汽车设计汽车铝合金前后盖设计规范模板.docx

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汽车设计汽车铝合金前后盖设计规范模板

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汽车铝合金前后盖设计规范模板

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汽车铝合金前后盖设计规范

1.概述

1.1规范的主要目的

通过本次铝合金前后盖规范的整理和总结，梳理岀铝合金前后盖共性的结构设计及规范要求，引导车身铝合金前后盖结构设计，满足产品质量要求。

隆低设计过程中失误，达到提升产品品质目的，本规范主要以前盖为主，后盖适用。

1.2规范的主要内容

该规范主要针对公司新车型、轻量化项目的铝合金前后盖的开发过程中的知识积累概括，为今后开发车型提供指设计引导，通过规范铝合金前后盖结构设计注意事项、设计一般性流程、工艺要求等，系统地检查铝合金前后盖在设计阶段可能存在的问题，及早发现，及早整改。

2.铝合金前后盖性能与结构介绍

2.1铝合金前后盖的主要性能

2.1.1性能

前后盖材料为铝合金，密度低，结构重量可减轻50%以上，强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，汽车行业中也广泛使用，使用量仅次于钢。

一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。

2.2铝合金前后盖结构形式

结构特征与钢板材质的前后盖没有较大区别，但由于铝合金材料的特殊性，一些特殊结构及特征的处理方式与钢板材质的前后盖不同。

3.铝合金前后盖系统设计规范

3.1铝合金前后盖的材料及一般结构特征

3.1.1材料选择

铝合金前后盖现主要由材料供应商提供板材，各主机厂自行冲压焊接，材质定义，一般按下表内材质区间确定，具体可根据不同车型、工艺要求，进行相关的修正。

序号

零件名称

推荐材质

备注

1

外板

6XXX,5XXX

铝合金牌号

2

内板

6XXX,5XXX

铝合金牌号

3

加强件

6XXX,5XXX

铝合金牌号

3.1.2铝合金材料的一些基本特征要求

a、自然时效硬化特性

铝合金冲压成型后经过一段时间会开始硬化，强度提高，满足前后盖的刚度要求。

要在规定的时间范围内将板材使用掉，通常周期在6个月，超过这个时间铝合金表面就会形成氧化铝无法进行后续加To

b、铝板的成形加工特性

相对钢板，铝合金的局部伸长率要低、变形能力较差、均一伸长率与钢板相同，建议设计阶段冲压工艺介入，分析修正数据。

c、铝板的回弹率特性

铝板相比钢板的回弹率要大，在设计时要设计有阻止铝合金回弹的筋或者结构。

d、机盖用铝板与钢板的板厚影响

铝合金在拉伸刚性、塑性变形等方面都比钢板差，通过试验分析后得出结论铝合金前后盖在材料厚度方面需要遷循JFl.5T（t:

铝合金厚度，T:

钢板厚度）

e、铝合金前后盖成形特性总结

V与钢板的不同〉

I①根据每个变形面进行调整（均一化）°

局部变形能力差IV②通过调整拉延筋形状与高度来避免局部变形。

③对素材特性和弯曲半径进行最优化设计。

成形极限低（褶皱，开裂产生）

弹性模量为1/3（回弹率大）

落料形状，去除褶皱的模压加工,T适合的润滑油的使用

匚5①设计模具时要考虑到回弹率r②设计阻止材料变形的拉延筋

3.2铝合金前后盖结构设计规范流程

3.2.1铝合金前后盖冲压工艺

3.2.1.1由于铝合金材料的拉延性差易断裂，成形时须考虑足够的给料、工艺补充时考虑材料流动尽量少爬坡、少弯折，所以要求铝合金发盖及背门结构特征处理上与钢板有所不同。

铝合金发盖的内板特征简单、过度平缓、圆角大，发盖外板棱线延伸至包边处放开直至消失，设计值请参考下表，钢板前后盖与铝合金前后盖的最大区别就是特征及圆角见图lo

材料

圆角

拔模角度（申删舖关》

拉延率

铝合金

Min

R6~8nnm

25°

24~27%

钢板

MinR3mm

15°

38%

钢板铝合金钢板铝合金

图1

3.2.1.2由于铝合金材料的拉延性差，包边按照普通包边会导致开裂风险，所以铝合金前后盖的的包边局部设计成水滴状包边曲匸2上（R:

