后牌照饰板结构分析与设计.docx

后牌照饰板构造分析与设计孙权;徐彪;袁宝文;李江明【摘 要】现代汽车上,饰板、镀铬饰条等外装树脂部件被广泛应用,其既满足了外饰件的功能性要求,也极大地提高了车辆的外形美观程度.本文以后牌照饰板为例,通过其常见构造,提出和总结了一般设计流程和方法,具有工程实际参考指导意义.【期刊名称】汽车科技【年(卷),期】2023(000)003【总页数】7 页(P34-40)【关键词】后牌照饰板;构造;分析【作 者】孙权;徐彪;袁宝文;李江明【作者单位】东风本田汽车研发中心设计科,武汉 430056;东风本田汽车研发中心设计科,武汉 430056;东风本田汽车研发中心设计科,武汉 430056;东风本田汽车研发中心设计科,武汉 430056【正文语种】中 文【中图分类】U463.83+9.21 前言汽车的后牌照饰板作为汽车的外装饰件，大局部式样都是将牌照灯、倒车摄像头等凸出物遮盖住，避开机能部件暴露，起到保护和美观的作用。在饰板的构造设计过程中，要特别留意饰板与尾门板金间的固定安装方式以及间隙面差，由于其对饰板的结实程度和车辆外观有着很大的影响。2 后牌照饰板的类型后牌照饰板依据其与尾门的面位置关系，通常可分为两种类型，分别是掩盖型图1、2和面全都型图 3、4。掩盖型图 1图 2面全都型图 3图 43 设计流程一般设计流程如以以下图 5 所示，在造型可行性分析阶段，对由造型部门输入的初版CAS 面A 面进展断面构造设计检讨，考虑法规、工艺、功能性、人机工程等各方面因素，将校核结果反响给造型部门对 A 面进展修改，从而初步确定饰板外形尺寸及与周边部件的分缝位置。车身设计部门依据生技性等因素进展三维数据制作，并反响问题，最终依据评审冻结的造型面，完成数据制作。最终在完成样品试制、单品确认、实车安装及整车性能验证后进展投产。4 法规校核对于牌照灯隐蔽在饰板内的构造式样图 6，在前期造型阶段，就要充分考虑牌照灯空间，进展相关法规校核，避开后期因法规不满足，而重造型和更改A 面。依据 GB11554-1998，牌照灯的安装位置必需保证光线与牌照上需要照明的任何点的入射角不超过 82°，入射角是从照明装置发光区的极限点为准，至距离牌照板最远的极端位置进展测量。见图 7、8。图 5图 6图 7图 8依据测量的角度来调整牌照灯的位置和角度，牌照饰板的开口范围以及折角也要随之调整。另外，也要针对外突法规GB11566-1995进展 A 面确认。5 后牌照饰板材料、板厚选取和外表处理5.1 材料选取通常牌照饰板的材料选取为 ABS，由于其承受注塑成型方法所获得的外形自由度较高，质量轻，尺寸稳定，不会产生锈蚀，且易进展电镀和涂装处理。材料的根本物性要求如下表 1 所示。5.2 板厚(肉厚)对于一般部位的肉厚，推举为 t3.0。较大的肉厚更简洁确保外观品质；成型过程中，胶的流淌性好；易于布置加强筋加强筋根部厚度可以定为 1.0。5.3 外表处理作为装饰件，仅靠塑料本身的色调、光泽、硬度、耐候性及精微性是不够的，往往需要再进展外表处理。通常以镀铬处理或喷塗为主。