最大开度位置时,有无与车身其他部位发生干涉。一般车门最大开度角取 65º~
70º 范围。设计中确定车门最大开度角应考虑上下车的方便性,上车后的关门方便性,
以及避免车门与车身各部分发生干涉等条件。
采用合叶式铰链时,设计中 α 角应小于 45º。若将铰链轴线内移,则 α 角增
大, 从而导致开门时门缝的实际间隙变小。这样,由于车门边缘宽度的较小误差,
也有可 能造成车门碰到前门或前翼子板的后端。
4.2.1.4 由于车门开启时,整个车门的质量及其上的作用力都作用在铰链上,应对铰链
的受力状况进行
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
,从而设计铰链的刚度和强度。
4.2.1.5 铰链的装配结构设计应保证车门与门框的相对装配位置可以调整。其次为了提 高
铰链的连接刚性,应使螺钉的连接孔分布面积较大,并且铰链的装配面要平整。
4.2.1.6 对于四门轿车,车身中支柱上要安装前门门锁的锁扣和挡块,以及后门的铰
链,两者布置位置应不相重合,否则中支柱结构复杂,断面尺寸增大。
4.2.1.7 铰链最外侧与车门内、外板的关系,如下图:
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A、铰链在 y 方向有 4mm 的调节
量;
(图 3)
B、铰链与门内板的接触面离内板倒角处最小间隙为 2mm; C、
车门内板和外板外覆盖面的净间隙为 2mm 等; 综上所述:铰
链安装面与外板外覆盖面的间距在 11mm 左右。
4.2.1.8 门铰链的最大开度角应不小于设计要求的车门开度角,门铰链的最小关闭角
应小于设计要求的车门关闭角。对于装有车门开度限位器的门铰链,其限位应可靠。
4.2.1.9 相关国标参考 QC/T586-1999
4.2.2 锁总成
4.2.2.1 锁扣啮合部分所在平面应与铰链中心线垂直,允许误差±1°。这样才能使锁体
在开闭件关闭或打开的时候能顺利工作,不至于出现卡死现象。
4.2.2.2 锁扣到门内板鱼嘴处的距离在设计的时候有两种
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
:1、当锁扣超出车门
内 板表面时,直接留足锁顺利开启和锁止的余量,超出锁体口边缘 3mm;2、当锁
扣不 超出车门内板表面时,要求锁扣到门内板鱼嘴处的距离在超出锁体口边缘的情
况下为
10mm 以上。这是考虑碰撞之后车门仍能顺利打开而规定的。
4.2.3 内扣手和门把手 内外把手是车门上重要的开闭工具,它们的安装和设计需要符
合:人机工程的要
求,让人能方便而又省力的打开;功能要求;不与其它件有干涉,能自由开闭;同时
又不能凸出表面,有效防止误开启。
4.2.3.1 内扣手
4.2.3.1.1 一般的结构形式:如图 4 所示。
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转轴 锁止按钮 基体 锁止锁杆连接块
开启臂
开启锁杆连接块
4.2.3.1.2 常用的安装形式
弹簧
图 4 内扣手结构形式
一般采用一个孔或面定位,两个孔安装。如图 5 所示。
安装孔 安装孔 定位面
定位孔
4.2.3.1.3 开启度和行程
图 5 内扣手的安装形式
从人机工程学角度来说,一般要求内扣手在开启 30°-45°时即将门锁打开。锁
的 具体内开行程要由锁厂提供。一般设计时,内扣手旋转到最大角度的行程要大于
锁的 内开行程。
4.2.3.1.4 开启力
一般开启力在 20N-30N 之间。
4.2.3.2 外把手
4.2.3.2.1 结构形式 外把手大致可以分为以下两种形式:翻转式和外拉式,
如图 6 所示。
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翻转式 外拉式
图 6 外把手结构形式
4.2.3.2.2 位置要求
门 外 把 手 的 放 置 位 置 要 符 合 人 机 工 程 学 的 要 求 , 一 般 的 离