铝合金，r:

钢板）,其它包边长度及要求与钢板相同，见下图，设计阶段铝合金包边需供应商同步介入分析。

3.2.2铝合金前后盖焊接工艺

a、铝合金与氧的亲和力很强；

b、铝合金的导热率和比热大；

C、铝合金车体的线膨胀系数大；

d、铝合金部件焊接时容易形成气孔；

e、铝及铝合金焊接时无色泽变化；

从上述几点可以看出铝合金材料在焊接的过程中是非常困难并且成本很高，不建议采用焊接方式，建议采用钏接方式连接板件。

3.2.2.1钏钉钏接

用钢钉来代替焊点将两个件钏接在一起，钾接后强度和焊点基本相同，这里要注姦钏钉钢接需要在代替焊点位置的2个零件上开孔，钾钉穿过后用钏接设备使钏钉变形将两个零件固定在一起。

这种钢接方式成本高，钢接位置开孔增加工序，表面凸起影响美观，如下图。

3.2.2.2无钏钉钏接（TOX）

通过一个瞬间高压挤压加工过程，依据板件本身材料的冷挤压变形，形成一个具有一定抗拉、抗剪强度的无棱边、无毛刺无撕裂。

无应力集中地圆点（右图）与普通焊点相比费用节省30旷60,单点链接的静态连接强度为点焊的70%,动态疲劳链接强度远远高于焊点，可多点同时连接，在极小的安装空间内也可以进行钢接，效率极高，表面无凸起较为美观，钾接成本低，但设备比较昂贵，见下图。

3.2.3铝合金前后盖涂装工艺

由于铝合金材料的特殊性质，电泳工艺与普通钢板材料零部件有区别，在传统处理液中由于AL'•溶岀导致处理性降低，所以需要添加氟化物，达到一个良好的效果，对于涂膜粘附性，溶液中氟素浓度的影响很重要，要维持粘附性,FFw250ppm的管理是必要的。

4.铝合金前后盖设计流程

铝合金前后盖系统设计流程图，基本涵盖铝合金前后盖系统设计的一般性原则，为我们今后铝合金前后盖系统设计提供流程指导，降低更改风险，提升产品质量，具体流程如下表格：

序号

工作目标

工作内容

工作输出

1

铝合金前后盖benckmark分析

1＞铝合金前后盖间隙.平度测呈、R角；

2、铝合金前后盖子琴件尺寸测量（外板、内板、开启角度、堡量、材料、刚度等）；

3.逆向点云数据；

铝合金前后盖分析报告

2

铝合金前后盖CAS及布置分析

1、铝合金前后盖间隙平度分析；

2、铝合金前后盖离地高度等校核；

铝合金前后盖CAS分析报告；空间校核报告

3

铝合金前后盖初版断面分

析

1、初版典型断面（铝合金前后盖子系统琴部件相对空间.间隙是否合理；较链运动空间；铝合金前后盖运动包络校核；

2、铝合金前后盖初版EBOH编制；

3、铝合金前后盖DFMEA完成；

4、VTS初版完成

初版典型断面;初版EBOM；初版VTS;

4

铝合金前后盖结构设计

供应商完成打包设计，跟踪供应商对铝合金前后盖总成及子系统进行结构设计，及工艺优化，根据规范，铝合金前后盖设计规范进行校核，及时发现问题，及时沟通整改’

