汽車設(shè)計-汽車 儀表板橫梁設(shè)計規(guī)范模板

PAGE2PAGE1XXXX發(fā)布汽車設(shè)計-汽車儀表板橫梁設(shè)計規(guī)范模板編號xxxx-xxxxXXXXXX發(fā)布汽車設(shè)計-汽車儀表板橫梁設(shè)計規(guī)范模板編號xxxx-xxxxXX公司企業(yè)規(guī)范1汽車儀表板橫梁設(shè)計規(guī)范范圍本規(guī)范規(guī)定了儀表板橫梁的設(shè)計要點。本規(guī)范適用于眾泰轎車、SUV等車型的設(shè)計。規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T1771-2007色漆和清漆耐中性鹽霧性能的測定GB/T9279-2007色漆和清漆劃痕試驗GB11552-2009乘用車內(nèi)部凸出物術(shù)語和定3.1儀表板橫梁在車身系統(tǒng)中的布置儀表板橫梁總成安裝在駕駛室的前端，主要作用是將儀表板和車身固定起來，同時將轉(zhuǎn)向管柱、安全氣囊、線束，電器盒等電器附載件裝配固定起來，支撐儀表板總成等負載件的整體剛性，同時正碰實驗時對駕駛室起到加強保護的作用。如圖1：前地板中通道儀表板橫梁儀表板裝置前地板中通道儀表板橫梁儀表板裝置車身機艙henh機艙圖13.2儀表板橫梁簡要說明211儀表板橫梁總成主要零部件如圖2：21110897654311089765431圖2（1-橫梁左側(cè)安裝支架，2-橫梁右側(cè)安裝支架，3-中間固定支架，4-前擋板固定支架，5-轉(zhuǎn)向管柱安裝支架，6-管梁,7-手套箱支架，8-PAB安裝支架，9-保險絲盒安裝支架，10-CD機安裝支架,11-空調(diào)安裝支架）以上是橫梁的主要零部件，若要出口歐美，則在正副駕駛側(cè)增加膝蓋碰撞吸能支架，其他相關(guān)固定支架則根據(jù)分布在儀表板系統(tǒng)上的電器件及儀表板自身固定的要求分布。橫梁中間管梁本體的材料通常采用20#無縫鋼管和Q195焊管，各支架的材料根據(jù)支架的厚度來定，如果厚度在1.8mm以內(nèi)，則選用DC01的材料，如果厚度在1.8mm以上的則選用SPHC的材料；橫梁支架沖壓成型后通過懸掛點焊和CO2氣體保護焊接成品。儀表板橫梁主要零件的設(shè)計要點4.1橫梁的設(shè)計滿足以下幾點要求：a.滿足整體剛性（通過CAE分析）；b.支持轉(zhuǎn)向管柱功能，滿足NVH要求；c.支持線束、電器件的固定；d.支持儀表板裝置等塑料件的固定；e.支持安全氣囊的固定，為安全氣囊的順利爆破提供支撐；f.在滿足強度的要求、NVH等試驗的要求下最大限度的減輕重量，同時盡可能的將各支架工藝簡易。4.2橫梁管梁本體的設(shè)計管梁有標準管梁和非標準管梁，標準管梁可以直接采購，而非標準管梁需要定制，既增加成本又不易采購，所以盡可能的選擇標準管梁；儀表板橫梁通常使用的幾種管梁外徑有：35mm、38mm、42mm、45mm、50mm、54mm、60mm。管梁按結(jié)構(gòu)分為直管和彎管，直管加工簡單，制造公差容易控制，有利于碰撞試驗，所以布置的時候盡量采用直管；若因邊界條件的限制不能布置成直管，只能按照彎管布置，彎管相對直管需要二次加工，彎管制造公差大，難控制，成本增加。4.管梁的中心位置，橫梁管梁不能布置在PAB模塊的正下方，一般距離管梁為10mm到45mm之間。