地 高 度 在
850mm-1000mm,一般设计在车门外板的棱线上。
4.2.3.2.3 安装定位方式 一般门外把手安装的结构中应该有两个安装点,外加一个定位
机构,而且把手与
外表面之间必须增加减振垫,一来为了减振,二来可以起到密封的作用。如图 7 所示。
定位机构
安装孔
4.2.3.2.4 开启度和行
程
减振垫
图 7 外把手的安装结构
一般要求外把手在开启最多到 30°时即将门打开,具体的行程要由锁厂提供。
设 计时要保证门把手的旋转无干涉,旋转角度应能保证锁的开关行程。并且要注
意:门 把手的设计开启行程要大于锁的外开行程。
4.2.3.2.5 开启力
开启力:一般开启力在 20N-30N 之间。外把手上的弹簧力必须设计合理,要能
保证把手在开启后能自动复位。
4.2.3.2.6 结构设计要求及与钣金和附件的关系 由于外把手与周围件的距离相对比较
小,所以门外把手在设计的时,即要保证本
身运动部分的旋转无干涉,旋转角度应能保证锁的开关行程,还要保证它在运动过程
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中与周围其他件有一定的间隙。外把手与玻璃,玻璃升降器,锁体的位置关系如图 8
所示。
后门把手 前门把手
图 8 前后门把手与相关钣金和附件的位置关系
外板上的结构必须在满足门外把手安装结构、保证强度的基础上,又要满足车门
外表面的冲压工艺性。 车门外把手与外表面之间必须增加减振垫,一来为了减振,二来
可以起到密封的
作用。外板上的结构必须在满足门外把手安装结构、保证强度的基础上,易于冲压。
门外把手一般设计在车门外板的棱线上,门外把手在设计的时候,首先要保证本身运
动部分的旋转无干涉,旋转角度应能保证锁的开关行程。
4.2.4 车门玻璃 根据公司专家和开闭件所成员的努力,基本统一了思想,除了客户特殊
要求外,
所有车型的玻璃都按照双曲率玻璃进行设计,即用圆环面进行拟合,如图 9。
4.2.4.1 环面玻璃的设计思想
圆环面的数学方程如下:
(x2+y2+z2+R2-r2)2=4R2(x2+z2)
圆环面方程的基本参数标示于图 10。
图 9 圆环面玻璃思想简图 图 10 圆环面的基本参数
当 R 足够大且圆柱半径 r〈〈R 时从圆环面上截取的玻璃曲面仍近似为柱面。玻璃
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的运动可以认为是一种绕圆环面中心引导线的旋转运动,其运动轨迹是与引导线成一
定夹角的圆环截面线的一部分。
可建立如下圆环面玻璃的数学模型:
半径为 r 的圆 K 沿圆的法向以半径 R 作旋转运动得到的曲面即为一圆环面,圆
K
为母线,圆 R 为导动线。圆环面的几何参数方程为:
x=(R+rcosθ)cosα,
y=(R+rcosθ)sinα,
z=rsinθ,其中 0≤α≤2π,0≤θ≤2π
对于圆环面上的母线圆 K,圆 K 上任意点 a 绕圆 K 的圆心 O1’等角速度旋转角
度 θ
时,圆 K 绕与其共面的轴 OZ 等角速度旋转角度 α,如图 11 所示。
4.2.4.2 设计准
则
图 11 基于参数方程的圆环面
4.2.4.2.1 玻璃升降器在设计的过程中,关键在于安装和玻璃导轨的曲线确定。在安装
的过程,包括电机和导轨的安装位置的确定,而玻璃导轨的曲线就要由 B 柱和玻璃型
面来决定了。为了和外造型匹配,达到玻璃升降的平顺性,玻璃要设计为双圆环面,
经验数据如下:
小客车为 R=15~25×104mm,r=1200~2000mm,大客车为 R=∞ ,r=4000~7000mm;
4.2.4.2.2 车窗玻璃在运动到最低点时与车门内板底部的距离不能小于 12.0mm。
4.2.4.2.3 前门玻璃在设计时应该能够完全下降至内外板之间,来保证前排驾驶员的操 作
视野;后门玻璃允许最低下降位时,窗玻璃的上沿高出车身腰线或车窗下沿 100mm