铝合金前后盖3D数据

5

铝合金前后盖正式数据

1、铝合金前后盖总成、单件3D数模、

2D图纸；

2、铝合金前后盖子系统3D数据、2D图

纸；

3、铝合金前后盖EBOM；

仏铝合金前后盖DFMEA；

5.铝合金前后盖结构CAE分析

铝合金前后盖3D数

据、2D图纸；

铝合金前后盖子系统3D数据、2D图纸；

铝合金前后盖EBOM；铝合金前后盖DFEMA；铝合金前后盖琴部件成熟度表；

铝合金前后盖CAE分析报告

6

设计验证

设计验证过程质量清单问题点整改

5D报告；消项单

5.国内外法规要求及其他要求

5.1国家标准

序号

标准号

标准名称

标准类型

备注

1

GBT3880.1-2012

—般工业用铝及铝合金板、带材

中国国家标准

（MUST）

5.2国外标准

序号

标准号

标准名称

标准类型

备注

1

DINEN485-2

铝和铝合金薄板、带和板材的机械性能

欧洲标准

（MUST）

如目标市场包含国外市场的车型，必须满足目标市场所在国家和地区的强制性法规及环规。

5.3其他技术要求

5.3.1产品生命周期要求

通常在统计系统的使用寿命时，必须要保证装配件的使用寿命不能低于整车的使用寿命。

无论任何情况：

（1）产品设计寿命规定：

不低于5年或15万公里，先到者为限；

（2）在产品设计寿命期限内、正常使用条件下，不允许出现腐蚀、断裂、变形等异常现象。

5.3.2产品技术要求

（1）没有特殊标注的尺寸，均参照CAD三维数模；

（2）没有特殊标注的公差，均参照"未注公差列表"；

（3）产品尺寸需满足双方制定的标准和图纸要求，满足整车装配要求；

（4）本图上的精度仅用于检验零件的符合性，并未被使用于模型、模具或检具；

（5）除非特别指定，所有精度与在零件检具上所使用的定位有关；

（6）产品外观应无磕碰划伤、凹凸不平、毛刺、杂物、变形等缺陷；

（7）零件的材质和成分必须满足双方认可材料定义、标准以及公司关于禁用物质的认可要求。

5.3.3感官质童要求

（1）外观匹配/精致工程要求：

外观匹配应满足DTS定义要求；

（2）开启/关闭性要求：

开启/关闭符合应满足前后盖的性能标准要求；

（3）防盗要求：

保护机舱内部不被偷盗。

5.3.4重呈要求

（1）重量目标：

应满足项目组最初设定目标值；

（2）轻量化：

在满足性能的前提下，尽量减轻总成重量；

（3）重量公差：

在满足性能的前提下，越轻越好。

5.3.5成本要求

（1）成本目标：

应满足项目组最初设定目标值；

（2）降本：

在满足性能的前提下，尽可能降低成本；

（3）维修成本：

应考虑后期维修的简单方便。

5.3.6环保性能要求

（1）可回收性要求：

产品满足GB/T30512-2014《汽车禁用物质要求》、HJ2532-2013《环境标志产品技术要求》；

（2）禁用物质要求：

应满足规范要求。

6.铝合金前后盖常见失效模式

发盖典型失效模式淌单

号

问題描述

解决或预防措施

1

饺饪Y向刚度偏软,彫响发盖

与與子菽匹配稳定性

1、前期顶防：

钱链安装点与钗链轴线的距离尽址缩小，要求转动页板安裝点弓轴线距离小于120；固定页板安装点与轴线距离小丁70：

2、后期解决措

施是増加较链料厚，同时多做加强筋

2

C02烧焊的发盖锁钩和加强板强度不够，跑强化开裂

1、需CAE分析强度，对于烧焊位昼保证烧焊处弓边界距离在10mm：

2、焊接处疔缺口，导致从缺口处开裂（可参考卡罗拉、新宝來结构〉；

3

发盖支撑杆处强度不够,出现

变形

需在该处内板上做翻边结构或适当做加强扳

4

发盖前部和大灯螺栓或松保安装螺栓间隙小，出现动态干涉

设计保证间隙在7nn以上，需考虑安装嫖栓或其它最高点的影响

5

发盖关闭后被馈扣带动偏移

1、需要保证锁的丫向调整有2mm,在操作说明丄明购要求锁女装时必须进行调整对中：

2、对丁•安装锁的水箱横梁件，如果总装需要拆卸进行安装发动机，设计需保证水箱横梁在焊装、总装的前后安装一致性

6

发盖打开用支掉杆支撐后,突然在发盖上施力,支撐卡1脱离发盖

在支據杆上设计防支撐杆自动脱离机构，可参考B14

支撐杆结构

发諂打开高度不够，人员对发舱操作是容易碰头，特别是对于前端有尖侥拐点的发盖

前期垃计需用95%的人体进彳丁校核，建议打开咼度人于1700

8

发語开启力过大,让部分人群

感觉开启吃力

对干发盖开卅力大于90X后•建议将支撑杆机构更改为气弹赞机构.冋时设计时尽量将发盖的帝心后移

9

发葢丄帶询賂栅的造型，在而格栅处经常出现偏软问题

尽駅増卵截血空腔而积，合理布置焊点及加强板设计，合理布置缓冲块位置，任询端的玄方向增加限位机构