汽车前地板总成设计规范Word下载.docx
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汽车侧而碰撞的乘员保护
国标
2
GB15083
汽车座椅、座椅周定钉装置及头枕强度要求和试验方法
3
GB14167
汽车安全带固崔点
4
ECER9o
关于车辆侧而碰撞乘员保护认证的统一规定
欧标
5
FMVSS214
侧碰乘员保护
美标
6
C-XCAP
中国新车评价规程
中国市场
7
E-XCAP
欧洲新车评价规程
欧洲市场
8
IIHS
美国公路安全保险协会侧碰规则
美国市场
a）
b）
c）
d）
e）
f）
g）
3.3.2前地板总成功能要求满足人机空间要求；
满足座椅安装要求；
满足碰撞要求：
满足模态要求：
满足安全带安装点强度要求;
满足副仪表台安装要求：
满足仪表台卄架安装要求：
h）
j）
k）
l）
m）
n）
o）
p）
q）
r）
s）
t）
满足换挡器安装要求：
满足手刹安装要求；
满足电器元件及线速安装要求：
满足排气系统安装要求：
满足）t它附件的安装要求：
满足冲压要求：
满足焊接要求：
满足涂装要求：
满足密封要求：
满足防腐要求：
满足公差定位要求；
满足低成本要求：
满足轻量化要求：
3.4前地板总成典型结构、工艺及材料介绍
3.4.1典型结构
常见的前地板总成典型结构如图3：
按照前地板的分块方式可以分为整体式前地板结构和分块式前地板结构，衬车型（A01z^A02/T22/B12等）前地板总成以分块式为主，E01因为电动车的特殊性，前地板总成采用的是整体式。
3.4.2典型工艺
前地板总成设计过程中，在满足功能零件的安装和车身性能的前提下，应充分考虑各零件的工艺可行性，尽量在低制造成本的基础下完成前地板总成的设计工作。
以下按前地板总成的冲压工艺、焊接工艺、涂装工艺、总装工艺来说明前地板总成的制造工艺。
3.4.2.1冲压工艺
前地板零件多采用冷冲压方式成型，各零件在设讣时应保证材料消耗少，工序少，模具结构简单，使用寿命高，产品质量稳定.在一般情况下•对扳金件工艺性影响最大的是材料的性能、零件的几何形状、尺寸和精度要求。
在设讣地板而板这类拉延件时，应注意在使用条件允许的情况下，拉延件形状应尽量简单、对称，在工件的平而部分，尤其是在距离边缘较近的位置上，应尽量避免有凸起和凹坑现象，R卩使产品上要求幷局部有凸起及凹坑，则高度也不能过大，拉延件齐部分尺寸比例要适当0拉延件的圆角半径要介适，圆角半径尽量取大些（推荐值3mm〜200mm）,以利于成型。
3422焊接T艺
前地板总成i零件焊接工艺应满足焊接工艺输入文件中对焊接空间、焊接板厚、焊接搭接宽度、焊点间距、焊接定位孔、过孔等的工艺尺寸要求。
前地板总成采用的焊接工艺主要有点焊、凸焊、CO：
保护焊、塞焊。
通常采用最多的是点焊，在结构需要焊接而点焊无法实现的地方采用CO：
保护焊和塞焊，但要尽量少采用co?
