汽车车门钣金设计研究

孙婷

摘要：随着当前我国现代化汽车工业的快速发展，人们在日常生活中对汽车的质量品质也逐渐提升，在工业生产中汽车制造逐渐地向人性化、智能化、线条硬朗、造型和谐的方向发展。汽车车门钣金制造设计在汽车整车开发过程中占据了极其重要的地位，通过汽车车门钣金设计制造可以提高汽车的外观美观、舒适度、碰撞安全等各种附件功能的实现。本文主要通过分析研究汽车车门钣金结构设计及其性能，首先分析了汽车成本钣金设计过程中的主要要求，然后对汽车车门钣金外板、内板、加强板的设计分别阐述，将为汽车车门钣金设计开发提供些许参考。

关键词：汽车车门;钣金设计;主要要求;性能开发

中图分类号：U465                                         文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2020）22-0110-02

0  引言

我国经济市场中的汽车产业链对国民经济的发展具有重要的推动性作用，并且随着当前社会中居民人均收入水平的逐渐提高，多数家庭中都开始普及应用家用小汽车，这也给我国汽车企业带来了巨大的发展机遇。但是我国汽车企业在市场发展中所拥有的核心竞争力却较为脆弱，大量实践研究证明，在汽车市场中以市场换技术的策略并没有为我国的汽车企业带来大量的核心研发技术，使得我国当前汽车市场中的多数份额被合资企业所占据。因此当前需要切实提高我国汽车的自主研发能力，确保我国汽车产业可以在经济市场中长久发展。

对于整车零部件除发动机外，汽车车门钣金设计是车身设计中的重点和难点，汽车车门设计对优化车门系统非常重要。根据奇瑞汽车品牌内部数据资料显示，汽车在售后三包服务期内车门系统出现的问题相对较高，且汽车车门系统在应用中的返修率也较高，这都表示当前我国汽车车门设计开发能力不足。汽车车门系统在构建过程中主要包括四门俩盖，其中四门主要有两前门和两后门，俩盖主要有前舱盖和行李箱盖。汽车车门钣金结构在汽车整车设计中占据着极其重要的环节，通常汽车门钣金设计在行业内是做一个相对独立的模块，该模块也被称之为闭合件设计。对于闭合件设计需要从前期市场调研选择相适宜的车门设计图纸，在对所实际的效果图进行定稿，并进行闭合件设计造型工程可行性分析和三大运动分析，进而判断汽车车门钣金安全碰撞结构是否符合汽车开发中的性能要求。

1  车门的类型和功能要求

1.1 车门类型

车门有多种类型，车门可分为车门本体和车门附件两部分，车门本体可归于白车身范畴，指作为一个整体涂漆，未装备状态的钣金焊接总成，包括车门内外板，内外腰线加强板，防撞梁，锁加强板和铰链加强板（有些采用激光拼焊门板无单独的锁加强板和铰链加強），玻璃导轨等，是实现车门整体造型效果，强度，刚度及附件安装的基础框架，而附件则是为满足车门的各项功能要求，在白车身上装配的零件和总成，其中包括车门锁、铰链、限位器、玻璃、拉手、操作纽、密封件及内外装饰件等。

1.2 车门及附件的功能要求

一方面，车门作为车身结构中的重要组成部分，其造型风格、强度、刚度、可靠性及工艺等必须满足车身整体性能要求，另一方面，车门开关及上下车的方便性又是车门结构首要满足的要求，而车门结构自身的视野、安全性、密封降噪等性能，又对整个车身结构影响较大，也是车门功能安全的重要组成部分。