圖3是B01布置的截面圖：儀表板橫梁管梁本體PAB儀表板橫梁管梁本體PAB圖3橫梁管梁到方向盤中心的距離越小越好，一般最大不超過460mm，能有效減小方向盤共振。橫梁管梁到轉(zhuǎn)向管柱安裝面的距離推薦范圍60mm到70mm。橫梁管梁到HVAC的距離要求在15mm以上，與風(fēng)管之間的距離要求在5mm以上，滿足制造公差和裝配公差要求。橫梁中心管的上表面要求比HVAC出風(fēng)口表面要低，滿足儀表板安裝的方便性，見下圖4：HVAC出風(fēng)口HVAC儀表板橫梁管梁本體HVAC出風(fēng)口HVAC儀表板橫梁管梁本體圖4橫梁中心點的坐標要求X和Z都為整數(shù)，降低累積公差。確定管梁位置后，根據(jù)車內(nèi)空間的大小，確定管梁的長度，管梁壁厚一般為1.5~2.5mm；目前直管設(shè)計大多數(shù)采用一段粗管梁（轉(zhuǎn)向管柱側(cè)）加一段細管梁焊接而成，這樣能提高模態(tài)試驗要求。如圖5（B01儀表板橫梁管梁本體），圖6（T22儀表板橫梁管梁本體），圖7（B11儀表板橫梁管梁本體）：?38??38?54圖5（B01儀表板橫梁管梁本體）?38??38?54圖6（T22儀表板橫梁管梁本體）?38??38?54圖7（B11儀表板橫梁管梁本體）4.2.2彎管的設(shè)計管梁彎曲的目的是為了避讓干涉，在滿足避讓的前提下，盡可能的減小彎管的角度和彎曲深度，避免在管梁上做復(fù)雜的深成型結(jié)構(gòu)，簡化工藝。4.3固定點的布置橫梁與車身的固定點基本分布在橫梁兩端、車身前圍和前底板中通道上。在橫梁兩端與車身一般靠近轉(zhuǎn)向管柱一端作為主定位，副駕駛一側(cè)作為副定位，橫梁上的主定位一般采用兩個定位銷或者兩個孔（一個圓孔和一個腰形孔），除定位銷外，兩端至少要4個固定點，固定一般采用M8螺栓，兩側(cè)的定位和固定是橫梁與車身連接最主要的固定。中通道支架與前底板之間通過4個M8或者M6螺栓連接。橫梁與前圍一般用一個或兩個M8或M6螺栓連接。如圖8橫梁與車身固定點的布置：與車身安裝點與車身安裝點與車身安裝點與車身安裝點與車身安裝主定位與車身安裝副定位與車身安裝點與車身安裝點與車身安裝主定位與車身安裝副定位與車身安裝點與車身安裝點圖84.4橫梁左/右兩端支架的設(shè)計橫梁兩端支架在整個儀表板橫梁總成中屬于核心件，兩端支架與車身安裝點方向分布為Z向，各通過螺栓固定在車身上，同時兩端兩個定位銷定位在車身上。其中主駕駛側(cè)主定位銷定位橫梁總成在整車Y方向和Z方向上的偏差，副駕駛側(cè)副定位銷定位橫梁總成在整車Z方向上的偏差，考慮到焊接變形，橫梁上下兩個安裝過孔一般都是Y向的腰形孔，吸收橫梁及整車在Y方向的誤差。如圖9為公司T22和B01車型的結(jié)構(gòu)：T22橫梁左/右端支架B01橫梁左/右端支架圖94.5橫梁中間支架的設(shè)計橫梁中通道支架剛性的強弱對儀表橫梁做模態(tài)試驗起著重要作用。橫梁中通道兩支架固定在前底板中通道鈑金上，靠近主駕駛側(cè)的支架剛性設(shè)計時比副駕駛側(cè)的支架要強，對支持轉(zhuǎn)向管柱的固定及提高NVH試驗有利。在左右中通道支架之間至少有一到兩個支架連起來，提高中控部分的整體剛性，中間支架固定儀表板系統(tǒng)的中控部位，如副儀表板、DVD等電器件。