[发明专利]一种汽车侧围外板顶盖搭接区域结构及其设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车白车身零件设计领域，尤其是涉及一种汽车侧围外板顶盖搭接区域结构及其设计方法。

背景技术

随着汽车行业的不断进步，人们对汽车外观品质和功能要求也在不断增加。整车项目开发中，设计人员可通过提高材料利用率、缩减模具工序数进行成本控制，从而进一步适应日益加剧的市场竞争。在汽车白车身领域，侧围外板是白车身零件制造中的核心，它具有形状复杂、结构尺寸大、成型困难、外表面质量要求高的特点。为达到好的外表面质量，较高的材料利用率，对零件顶盖搭接区域部位结构进行分析和研究，具体部位见图1虚线区域。侧围外板顶盖搭接区域，产品造型为外凸弧形，且翻边处为负角，根据材料成型原理，侧整形后焊接边将产生起皱、回弹缺陷。

如图2所示，侧围外板顶盖搭接区域装配关系：侧围外板1与顶盖外板2焊接后，二者间需安装顶盖装饰条3。顶盖装饰条3通常采用沿用的结构，顶盖装饰条3的深度H3约为10mm；顶盖装饰条3与侧围外板1焊接边需保持一定的安全距离H2，约为2.6mm。造型设计要求，侧围外板1的外部需略高于顶盖装饰条3。

侧围外板顶盖搭接区域侧整出现起皱、回弹、A面（汽车外观可视面）变形等缺陷，多数是由零件结构设计不合理所致。如图3所示，侧围外板顶盖搭接区域侧整形深度H大于25mm，侧整形焊接边W大于25mm。采用上述参数设计的侧围外板由于侧整形深度大、焊接边偏长，零件设计拉延模面时，导致拉延深度大，制件门洞等多个区域出现开裂现象；侧整形焊接边产生起皱、回弹现象；门洞上部外特征线产生滑移、A面变形风险；侧围外板的材料利用率降低。

侧围外板顶盖搭接区域侧壁与车身Z轴夹角B当前值2°，侧整形时由于侧壁张开角度不足，设计拉延工艺补充面时，无法给予回弹补偿，制件侧整形后出现回弹缺陷，导致焊接后整车尺寸偏大，顶盖装饰条安装困难。同时侧壁张开角度不足，也会造成模具工序数增加、模具强度弱，制件状态不稳定，A面变形风险增加。

综上所述，侧围外板零件的结构设计不合理，制件现有技术中存在如下技术问题： 

（1）侧围外板门洞等区域出现开裂现象；

（2）侧围外板门洞上部产生严重滑移线；

（3）侧围外板顶盖搭接区域侧整焊接边产生起皱、叠料现象；

（4）侧围外板材料利用率偏低；

（5）侧围外板顶盖搭接区域侧整形后产生严重回弹现象。

发明内容

本发明设计了一种汽车侧围外板顶盖搭接区域结构及其设计方法，其解决了以下技术问题：

（1）侧围外板门洞等区域出现开裂现象；

（2）侧围外板门洞上部产生严重滑移线；

（3）侧围外板顶盖搭接区域侧整焊接边产生起皱、叠料现象；

（4）侧围外板材料利用率偏低；

（5）侧围外板顶盖搭接区域侧整形后产生严重回弹现象。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案： 

一种汽车侧围外板顶盖搭接区域结构，包括侧围外板（1）和顶盖外板（2），侧围外板（1）与顶盖外板（2）通过焊接进行搭接，顶盖装饰条（3）位于侧围外板（1）与顶盖外板（2）之间形成的凹槽内，侧围外板（1）包括侧整形止口边、侧整形侧壁以及侧整形焊接直边，侧整形止口边通过侧整形侧壁与侧整形焊接直边连接形成一梯台结构，侧整形止口边与侧整形侧壁上部通过外特征圆角过渡，侧整形焊接直边与侧整形侧壁下部通过焊接区域圆角过渡，在侧整形侧壁上增加一台阶，所述台阶提高侧围外板（1）上部结构强度，并减少侧围外板（1）出现回弹风险。

进一步，所述台阶顶部距离侧整形止口边的距离为台阶的深度（H1），台阶的深度（H1）深度一致并且台阶的深度（H1）控制在5 mm—10mm；台阶顶部的宽度值（W1）控制在2mm—3mm。

进一步，外特征圆角半径（R1）控制在2mm—4mm,优选参数3mm。焊接区域圆角半径（R2）控制在1.5mm—3mm，优选参数2mm。

进一步，侧整形焊接直边距离侧整形止口边的距离为侧围外板侧整形侧壁的深度（H），控制在15mm—22mm，，优选15mm；侧整形焊接直边宽度（W）控制在14mm-20mm，优选15mm。

进一步，侧围外板的侧整形侧壁与车身Z轴夹角（B）大于15°，侧整形侧壁和车身Z轴夹角（B）度数与台阶和车身Z轴形成夹角度数保持一致。