2  汽车车门钣金设计的主要要求

汽车车门钣金在设计过程中，需要从实际出发，确保汽车车门可以承担整车的密封性、碰撞安全性和乘坐人员的舒适性等。因此对于汽车车门钣金在设计过程中需要满足以下几点要求：第一，对于汽车车门在设计中需要保证拥有足够的开度，确保乘客和货物的进出方便，同时汽车车门还需要在设计中实现半开和全开;第二，汽车车门钣金在设计过程中需要具有良好的密封性，通过汽车车门可以将内部乘坐人员与外界进行隔离，将降低汽车在行驶过程中所发出的噪声，使汽车外部环境中的雨水废气或是灰尘进行阻隔，避免汽车在使用过程中出现雨水积沉于门缝中的问题发生;第三，汽车车门钣金在设计过程中还需要具备足够的强度和刚度，确保汽车车门在使用中不会出现易变形、下沉等问题。同时对于汽车车门扣锁位置和外板位置，还需要提高该特殊部件的刚度和强度，避免汽车在开门或行驶过程中出现异常响动;第四，汽车车门钣金在制造过程中还需要采用合理的结构设计，优先选用易于冲压成型，方便后期车门附件安装的钣金结构，提高用户在汽车使用过程中的舒适性;第五，汽车车门在钣金设计过程中，需要优先选择轻量化的结构设计类型，通过采用该类型的钣金结构并可以减轻汽车成本整体的重量，这样降低汽车在行驶过程中所损耗的油量，提高用户在汽车使用中的经济性和动力性;第六，汽车成本在钣金设计过程中需要对同一平台、车型采用同一车门钣金结构和附件类型，确保汽车车门钣金结构在后期维护过程保持其通用性。

3  汽车车门钣金外板设计

汽车车门钣金结构主要是由车门本体和车门附件组合而成，汽车车门钣金外板在设计过程中，可以选择构建出整体式的车门钣金外板。该结构的车门外板在设计过程中可以使车门车窗部分的造型不会受到车门结构的限制，这样设计师便可以在车门设计过程中充分地发挥出个人的想象力。并且在车门钣金外板的设计中采用整体式结构，由于所选择的冲压件尺寸较大且车门车窗框架部位结构较为复杂，因此通常钣金材料的可利用率较低，就会提高成本钣金在制造设计中的成本。除此之外由于车门外板采用整体式结构，便会使车门上窗框部位的结构和刚度略微下降，这会增大车门在关闭过程中的噪声，易使汽车在行驶过程中产生较大噪声。过辊压成型工艺生产车门窗框，在生产中首先需要将车门窗框与内板进行焊接，然后再将已焊接的部件与外板压合进而形成整体结构。对于该结构的车门设计较为简单，在制造中需要耗费的成本较低，并且该结构车门窗框有利于密封安装，提高车门在使用中的防震能力和减噪能力。但是由于采用分体式设计，车门窗框在使用过程中的装配精度要求较高，设计人员为了提高车门装配精度的准确性，首先需要优先固定窗框和内板位置，其次再通过焊接夹具进行车门内外板安装。

设计人员在车门外板钣金的设计选择过程中，主要是通过汽车的车身结构造型进行决定。通常所选择的汽车车门外钣金质量要求较高，对于采用高级精准表面的低碳钢板优先选择，并将薄钢板的厚度控制在0.65～0.85mm，并一次性冲压成型。此外在汽车钣金的设计制造过程中还需要在外板内侧部位通过增加加强贴的方式，提高汽车钣金的外板刚度。

4  汽车车门钣金内板设计

对于汽车车门钣金内板在设计过程中，设计人员首先需要考虑到汽车内板在车门中的具体作用。通常汽车内板在车门中主要承担汽车附件载体的作用，因此在对汽车车门钣金内板进行设计时首先采用厚度在0.7～0.85mm的低碳钢板，并将该厚度的低碳钢板采用机器设备一次冲压成型。对于汽车车门钣金内板在结构分布中可以划分为分体式门内板和整体式门内板，但是在实际的生产中，多数汽车生产厂商会优先选择整体式门内板，该型号的车门门内板所选用的模具成本较高，在冲压过程中使汽车车窗框部位受力截面积较小，因此会导致车门整体刚度相对于分体式门内板较差。设计人员为了保证汽车车门门内板中附件在安装中的稳定性，会在门内板基面制造大量的小孔，并采用加强筋和凸台配合门内板内饰板面安装。此外还需要在车身直口面上，通过加装车门密封条与车门密封面形成人为制造的压缩量，对汽车整体结构进行密封，确保汽车在行驶过程中可以达到防尘、防水和隔音的功能。