保护焊和塞焊。
前地板焊接输出物主要由两部分组成：
前地板焊接结构树（如图4所示）、前地板焊接涂胶说明文件，前地板焊接结构树、前地扳焊接涂胶说明文件需结合焊接工艺-生产部门的意见制定最优的焊接分级方案，要求层级淸晰简练•
图4
焊装涂胶包括焊接密封胶、指压胶、膨胀胶以及结构胶等四种。
焊接密封胶、膨胀胶、结构胶等涂装参数和要求一般由工艺输入。
指压胶一般用在飯金接头间陳大于3inm时采用，但最好不要超过5mDb否则密封效果及可靠性差，在设计中应该尽量减少指圧胶的用量。
前地板总成和前舱总成，后地板总成搭接处的涂胶需要特别注意，设il此区域的结构时要考虑到水、气的密封问题。
前地板焊接涂胶说明文件应包含以下信息：
a）涂胶位置，涂胶涉及的零件号或总成零件号，并给出断而表达：
b）涂胶类型、涂胶宽度长度。
3.4.2.3涂装工艺
与前地板总成有关的涂装工艺主要有电泳、涂胶、注蜡、PVC抗石击材料喷涂等。
a）电泳工艺
前地板总成在设计中要考农到电泳过程中能充分与电泳液接触，且在电泳过程中不存在积液等现象,如座椅横梁、门槛内板等封闭区域要有足够工艺孔保证电泳液的顺利进入和排出，地板上不能设置深度过大的筋防止积液发生，通常设汁的深度在lOmm,为保证地板的整体刚度，筋的设讣应保持贯通。
b）涂胶工艺
涂装涂胶工序在白车身电泳之前实施，详细的涂胶特征要求由工艺输入。
在设讣过程中尽量保持涂胶缝隙的平顺性，同时要注意校核白车身状态涂胶的可操作性和易操作性。
前地板涂装涂胶的位置主要是前地板与门槛搭接，前地板总成与前舱、后地板总成等与车外可能存在缝隙的搭接处，涂胶能起到防水、防锈等作用。
前地板主要涂装涂胶部位如图5所示。
A-A
c）空腔注蜡工艺
前地板门槛腔体存在进水风险，为了更好的保证门槛腔体锻金结构不被腐蚀，通常会在门槛腔体内喷注防锈蜡在扳金结构表面形成50um的蜡膜，空腔注蜡的孔的位這和大小勻涂装工艺讨论决泄。
d）PVC抗石击材料
前地板距地而距离小，易受飞石等外物撞击，如无保护措施石击会引起飯金表而防腐漆脱落成张金腐蚀，降低车身可靠性和使用寿命，为减小飞石撞击造成的腐蚀风险，通常在前地板眾露在车外且容易造成石击的区域喷涂PVC抗石击材料，喷涂厚度通常要求3mni左右0前地板具体区域如图6。
3.4.2.4总装工艺
前地板总成上的安装零件较多，主要分为电子电器元件、动力总成零件、底盘零件、内饰件等。
a）前地板总成的电子电器安装零件主要有：
副仪表台、变速箱控制器（TCU）、电子控制单元（ECU）.线束等，零件的具体安装位宜和安装方式可结合总布置及各专业讨论决定：
b）底盘零件在前地板总成的安装零件主要有：
前副车架、换挡器、手刹、排气管等零件，换档和手刹的安装方式通常采用螺接，地板总成对应需焊接螺母。
制动油管通常采用管夹的方式周定在前地板上。
图7
C）动力总成在前地板的安装零件主要有：
排气管、隔热罩、燃油管等零件（图7）：
d）内饰零件在前地板总成安装零件有：
前座椅、副仪表台，仪表台计架、地毯等，前座椅的安装点主要在座椅横梁上，通常采用螺栓联接。
座椅的安装方式需结合总装工艺和座椅竹架的布置情况勾内饰工
程师、总装工艺工程师讨论决定，副仪表台在前地板的安装点通常在中通道上一般是螺栓连接.一般在中通道的中部和后部会有布置安装点：
仪表台丹架的安装通常在中通道前端由于仪表台总成有模态要求通常需要为仪表台计架安装设计加强结构，需要注意的是安装方式的Y向公差控制，具体安装方式可打内饰工程师、工艺工程师讨论决
地毯的安装主要是通过卡扣•与地板总成零件连接，地铠的具体安装位置与内饰工程师讨论决;
3.4.3材料选择
前地板总成中的中通道、纵梁、门槛内板、座椅横梁等重要零件在碰撞是重要力传递通道同时也是车身弯扭刚度的主要贡献零件.所以上述零件所采用高强钢板，对于前地板、门槛内板等和车外有接触的零件多采用镀锌钢板提高貝抗腐蚀性。
前地板各主要零件常用的普通高强度钢板牌号见表2所示，材料的力学性能参见宝钢标准.