表 1 材料物性要求 NO 工程 单位 电镀材 HSM-A3-M 喷漆材 HSM-B3-G 1 艾氏冲击强度 6.35mm 23° J/m >176 >147-30° >49 >49 2 拉伸屈服强度Mpa >37 >37 3 拉伸断裂伸率 % >5 >10 4 弯曲强度 Mpa >56 >56 5 弯曲弹性率 >1862 >1960 6 洛氏硬度 >98 >104 7 流到性 MI 220°C ×98N g/10min >6 230°C × 37N >4 -8 热变形温度 1820kPa 无退火 >80 >87 9 光泽度60° GU 10 燃烧性 mm/min 81 8111 耐光性艾氏冲击保持率 % >70 >70 拉伸屈服强度保持率外观 无微小裂缝、发白 无微小裂缝、发白色差 <5 <1.5 12 滞留劣化后的艾氏保持率 % >70 >70 13 成型收缩率 报告 报告 14 比重 1.05±0.021.05±0.02 15 线膨胀系数 1/ 报告 报告6 构造设计要求说明6.1 X、Y、Z 三方向基准的选取确定方法对于外装饰件，X、Y、Z 三个方向上的安装基准是不行少的，否则会造成安装不便，安装后消灭部件松动，无法有效固定等不良现象。牌照饰板与板金后备厢/ 尾门的贴合状态格外重要，在设计中，尽量多设定一些 X 和 Z 方向的基准，以确保间隙和面差关系。通常，X 基准可以设定在全部的安装饰上。Y 基准设置在 CTR中间位置处或者CTR 四周。推举设置 2 处或 3 处 Z 基准。Z 基准为 2 处时，将其分别设置在两侧的安装饰上以利于安装；3 处基准时，设定在中间和两侧。当把 Z 基准设置为 3 处时，Z 基准间的最小间距参考图表 9。图表 9对于基准安装饰处卡扣或螺栓座的孔径，要比螺栓或卡扣直径大 0.2mm。如M6 螺栓时，孔径为 6.2mm；5.6mm 的卡扣时，孔径为 5.8mm6.2 安装方式建议承受以卡扣和螺栓的混合连接安装方式。假设全用卡扣来固定安装，车辆在行驶 一段时间后，塑料卡扣会因伞衣变形而导致嵌合力下降，造成饰板边缘浮起的现象。而螺栓、螺母协作的金属连接方式，扭力的缓和随时间下降不多，不简洁消灭牌照 饰板的松动、不贴合、脱落等不良现象。选取螺栓时要留意有无外表防锈处理，因 为其有接触到雨雪的可能。另外，考虑到安装便利性，最好不要将全部的安装饰都 设置为螺栓连接否则失去了卡扣的预固定作用。6.3 安装饰间距牌照饰板为左右对称外观件，安装饰也尽量安置对称为宜。对于间距，过大和过小都不适宜，过大即安装饰数少，有安装便利，造价廉价的优点，但是简洁导致脱落，与板金贴合状况不佳等问题。间距过小即安装饰数多，安装不便，构造简洁，造价也相应昂贵。然而承载力大，与板金不贴合现象少，从而有更佳的外观特性。推举间距值为 150mm 以下。通过之前的调查比照，可以得出类似的结论。见图表 10 图表 106.4 最外侧安装饰到侧边缘的距离安装饰应放置在尽可能靠近边缘的地方，以有效治理边缘部，削减边缘与板金不贴 合现象。同时要考虑安装饰处卡扣座、螺栓座的成型性以及对应板金的打孔位置成 立性。推举掩盖型饰板的最外侧安装饰到侧边缘的距离为 20mm参考图表 11； 面全都型的为 50mm参考图表 12。假设在这个范围之外，最好要用双面胶条来对边缘部位进展治理。图表 11 图表 126.5 安装饰到上边缘的距离同样，在生技性、成立性等没有问题的前提下，安装饰与上侧边缘的距离也是越小 越好。螺栓连接由于咬合力大，与卡扣相比，在治理边缘部的贴合状况时更有优势。掩盖型牌照饰板和面全都型在与板金协作关系上有区分，对于掩盖型饰板中的卡扣 连接，安装饰到上边缘的距离推举值为 20mm 以下；螺栓连接，则为 35mm 以下。而对于面全都型，两者皆为 40mm 以下。6.6 饰板与板金贴合部间隙与外形上部与两侧贴合部间隙大小直接影响到外观。掩盖型饰板和面全都型的间隙要求是不尽一样的。图表 13在视觉上，无圆突起的端部外形比有圆突起的端部外形看上去与板金的间隙更小。推举牌照饰板无圆突起，与板金的图纸间隙为 0.5mm 的端部外形。