圖10為公司B01橫梁中間支架設(shè)計：安裝副儀表板圖10安裝副儀表板4.6轉(zhuǎn)向管柱支架的設(shè)計轉(zhuǎn)向管柱是整車中重要的安全件，在汽車行駛過程中，會承受到來自各個方向的外力沖擊，這就要求，轉(zhuǎn)向管柱安裝支架不但要固定可靠，在結(jié)構(gòu)上還要考慮到轉(zhuǎn)向管柱的NVH特性。轉(zhuǎn)向管柱一般采用2-2.5mm的板材，通過M8螺栓與轉(zhuǎn)向管柱連接，一般采用“盒式”結(jié)構(gòu)，即支架分上下兩部分，包住橫梁管梁，三者焊接在一起。如圖11：B01橫梁轉(zhuǎn)向管柱T22橫梁轉(zhuǎn)向管柱圖114.7橫梁前擋板支架的設(shè)計為了降低轉(zhuǎn)向管柱怠速抖動,提高模態(tài)試驗頻率，在橫梁前端與車身前圍之間增加一個固定支架。如圖12：橫擋板安裝支架橫擋板安裝支架B01橫梁前擋板安裝支架橫擋板安裝支架橫擋板安裝支架T22橫梁前擋板安裝支架圖12前擋板支架固定采用M8螺栓或螺母，由于該處裝配誤差較大，安裝過孔直徑應(yīng)能吸收裝配誤差，通常過孔直徑為14mm-16mm；設(shè)計時此處的安裝過孔千萬不能作為定位孔，避免橫梁過定位導(dǎo)致裝配困難。4.8橫梁其他支架的設(shè)計在滿足功能和剛性的前提下，各固定支架結(jié)構(gòu)盡可能的簡單化，這樣也有利于降低成本。以圖13為例，詳細說明支架的設(shè)計參數(shù)及焊接螺母所要求的尺寸，若焊接M6螺母，則支架凸焊螺母孔徑L1要求為?7mm；若焊接M8螺母，則支架凸焊螺母孔徑L1要求為?9mm。L2為凸焊螺母焊接需要的空間，若凸焊螺母高度低于工件翻邊高度H1時，則M6螺母到翻邊的距離至少16mm，M8螺母到翻邊距離至少為20mm，當然具體情況具體分析，若凸焊螺母高度高于工件翻邊高度，則不影響，若沒有翻邊，則不用考慮。正常情況下H1≥3mm，圓角半徑R1≥0.5mm，L3的最小距離為8mm。圖134.9橫梁支架加強筋的設(shè)計橫梁支架是給相關(guān)零部件提供一個固定的載體，因此要求支架具有一定的強度，滿足碰撞要求和NVH的試驗要求，通過設(shè)計加強支架；支架加強除了增加料厚外，還有增加翻邊、增加折彎次數(shù)和增加加強筋等方法。5數(shù)據(jù)凍結(jié)校核橫梁數(shù)據(jù)設(shè)計完成后，校核與各周邊匹配件的安全間隙是否滿足：一般固定件與固定件之間的安全間隙至少要5mm以上，運動件與運動件之間的安全間隙至少要10mm以上；主副定位是否合理可靠；安裝孔是否配接正確；孔徑定義是否合理等；同時橫梁在凍結(jié)之前要做CAE分析，在滿足要求后凍結(jié)。另外，橫梁凍結(jié)應(yīng)與儀表板、線束和電器等匹配件同時凍結(jié)，避免儀表板、電器及線束等匹配件的方案更改導(dǎo)致橫梁大量設(shè)變。6橫梁要滿足的試驗6.1熔深試驗：成品弧焊部位垂直切割后，焊接熔深≥薄板厚度的12％。6.2凸焊扭矩試驗：凸焊扭矩試驗分為破壞性試驗和非破壞性試驗，非破壞性試驗是指用扭力扳手扳螺母或螺栓，M6螺母或螺栓力矩達到16N.M，M8螺母或螺栓力矩達到35N.M時母材不被撕裂；破壞性試驗是指用扭力扳手扳螺母或螺栓，M6螺母或螺栓力矩≥25N.M，M8螺母或螺栓力矩達≥60N.M時母材被撕裂。