在汽车车门钣金内板设计中，设计人员为了减轻成本自身的重量降低成本制造中的成本，通常会采用激光焊接制作工艺对分体式车门采用冲压成型的制造模式。在对汽车车门进行设计制造的过程中，会将汽车车门内板分为两个部分，分别将其中一个部分安装在铰链和限位器的一侧，并在该侧采用厚度较大的高强度钢板，对于车门的另一侧需采用低碳钢板，通过这样的设计便可以保证车门钣金在满足使用高度的要求下，使车门可以满足轻量化的结构理念。

5  汽车车门加强板设计

在对汽车车门加强板进行设计的过程中，设计人员首先需要考虑到汽车车门加强板在汽车车门中的安装位置，进而对加强板进行合理设计，提高汽车车门附件安装位置的强度和刚度。汽车车门加强板在设计过程中主要包括铰链加强板、车门内外钣金加强板、门锁加强板等，采用车门铰链加强板便可以将汽车车门所承受的负荷转移到汽车内板上方，进而增大汽车车门的受力面积。对于汽车车门铰链加强板的用料选择，须优先选择厚度在1.2～1.6mm的材料，同时随着当前激光焊接板的广泛应用，对于汽车车门铰链加强板的设计位置，可以选用两段式的门内板来取代传统的铰链加强板，这样便可以在提高车门整体刚度和强度的基础上，减轻车门的整体重量，同时还可以省去安装铰链加强板和模夹检具过程中耗费的成本。

对于车门门锁与门内板的设计配合安装中，需要将门锁与门内板安装在较薄的后半部分，现在该部分通过安装门锁加强板，保证车门门内板在满足使用要求的前提下，增加其自身的加强筋结构，进而最大限度地提高车门整体结构的刚度和强度。对于车门内外板加强板进行设计制造时，就要将该结构的车门内外板安装在车门腰线及窗台位置，在设计制造中须要保证车门内外板的焊接精度，进而确保车门玻璃的密封性良好。由于车门窗台部位是实现汽车车门升降的一个必备玻璃运动通道，因此该通道是非密封结构，所以设计人员为了减少由于玻璃升降对车门钣金带来的变形影响，通常会在该结构部位合理添加加强筋。此外由于加强板与内外板的焊接方式會根据实际情况出现差异化的选择，因此在焊接过程中需要将加强板与内板沿接触面周围进行焊接，加强板与外板之间需采用包边形式进行焊接，通过该形式便可以在确保加强板外表面外观整体一致性的基础上，减小汽车侧门加强板与外板下部的振动参数。

6  结束语

汽车车门钣金在设计中所呈现出的结果，对汽车的整体舒适性具有较大的影响。在汽车车门钣金的设计过程中，设计人员需要充分地考虑撑门结构在使用过程中的舒适性和安全性，因此需要通过收集人体模型、用户头部间隙、汽车a柱视野障碍脚、汽车门铰链设计、汽车门窗附件布置、汽车遮阳帘设计等相关因素，将汽车传统设计与逆向造型设计进行完美的结合，并在汽车车门钣金的设计中充分的展现，才可以提高汽车车门系统的操作舒适性。

在汽车车门钣金结构的设计过程中，需要对影响碰撞的安全结构进行系统性的研究，并对不同车型的车门采用不同类型的安全碰撞结构，这样才可以通过结合车身的整体结构选择出与之相匹配的车门类型，减少汽车车门钣金设计中的开发时间和开发成本，提高汽车车门钣金的设计品质。

参考文献：

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