对于面全都型的，由于与板金的相对位置有所不同，推举其图纸间隙为 1.0mm。除了有不少实际车型的例子图表 13可以作为参考外，也可以通过计算式得出结论断面图14。断面图 14牌照饰板外形尺寸偏差: ±0.7mm 板金的位置及面偏差: ±0.7mm 则有需要说明的是，即使饰板端部在受热后发生膨胀延长，也只是会让橡胶条被挤压得更紧，所以并不会导致饰板与板金发生接触碰撞，而造成板金外表消灭刮痕。6.7 饰板与板金贴合部间隙及外形下部考虑到手碰触下端的可能性很大，所以一般在饰板下端部设定有圆突起外形。同时， 为排出从上部渗透进来的水，避开水滴外表张力的影响，设定与板金的间隙为2.0mm 以上为宜。另外，下端处于寻常视角看不到的地方，考虑到造价本钱，建议承受无胶条的构造。如图 15 所示。图 156.8 胶条的选择使用及粘贴范围胶条的材质一般为橡胶、EPDM、变性 PP 等，一侧由双面胶与饰板粘贴，另一侧则与板金直接接触。其三者的一般尺寸关系如以以下图 16 所示。图 16后退量 a 和 b 可以选取为 0.5mm，但是也要取决于供给商实际管控力气。胶条与板金的重叠量一般不应小于 3mm。双面胶的厚度一般为 0.4mm，宽度在 4mm 以上，这样才能较好保证其结实地贴粘在饰板上。图 17此外、应尽量保证无胶条区域图 17在 010mm 的范围内。6.9 其他在根本确定了安装饰位置，连接类型，板金协作处间隙等关键内容后，还有卡扣座、螺栓座，加强肋等方面的外形构造设定。图 18 图 19在螺栓连接安装空间缺乏的状况下，可以考虑用上图 18 的镶件构造，要留意的是， 镶件壁不行太厚，以免外外表产生缩痕。或承受底下镂空见图 19的方式，避免缩痕。对于加强肋，要留意尽量笔直布置，根部的肉厚不要超过饰板肉厚的三分之一。为了防止在受冲撞力时发生加强筋断裂，最好在根部设定 r=0.5mm 的倒角以减小应力。7 模流分析完成 3D 数据后进入生产前要进展模流分析，以确保生技性无问题。分别进展壁厚分析：壁厚变化大，易产生应力痕。图 20 壁厚分析注塑工艺方案制定和填充模拟： 图 21 填充模拟对温度、压力、锁模力、缩痕估算、熔接线、气穴、变形整体及 X、Y、Z 方向 等进展分析。图 22 整体变形分析8 单品及整车测试饰板要进展单品和整车测试。对于单品测试，涂装和电镀式样在测试工程上有些许区分。主要测试内容有耐冷热性、振动耐久性、卡口座及螺栓座强度、密着性、耐水性、耐二甲苯性、耐碱性、耐酸性、膜厚试验、涂膜硬度测试、外表光泽度、耐污染性、耐洗车擦伤性、耐候性、碎石冲击等。整车测试工程主要是整车耐久试验、整车淋雨试验、车门关闭耐久试验和整车冷热循环试验。而各项试验的具体试验方法和试验条件由各主机厂依据 know-how 和阅历自行打算。9 结语本文从汽车构造设计的方面简洁介绍和总结了后牌照饰板的类型、安装饰布置、板金贴合处间隙外形、以及其他方面的构造设计功能要求。牌照饰板的设计要从 CAS 阶段开头，协作造型特点，结合竞品车状况、市场中简洁消灭的不良问题反响，从工艺、生技性要求动身，既要外形美观，也要保证满足自身及整车的性能要求。【相关文献】1 曹渡. 汽车内外饰设计与实战M. 北京：机械工业出版社，2023.1.2 汽车工程手册 造型与车身设计篇. 日本自动车技术会编；中国汽车工程学会组译. :北京理工大学出版社，2023.12.3 黄天泽. 汽车车身构造与设计M. 北京：机械工业出版社，2023.02. 4黄金陵. 汽车车身设计M. 北京：机械工业出版社，2023.09.5秉华. 最汽车设计有用手册M. 哈尔滨：黑龙江人民出版社，2023.