洪培良
某輕型客車前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析
洪培良
(廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司,福建 廈門 361023)
文章主要介紹某輕型客車前保險(xiǎn)杠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析,針對輕型客車前保險(xiǎn)杠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹、分析,對關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行探討,希望能夠給予同行業(yè)人員有意義的借鑒。
前保險(xiǎn)杠;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);分析
前保險(xiǎn)杠作為整車前圍核心外觀面,是展示車型外觀設(shè)計(jì)風(fēng)格、整車造型是否美觀的關(guān)鍵零部件。前保險(xiǎn)杠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接關(guān)系到整車的前圍間隙段差精度,是前保險(xiǎn)杠開發(fā)設(shè)計(jì)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文主要介紹某輕型客車前保險(xiǎn)杠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析。
前保險(xiǎn)杠作為整車前圍零件尺寸占比相對較大的零件,其與周邊零件如車身鈑金、中網(wǎng)、翼子板、前大燈、前輪罩等有連接、搭配關(guān)系;因此,前保險(xiǎn)杠本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及與周圍零件的搭接結(jié)構(gòu)對前圍間隙段差精度起著重要的作用。
前保險(xiǎn)杠與車身鈑金的安裝硬點(diǎn)作為前保險(xiǎn)杠的重要固定、支撐點(diǎn),是前保險(xiǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首要考慮的核心要點(diǎn)。
前保險(xiǎn)杠安裝硬點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮以下3點(diǎn):
(1)安裝硬點(diǎn)應(yīng)起有效固定、支撐前保險(xiǎn)杠的作用;
(2)安裝硬點(diǎn)應(yīng)具備便于安裝、拆卸的特點(diǎn);
(3)安裝硬點(diǎn)應(yīng)有利于隱藏,外觀上不容易看到安裝螺栓、卡扣等;
此款輕型客車前保險(xiǎn)杠基于尺寸的要求,共布置7個(gè)與車身鈑金的安裝硬點(diǎn),均采用螺栓與車身鈑金進(jìn)行連接。如圖1所示。
圖1 安裝硬點(diǎn)布置
前保險(xiǎn)杠作為前圍的主要外觀面,在設(shè)計(jì)安裝硬點(diǎn)的同時(shí),要兼顧考量安裝硬點(diǎn)的隱藏性。若由于布置原因,無法完全隱藏的,也需要進(jìn)行安裝面結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,減少暴露面積。該款前保險(xiǎn)杠在設(shè)計(jì)時(shí),就充分考量了上述要點(diǎn),將前保險(xiǎn)最上端兩個(gè)安裝螺栓隱藏在中網(wǎng)零件下,如圖2所示。
圖2 保險(xiǎn)上端安裝螺栓
前保險(xiǎn)杠最下端的兩個(gè)安裝螺栓設(shè)計(jì)為隱藏在車底;中間的三個(gè)螺栓作為整個(gè)前保重要的中部固定點(diǎn),本身由于結(jié)構(gòu)受限無法實(shí)現(xiàn)完全隱藏,但可以通過借助前保險(xiǎn)杠本身的造型進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,減少螺栓暴露面積,如圖3所示;三個(gè)螺栓的左右兩側(cè)螺栓在前保險(xiǎn)杠上的安裝支撐結(jié)構(gòu)有意做成內(nèi)傾式,同時(shí)合理利用本身前保險(xiǎn)杠格柵的凸出高度,使得螺栓安裝后,正面幾乎看不到安裝螺栓。
圖3 借助前保險(xiǎn)杠優(yōu)化減少螺栓暴露面積
前保險(xiǎn)杠與中網(wǎng)的搭配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要考慮以下3點(diǎn):
(1)安裝、拆卸方便;
(2)間隙精度穩(wěn)定、易控制;
(3)可靠性、耐久性滿足要求。
基于此,前保險(xiǎn)杠與中網(wǎng)的連接采用卡接結(jié)構(gòu),考慮中網(wǎng)長度尺寸比較長,共設(shè)置了7個(gè)卡接點(diǎn)以及兩個(gè)定位點(diǎn),如圖4所示。
圖4 前保險(xiǎn)杠與中網(wǎng)的連接 卡接點(diǎn)與定位點(diǎn)
中網(wǎng)與前保的卡接結(jié)構(gòu),為了便于拆卸,一般設(shè)置卡接深度1.5-1.8mm,同時(shí)卡接結(jié)構(gòu)朝向一般向下,在中網(wǎng)安裝后,受中網(wǎng)零件自重影響,有利于卡接牢靠,如圖5所示:
圖5 中網(wǎng)與前保的卡接結(jié)構(gòu)
前保險(xiǎn)杠與翼子板的匹配,一般通過前保安裝支架進(jìn)行連接。前保安裝支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求一方面固定在翼子板,另一方面與前保險(xiǎn)杠進(jìn)行連接;前保安裝支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞直接影響前保險(xiǎn)杠與翼子板的間隙段差值,是整車前圍間隙段差精度的重要且較難控制項(xiàng),因此在進(jìn)行前保安裝支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),需要考慮如下幾項(xiàng)要求:
(1)前保安裝支架與翼子板的連接方式
前保安裝支架一般采用螺栓與翼子板進(jìn)行固定,保證前保安裝支架的安裝精度,如圖6所示:
圖6 前保險(xiǎn)杠與安裝支架的固定方式
(2)前保安裝支架結(jié)構(gòu)需有利于前保險(xiǎn)杠的安裝與拆卸
前保安裝支架與前保險(xiǎn)杠一般采用卡接的方式進(jìn)行連接,方便安裝及拆卸,如圖六所示;
為滿足前保多次拆卸的需求,前保安裝支架的卡接結(jié)構(gòu)要做適當(dāng)加強(qiáng),可通過設(shè)置加強(qiáng)筋等方式強(qiáng)化卡接結(jié)構(gòu),避免因多次拆裝導(dǎo)致前保安裝支架卡接結(jié)構(gòu)失效。
(3)前保安裝支架的材質(zhì)
該款前保安裝支架采用PA6+GF30材質(zhì),前保安裝支架一般采用POM或PA6+GF30兩種材質(zhì),兩種材質(zhì)的主要特點(diǎn)如下表格所示;前保安裝支架材質(zhì)一般結(jié)合前保險(xiǎn)杠的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及材質(zhì)本身的特點(diǎn)進(jìn)行選擇。
表1 前保安裝支架材質(zhì)對比
(4)前保險(xiǎn)杠與翼子板的搭接面差設(shè)置
前保險(xiǎn)杠與翼子板搭接面差理論設(shè)計(jì)值一般為0mm;在實(shí)際生產(chǎn)過程中,前保險(xiǎn)杠與翼子板的面差控制是一個(gè)難點(diǎn),對零件的精度及生產(chǎn)工藝精度有較高的要求,因此為防止實(shí)際生產(chǎn)條件下前保險(xiǎn)杠段差高于翼子板(可視面不美觀),在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中,一般傾向于前保險(xiǎn)杠與翼子板的搭接面差設(shè)計(jì)值為前保險(xiǎn)杠稍段入翼子板0.3-0.5mm。
前保險(xiǎn)杠與前輪罩一般采用子母扣固定,在前保險(xiǎn)上設(shè)計(jì)前輪罩的安裝點(diǎn),一般設(shè)置兩個(gè)固定點(diǎn),一個(gè)采用圓形孔,一個(gè)采用橢圓形孔(吸收制造公差)。
該款前保險(xiǎn)杠與大燈本身無連接點(diǎn),是作為間隙配合,此處需要考量的是前保險(xiǎn)杠與大燈的設(shè)計(jì)間隙值;根據(jù)不同車型的設(shè)計(jì)特點(diǎn),一般取間隙值2-4mm;具體間隙值根據(jù)造型需要、周圍零部件間隙值、前保險(xiǎn)杠與大燈的先后安裝順序來評估確定。
前保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞直接影響著前保險(xiǎn)杠本身的固定及與周圍零部件的匹配,是整車外觀造型重要的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié);因此,前保險(xiǎn)杠的設(shè)計(jì)人員需要在實(shí)踐中不斷提高自身設(shè)計(jì)能力,了解前保險(xiǎn)杠的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、生產(chǎn)工藝、零件材料的特性,以便在前保險(xiǎn)杠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提高應(yīng)對各種問題及合理優(yōu)化方案的處理能力。
[1] 曹渡.汽車內(nèi)外飾設(shè)計(jì)與實(shí)戰(zhàn)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2011.
[2] 李治剛. 淺談汽車保險(xiǎn)杠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2015.
Analysis on the structure design of the front bumper of a light passenger car
Hong Peiliang
(Xiamen Jinlong United Automobile Industry Co., Ltd., Fujian Xiamen 361023 )
This article mainly introduces the structural design and analysis of the front bumper of a light passenger car, introduces and analyzes the structural design of the front bumper of a light passenger car, and discusses the key structural design points, hoping to give people in the same industry a meaningful reference.
Front bumper;Structural design;Analysis
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1671-7988(2020)24-78-03
U463
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1671-7988(2020)24-78-03
洪培良(1986-),男,工程師,就職于廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司,研究方向:客車前保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)。
10.16638/j.cnki.1671-7988.2020.24.026
CLC NO.: U463