表2推荐材料
零件
推荐牌号
推荐料厚mm
执行标准
前地板
DC04
0.7-1
QBQB-103
门槛内板
B340/590DP
1.278
Q6QB418
中央通逍
B250/440DP
0.772
前后座椅横梁
1.278
Q,BQB418
前地板加强梁
1.0〜2.0
Q.BQB418
前地板加强梁加强板
SAPH400
2.0〜2.0
QBQB310
表2中推荐材料仅供参考，各零件的材料选择还与车型的具体结构以及零件形式等有密切的关系，在选择材料的过程中需要结合仿真分析的计算结果以及工艺可行性等择优选择。
4前地板总成设计流程
前地板总成设讣作为整车设计开发的一部分，根据整车项目开发进程可分为以下五个阶段：
1）
2）
3）
4）
5）
前期研究阶段：
概念设计阶段：
详细设计阶段：
设讣验证阶段：
认证&
生产准备阶段。
4.1前地板总成设i|•过程介绍
4.1.1前期研究阶段
此阶段的主要开展工作包括：
1）对标车分析：
a）竞争车型对比数据分析，记录各个零件的料厚以及与上、下两端的搭接方式，并注意其他安装件的安装方式：
b）竞争车型的法律法规分析，重点了解对标车通过的碰撞法规：
2）编写设计可行性研究报告：
a）开展技术调研.初步确;
^前地板总成的技术方案：
b）初步确定性能、质量目标和需要满足的法规；
C）初步确定BONL
4.1.2概念设计阶段
此设计阶段的主要开展工作包括：
1）完成技术方案分析和确认：
a）确认质量目标并完成目标分解：
b）校核总布置图：
硬点检査，主要部件位置校核：
C）确世沿用件/新增件淸单。
典型断而设ih
3D数据设ih
零部件之间装配关系分析与处理：
开展CAE分析，根据CAEil•算结果优化数据：
a）截面特性分析计算：
C）
接头刚度il•算：
重要安装点的动刚度、强度优化（安全带安装点、座椅安装点、换挡器安装点、手刹安装点）:
概念模型模态与刚度il•算；
概念模型碰撞模拟讣算。
4.1.3详细设汁阶段
此阶段主要开展工作包括：
1）进行详细的工程设计（结构、尺寸、材料、性能、外观等），发布TG1\TG2数据：
2）零部件技术文件确认及发布：
孔位描述表：
涂胶图；
RPS表：
零件尺寸测量报告：
DMC校核：
4）开展CAEil•算，根据CAE讣算结果优化数据：
重要安装点的刚度、强度优化（安全带安装点、座椅安装点、换挡器安装点、手刹安装点、传动轴安装点）：
B珂的刚度及耐久性：
整车刚度特性、NVH性能：
第一轮整车碰撞及安全性能分析。
4.
5）EBOM发布。
安全带固定点强度试验整车耐久试验
淋雨试验
涉水试验
试验
白车身刚度试验
白车身模态试验电泳性能试验整车综合耐久试验
1.4设il•验证阶段此阶段主要开展工作包括
1）工程样车及样件试制跟踪：
2）工程样车及样件验证试验：
碰撞试验
i）
3）根据工程样车试制试验的反馈，完成产品数据的设iT修改，并最终发布生产准备数据、图纸：
5前地板总成详细设计
5.1选型和布置设讣
根据对标车型的结构特点结合整车布置方案、制造工艺，世义前地板总成的结构形式。
5.1.1前地板总成VTS文件
VTS文件即零部件的设il•概念描述文件，一般包括零部件的设计方向、设计校核表、设il•概念纲要三部分内容。
我中，设计方向中是零部件设计的目标、功能要求的概述，设计校核表中包括各类法规、总布1^生产工艺及前期产品出现的一些问题的校核项，设il概念纲要包括结构与材料、典型断而、接头设计、安装及生产要求的纲要内容。
5.2典型断而设讣
与前地板总成有关的断而有：
前地板总成与前舱总成的搭接断而、门槛断而、座椅横梁断而、座椅横梁与中通逍搭接断而、地板纵梁断而、前地板总成与后地板总成搭接断面，如图9所示。
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OEh
冃
图9
3:
o
o・
l^gSi
S、，■■MS
*Inn
1）截面I：
前地板总成与前舱搭接断而（图10）截面主要体现出以下内容：
a）前地板与前舱总成搭接处的加强结构形式：
b）各搭接零件的搭接关系，搭接边参考长度：
2）截面11：
f］槛前端断面（图11）
截而主要体现出以下内容：
a）前地板与门槛的搭接方式，门槛与侧用的搭接方式，门槛的结构形式:
b）搭接边搭接长度；
此断而需要关注的尺寸如图H中圆圈所示，门槛内板在Z向较侧用外板低1mm。
3）截面III：
座椅横梁座椅安装点断而（图12）
截面主要体现出以下内容：
a）前地板与座椅横梁搭接方式，座椅横梁的断而结构形式；
b）前座椅安装方式；
C）前座椅横梁与前地板搭接边长度：
4）截面前地板纵梁结构断而（图13）截面主要体现出以下内容：
a）前地板纵梁结构形式，纵梁与地板搭接关系;
b）纵梁•与地板搭接边搭接长度：
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图13
5）截面V：
前地板中通逍断而（图14）截面主要体现出以下内容：
a）中通道加强板口座椅横梁、地板、中通道加强梁的结构形式、搭接方式;
b）焊接搭边长度：
图14
6）截面V【：
前地板总成与后地板搭接处断面（图15）截面主要体现出以下内容：
a）前地板总成与中后地板的搭接形式以及加强结构：
b）总成搭接的搭接边长度：
此断面需要注意的尺寸如图15圆圈所示，前地板总成商后地板总成搭接属于总成搭接，搭接边宽度应适当加长0
5.3人机布置设讣
前地板总成在设计时和人机布置有关的主要有以下两个方而：
a）脚踏板布置设计对地板中通道以及地板而的要求
图16是踏板的布置图，和前地板总成有关的H值（制动踏板和车身内护板间距）应满足《GB/T17346轿车脚踏板的侧向间距》中推荐的范围，通常最小值为130Dim左右。
升〃〃丿〃〃〃川M〃片切〃〃“加
图16
为提高乘员脚部舒适性地板而在踵点附近应尽量与水平。
b）后排乘员脚步空间应不受座椅横梁等零件阻挡。
5.4前地板总成主要零部件详细设讣流程
前地板总成主要由以下分总成组成：
前地板而板分总成、门槛内板总成、中通道加强板总成、座椅横梁总、前地板纵梁总成-现详细介绍各总成重要零件的设计过程。
5.4.1地板而板总成设计介绍
地板而板作为地板总成的组要构成部分，在车自结构中主要起到以下几点作用：
为乘员提供合理的人机空间，满足总布置要求；
保证有足够的刚度和强度：
结构应尽量简单.满足相关零件的安装：
5.
4.1.1前地板面板常见分块形式及材料选择
地板面板常见的分块形式有两种整体式和分块式如图17所示。
整体式前地板图17
5.4.1.2两种分块方式的选择和优缺点：
地板的分块方式选择主要受总布宜和冲圧成型性以及地板的刚强度等性能决泄的。
在地板刚强度等性能没有特别要求需要分块的情况下，如总布置在中通道处在Z向要求的空间较大，超出了地板材料的成型极限范围，此时需要考虑将地板分块。
a）整体式前地板主要有以下优点：
保持了前地板的整体性简化了焊接工艺•无须额外的涂胶密封有利于地板的气密性和水密性：
b）整体式前地板主要有以下缺点：
由于前地板上齐种功能特征较多且复杂，为模具制造和地板成形带来了风险。
地板中通道存在较多的重要安装点，整体式前地板由于受成型性约朿，所以地板选择材料强度等级较低，对于重要硬点的安装需要额外增加中通道加强板等零件，不利于车身减重以及焊接工艺。
C）分块式前地板主要有以下优点：
分块后受成型性影响较小，材料选择的余地较大，为前地板的整体性能提升帮助较大，且利于局部修改，以适用不同平台：
d）分块式前地板主要有以下缺点：
分块的同时带来了焊接和密封等系列工艺和性能问题。
前地板是否分块设计需要权衡性能和工艺性两方而的优缺点，再决世前地板面板是否分块设讣。
5.4.1.3地板而板的主要设il参数分析介绍
为保证乘员脚部舒适性通常是将地板在踵点位置的地板而设讣为于XY平而平行的平而，因此前地板过H点的Y向断而通常有以下两种形式（如图18）。
a）前地板而的高度确定（整车坐标Z向值）如图19所示地板而的髙度值确ik所需要的主要参数有：
总布置前后乘员踵点Z向坐标，地毯（4mni）、缓冲垫厚度（25mm）,车身阻尼胶厚度（4mm）o
由图20口J推导出地板而高度值=踵点Z坐标值+地毯、缓冲垫、车身阻尼胶厚度。
b）前地板而的宽度确定（整车坐标Y向值）
地板宽度主要是根据门槛断而来确;
^的前地板于门槛断而搭接如图20。
前地板与门槛搭接的翻边通常有向上翻边和向下翻边两种形式。
如图21。
翻边向上
向上翻边焊接操作性要比向下翻边好，两种翻边形式对冲压工艺影响较小，具体选用形式可根据具体车型情况结合工艺意见选择。