6.3鹽霧試驗（需要電泳的橫梁）：表面電泳處理按GB/T1771-2007中3.5.2涂層腐蝕等級定義，氯化鈉濃度為50g/L士5g/L，（35±2）℃/144h或96h；電泳后主體表面基本無腐蝕，如尖端、棱邊和焊縫等腐蝕面積要求小于總?cè)毕菝娣e的10%。6.4附著力試驗：按GB/T9279-2007中0或1級執(zhí)行。；6.5漆膜厚度：漆膜厚度大于等于12um。6.6臺架試驗：用三萬公里路試試驗替代。6.7材料試驗：包括化學(xué)試驗和性能試驗。6.8乘用車模態(tài)試驗：儀表板系統(tǒng)的振動試驗要在特定的臺架并保持一定的夾緊力的情況下進行，儀表板系統(tǒng)的固有頻率要求大于35HZ。6.9滿足GB11552-2009汽車內(nèi)部凸出物試驗：在碰撞區(qū)域內(nèi)，用模擬器在378N的作用力下，使儀表板發(fā)生潰縮，沒有尖角或堅硬物體傷害到人。7檢具方案確認檢具方案包括：三維數(shù)據(jù)、二維圖紙（檢測銷）和操作指導(dǎo)書，方案確認后，供應(yīng)商再提交標準版本的書面檢具方案雙方會簽?？偝蓹z具首先要滿足檢測的功能，其次在滿足檢測功能的基礎(chǔ)上要考慮到工人取裝件的操作方便性，同時工件在裝取的過程中不能與檢具本體干涉?？偝蓹z具上的檢測銷尺寸應(yīng)根據(jù)雙方會簽的GD&T圖紙上的位置度要求制作。8焊接工藝排布儀表板橫梁上的重要件放在后面工序焊接，主要是減少過程工序的焊接變形，比如：中通道左右安裝支架、DVD安裝支架、手套箱安裝支架、前擋板及轉(zhuǎn)向管柱安裝支架等放到后面工序焊接。各沖壓件在單件檢具上的定位，在焊接夾具上的定位等都應(yīng)按照各沖壓件裝車的定位為基準，保持基準一致，減少因基準不統(tǒng)一而導(dǎo)致的累積誤差。9總成焊接變形的控制措施儀表板橫梁總成多采用復(fù)雜的管、板式焊接結(jié)構(gòu)，焊接后變形，直接影響整車裝配，因此制造中限制和消除焊接變形非常重要?？刂破噧x表板橫梁總成的焊接變形主要從設(shè)計和工藝2個方面解決。影響儀表板橫梁總成焊接變形的因素，主要有以下幾點:9.1焊接工藝方法：不同的焊接方法將產(chǎn)生不同的溫度場，形成熱變形也不相同。相比較自動焊比手工焊加熱集中，受勢區(qū)窄，變形較小。9.1.1焊接參數(shù)（焊接電流、電弧電壓、焊接速度）：焊接變形隨焊接電流和電壓增大而增大，隨著焊接速度加快而減小。因此相比較低電壓、高電流的自動焊接變形小。9.1.2焊縫數(shù)量和焊縫高度：焊縫數(shù)量越多，焊縫高度越高，焊接變形越大。9.1.3焊接方法：連續(xù)焊和分段焊的溫度場不同，產(chǎn)生的熱變形也不同。連續(xù)焊變形較大，分段焊變形較小。9.2減小焊接變形的設(shè)計措施9.2.1合理的焊縫尺寸焊縫尺寸直接關(guān)系到儀表板橫梁總成的焊接工作量和焊接變形大小，焊縫尺寸大，焊接工作量大，焊接變形也大。因此，在保證儀表板橫梁承載能力的情況下，應(yīng)盡量減小焊縫尺寸，在保證焊接質(zhì)量的前提下，按板厚（管梁壁厚）來選取工藝上允許的最小焊縫尺寸。9.2.2合理的焊縫數(shù)目在儀表板橫梁總成結(jié)構(gòu)中力求焊縫數(shù)量合理，焊縫不宜過分集中，避免焊縫垂直交叉，多采用分段焊接。9.2.3合理的焊縫位置設(shè)計