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以下。
4.2.5 密封条 一辆汽车密封条的设计的好坏直接影响了防水、防尘、隔音的能力,影响
门、盖
闭合力的大小,它是汽车在使用、检测的重要功能之一。
4.2.5.1 作用 密封条的主要作用是密封(防水、防尘、隔音)、美观、减振、补偿误
差。
4.2.5.2 设计规则
4.2.5.2.1 在设计过程中密封面应该与密封条数模应该是干涉状态,干涉不能太大,
会 使也不能太小。一般为有效压缩尺寸的 1/3~1/2,这样才能充分发挥密封条的
作用, 又不至于运动件在运动的过程中产生过大的摩擦力和压紧力。
4.2.5.2.2 一般在同一种车型中,相同截面的密封条,其有效压缩量是一致的,
4.2.5.2.3 玻璃的升降和密封条有着密不可分的关系,因此,两者的干涉量在玻璃运
动 的过程中变化应保证在 2mm 以内;且在运动的过程中玻璃也会在前后方向窜
动,因 此,玻璃导槽中密封条与玻璃也应预留 2mm 的余量,保证玻璃的存在运
动偏差的情 况下仍能顺利升降。
4.2.5.2.4 图 12 以一窗框为滚压条的样车为例,对较常规的密封条进行了分析,
不仅 对密封条本身的断面进行了分析和定义,也对密封条的固定方式和压缩尺寸、
配合间 隙进行了定义,对相同或相近车型的密封是一种参考。
(图
12)
4.2.6 玻璃升降器
4.2.6.1 种类 A、手动式(现在基本不用,本规定
不作讨论) B、电动式
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a 绳轮式
b 叉臂式(齿轮臂式)
C、使用范围 绳轮式—玻璃面小圆
半径较小 叉臂式--玻璃面小圆
半径较大
绳轮式电动玻璃升降器设计流程
4.2.6.2 绳轮式(如图 13):
(图 13)
4.2.6.2.1 在设计玻璃升降器之前,需要了解玻璃面,玻璃导轨及玻璃上下止点的位置
等一系列的先决条件。
4.2.6.2.2 升降器导轨弧度及位置的设计。 在有了玻璃的数据后,同时求出玻璃的质心
位置,根据以往设计经验和一些
样车数据,一般单导轨的位置是在玻璃质心位置向 B 柱方向偏移 15-25mm,双
导 轨的间距应该在不干涉内门板和其它附件的情况下尽可能大,但两个导轨的中
线 应该在玻璃质心位置向 B 柱方向偏移 15-25mm。导轨位置确定后,通过偏置
玻璃 面求出导轨的弧度,此导轨弧度为空间螺旋曲线。(附加示意图 14)
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4.2.6.2.3 玻璃滑块的设
计。
(图 14)
由于玻璃的平衡安装方式表现在玻璃滑块与玻璃的连接上,故可以在玻璃上确
定安装孔位及孔距,由此可以确定玻璃滑块上传动钢丝夹的位置及确定滑块安装孔的 位
置。滑块上缓冲垫的相对位置也可以确定,滑块设计完成。
4.2.6.2.4 导轨总成的设计。 由于玻璃的安装孔位,上下止位,玻璃滑块已知,根据玻
璃滑块上缓冲垫与玻
璃的相对位置关系,确定导轨上夹头和下面玻璃下位挡块的位置。挡块位置确定后,
下夹头位置确定,从而导轨长度确定。在根据车门内门板所给定的导轨支架安装位置
确定导轨上下支架的位置。导轨总成设计完成。
4.2.6.2.5 驱动总成的设计。 导轨总成位置确定后,确定所选用的电机的外形尺寸,进
行车门内板的布置,从
而确定电机的安装位置。(假如所选用电机和内板干涉,可以采取以下措施:①更换
电机②修改内门板)。根据玻璃行程,确定卷丝筒的圈数及高度。根据卷丝筒及电机
设计外壳。(须注意玻璃运动过程中与罩壳是否干涉,。驱动总成设计完成。
4.2.6.2.6 附件设计。 导轨总成及驱动总成的位置确定后,钢丝绳及压力管组件确定。
(须注意上下夹
头出钢丝绳与外壳口处钢丝绳应平滑过度,必要时调节电机安装位置)。
4.2.6.2.7 设计要点。 玻璃升降器总成设计要求玻璃升降平稳,无抖动,无扭转,升
降速度符合技术