C）前地板长度（X向）确总
•与中后地板的搭接
前地板与中地板或者后地板的分界线一般是由总布置油箱和后H点的位置决世的。
如图22所示汕箱的布宜位直髙于前地板,且考虑到汕箱前部的加强结构以及汕箱安装结构所以前地板的与中地板或考后地板的分界线一般在汕箱前而。
具体数值需要结合车型的总布置以及下车体加强梁结构等决圧。
d）与前舱的搭接分界
前地板与前机舱搭接分界通常的两种搭接方式如图23。
第一种搭接方式：
防火墙与前地板搭接面与整车XY平而成一角度如图24。
第二种搭接方式：
防火墙与前地板搭接面与整车XY平而平行。
两种前地板与前舱的搭接方式主要受防火墙X向的分界线决定，当防火墙受冲压工艺的限制不能将分界线设讣为与整车坐标平行时则可选用第一种与整车XY平而成角度的搭接方式。
两种搭接方式对焊接
工艺影响很小。
在前地板与后地板与和防火墙搭接边处需设计凸台设计，由于地板料厚较薄（0・7nm〜1.0mm）刚度较差，而前地板搭接边属于大面搭接公差保证困难，需要在搭接处有足够的刚度，所以通常会将搭接边设计成凸台而，如下图25、图26。
图25
ll\/IA
图26
前地板与前舱总成搭接边属于总成搭接为保证总成搭接的精度总成搭接搭接边宽度应大于20mm。
5.4.1.4前地板面板加强筋的设计
按照功能可以将地板上的加强筋分为两大类：
功能筋和工艺筋
a）功能筋
由于受成形性等约朿前地板材料屈服强度较低且前地板料厚较薄（0.7mra〜1mm）＞为满足乘员舱地板而板有足够的刚度以及足够的减贯性能,所以需要在地板而板上设置提高地板面板局部刚度的功能筋如
图27。
On*
在地板的加强结构件如前地板前纵梁（如图置设置加强筋，提高地板局部刚度、搭接精度。
n21
图27
28）,前地板上纵梁、前座椅前横梁（如图29）,等位
前地板功能筋的位置和大小等可与仿真部门和工艺部门沟通按照需要设计。
b）工艺筋
在RPS等总要功能孔处设置加强筋主要作用提高定位孔局部刚度，保证焊装精度如图30。
图31
凸台的直径一般设置在SOmm.高度3nmb具体数值可与焊接工艺讨论决定。
5.4.1.4前地板孔的设计
前地板上的孔主要是工艺孔宦位RPS孔按照工艺输入设计，由于RPS孔较重要为避免局部刚度不足引尼的形变导致孔变形，可在孔周用设il•加强筋。
前地板的RPS孔一般设i|•在地板的周边（如图32）,个数4个，半径45mnb具体尺寸由工艺部门输入。
图32
如果涂装有漏液要求也可以根据实际情况设计漏液孔，孔大小和位置可以与工艺沟通。
前地板上应尽量避免开孔，减少气密性和水密性问题，对于RPS孔等工艺孔要采用堵盖封堵•对于而积较大的孔需要定义金属堵盖并涂密封胶保证封堵的可靠性。
5.4.2座椅横梁总成设计介绍
座椅前后横梁作为地板总成的组要构成部分，在车身结构中主要起到以下几点作用：
a）保证前座椅安装要求：
b）为侧碰提供传力通道：
C）保证整车的扭转刚度：
5.4.2.1座椅横梁材料选择及常见形式如图33。
图33
如图33所示座椅横梁分为前横梁和后横梁，也可根据仿真计算结果决定是否需要后横梁，如不需要可将后横梁设计为支架形式。
座椅前横梁多采用B250Z440DP.料厚1.2mm〜l・5mnb料厚、材料的选择也可根据性能、工艺要求调整。
3.4.2.2座椅横梁详细设讣
座椅横梁的常见断而形式如图34
图35
为方便介绍如图35所示，将横梁断而分解为A、B.C、D四个而。
A而：
A面Z向高度确泄主要是根据座椅的安装而确定，结合仿真分析意见和参考车型断而设计。
A而可以设计为如上图的两个而的形式也可设i|•为一个而，设计为两个而的形式有助于提高Z向刚度，同时座椅的安装面可以设讣在其中的一个而上，有助于座椅安装，如图36所示为典型的座椅安装点座椅横梁断面。
图36
B而、C面：
B、C面主要的安装输入有空调后吹足笛逍过孔，此孔通常为方形，具体尺寸为空调输入设计，以及后盖锁拉索过孔如图37。
座椅横梁通常为成形件，为减小零件的冲圧回弹，所以A而与B、C而的圆角半径通常设置为6mm~8nim。
而D为焊接搭接边宽度需要满足焊接工艺输入，D而的搭接而位地板而，搭接
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