要求,无异常杂音和噪音,耐久性符合技术要求的规定。(电动玻璃升降器设计要求
可以参照 QC/T 636-2000《汽车电动玻璃升降器》)
至此,绳轮式电动玻璃升降器的设计完成。
4.2.6.3 叉臂式(如图 15):
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4.2.6.3.1 固定方
式
(如图 15)
电机固定在电机支架上,电机支架和短导轨固定在车门内板上,长导轨与车门玻
璃连接。
4.2.6.3.2 驱动方式 电力来自汽车电瓶,由电线输入电机,电机提供整个升降器的动
力。电机输出旋
转运动,带动齿板和升降臂进行旋转运动,从而使长导轨和玻璃进行上下运动。
4.2.6.3.3 设计要点
a、确定电机支架安装平面 先找到玻璃的上下止位,上下止位上玻璃各有两个与升降器
的固定点,由这四个
点拟合成一个平面,电机支架的安装平面即由该平面偏置获得,偏置距离由升降器机
构决定。
b、为满足玻璃的上下运动,必须要具备的升降器机构的几何关系
在图 1 中,把图中的 A、B、C、D、E、F、G 投影到电机支架安装平面上看
①A、B、E 三点成一线
②B、C、D 三点成一线
③A、F、G 三点成一线
④BA=BE,BC=BD(通常 BA=BE=BC=BD)
c、确定升降臂和平衡臂的变形量 由于玻璃运动近似圆弧运动,但升降器的长导轨在自
由状态下是平面运动,所以
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在玻璃升降过程中,升降臂和平衡臂会变形随长导轨一起运动。为了使升降器的寿命
得以提高,我们希望在运动过程中,升降臂和平衡臂的变形量尽可能地小。下图表示
了玻璃运动轨迹和长导轨在自由状态下的运动轨迹,A、B、C 分别表示了玻璃在
上、 中、下三个位置时升降臂和平衡臂的最大变形量,其中 C>A=B。(如图 16)
(图 16)
4.2.7 车身包边结构设计要素标准
4.2.7.1 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。包边的方式主要有两种形式:
A、直接包边 直接包边用的比较广泛,绝大多说的车门和前后舱盖都采用这种包边结
构。直接
包边形式及尺寸要求如图 17,18 所示。
B、球头包边
图 17 图 18
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车身包边一般都采用直接包边,但在前舱盖靠前挡风玻璃处使用球头包边形式,
一是为了减少因材料的堆积而影响表面质量问题,二是为了在装拆和维修过程中,人
手不至于卡进。(具体标准参考《轿车外部凸出物》GB11566-1995)
球头包边的尺寸和结构形式如图 19 所示。
4.2.7.2 车身包边的注意点:
图 19
外边面曲率变化较大处。在这些地方,为了防止材料堆积起褶皱,需要减少包边
量,但最小要有 2mm 的有效包边长度,如图 20,21 所示。
图
20
图
21
1. 车身包边的拐角处。此处的包边需要做特殊的处理才能保证包边质量,一般是
在此处开一个缺口或作一个特殊形状,如图 22,23 所示。
图
22
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图
23
4.2.8 其它附件的设计规则
4.2.8.1 滚压型的窗框是等截面的,与内板一般是用二氧化碳保护焊连接,在设计的过
程中,会产生窗框与外表面无法匹配的问题,但偏差较小,这样是可以忽略的。不能
为了匹配外表面而违背滚压件等截面的规律
4.2.8.2 给防撞杆定位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。
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。
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