吳 琳

（江鈴汽車股份有限公司，江西 南昌 330001）

隨著汽車工業(yè)技術的高速發(fā)展，客戶對車門內(nèi)飾板要求也越來越高，這也是對汽車整車內(nèi)飾精細化要求的進一步體現(xiàn)[1]。車門內(nèi)飾板對車門鈑金、車身零件、電子線束等起著經(jīng)久耐用的包覆作用，并為地圖袋、扶手等部件提供安裝面，還可以為喇叭及線路提供傳輸和安裝空間。因此，車門內(nèi)飾板的設計方案就顯得非常重要，其設計的好與壞，受到消費者的格外關注。如果設計得不好，其與周邊件的間隙面差將不符合主機廠的要求，成型的產(chǎn)品質(zhì)量感觀較差[2]。

1 門內(nèi)飾板的成型工藝

門內(nèi)飾板分為硬質(zhì)內(nèi)飾板和軟質(zhì)內(nèi)飾板兩種。常用的成型工藝有注塑成型、手工包覆成型、陽模真空吸附成型以及陰模真空吸附成型、軟質(zhì)門內(nèi)飾板成本較高，以前一般用于高端車型上。目前隨著汽車市場競爭日益激烈，為了讓自身開發(fā)的車型能夠在市場上競爭力更大，各大主機廠大量使用軟質(zhì)內(nèi)飾板的設計[3]，而硬質(zhì)門內(nèi)飾板由于成本較低，目前主要用于較低端的商用車上。本文論述的門內(nèi)飾板屬于硬質(zhì)內(nèi)飾板，其材料如表1所示。

表1 門內(nèi)飾板的材料及制造工藝

內(nèi)襯板、加強板與門內(nèi)飾板的安裝采用焊接工藝，熱熔柱的設計需滿足相應的設計要求。

2 門內(nèi)飾板的定位安裝方式

2.1 定位方式

門內(nèi)飾板的定位方式有兩種，一種是直接靠安裝卡扣定位，此種方法安裝門飾板時不好對準，另外一種則是通過門內(nèi)飾板上的定位銷與鈑金上的定位孔進行定位，主定位放在飾板前端[4]，定位銷尺寸設計為Φ15.9 mm，對應鈑金孔為Φ16 mm的圓孔，定位間隙為單邊0.1 mm。副定位放在飾板后端，對應鈑金孔為16 mm×20 mm的腰型孔，如圖 1所示。定位銷設計時可以做長，安裝時可起導向作用。一般門內(nèi)飾板的拔模角度為Y向。

圖1 定位銷

2.2 門內(nèi)飾板與鈑金的安裝方式

目前門內(nèi)飾板的安裝方式一般采用塑料卡扣卡接+螺接的安裝方式，螺釘一般布置在不可見區(qū)域。門板的安裝力當用雙手安裝時不能超過108 N，單手安裝時不能超過75 N，否則會安裝困難，飾板的拆卸力不能超過220 N。飾板的拆卸次數(shù)不應少于 5次，否則引起售后抱怨。鈑金的沖孔方向應與門內(nèi)飾板的安裝方向一致，否則沖孔時的毛刺會影響內(nèi)飾板的安裝[5]。門內(nèi)飾板上的塑料卡扣一般采用防水塑料卡扣，如圖 2所示。按門內(nèi)飾板與車門鈑金配合處是否容易被發(fā)現(xiàn)，將門內(nèi)飾板分成如圖 3所示三個區(qū)域：重點區(qū)域、次重點區(qū)域及非重點區(qū)域。在重點區(qū)域卡扣布置較密，安裝點的布置間距一般為140 mm～200 mm，次重點及非重點區(qū)域的卡口安裝點布置間距一般為170 mm～250 mm。本文中的門內(nèi)飾板非重點區(qū)域由于無法布置卡扣而采用了螺釘固定。且為了控制門內(nèi)飾板與鈑金的配合間隙，盡可能將卡扣布置在門內(nèi)飾板邊緣，一般距邊緣距離大約15 mm～30 mm。門內(nèi)飾板與鈑金的間隙一般定義為0 mm。

圖2 門內(nèi)飾板使用塑料卡扣

圖3 視覺區(qū)域劃分

門內(nèi)飾板與門水切、玻璃及鈑金的安裝關系如圖 4所示。此安裝方式視覺上只看的到門飾板與玻璃之間一條縫，外觀較美觀。門內(nèi)飾板掛在水切上，并零貼，水切卡在門鈑金上，且飾板翻邊與水切的搭接量②至少為8 mm。飾板與玻璃的間隙⑦至少為7 mm，飾板背面的筋與水切的間距及飾板翻邊底部到水切間距⑥至少要保證1.5 mm的安裝間隙，否則飾板安裝困難。

圖4 門內(nèi)飾板的安裝方式

門內(nèi)飾板卡扣座上塑料卡扣安裝孔開口盡量不要朝下或朝上，否則塑料卡扣在運輸過程中易脫落或是在拆卸門內(nèi)飾板時易脫落。如果確實因結構問題模具無法出模導致開口必須向下的話，卡扣座安裝面上需增加楔塊結構避免卡扣脫落。同時為了保證卡扣座的強度，卡扣座中間需增加支撐筋，如圖5所示。且卡扣座根部需減膠處理，防止門內(nèi)飾板表面有縮印，影響產(chǎn)品外觀質(zhì)量。

圖5 門內(nèi)飾板上卡扣座

縮印是指塑料材料冷卻收縮時，由于厚壁內(nèi)外冷卻速度不一致，當外部物料冷卻凝固后制品中心的物料才開始冷卻，造成壁的表面向內(nèi)收縮而產(chǎn)生表面局部下沉現(xiàn)象。注塑件表面經(jīng)常會出現(xiàn)縮印， 嚴重影響制品的美觀及質(zhì)量。縮印常發(fā)生在厚壁或設置加強筋、Boss柱的相對應表面。門內(nèi)飾板所用材料為聚丙烯（Polypropylene, PP）材料，其上的定位Boss柱設計如圖6所示，需提前加膠，壁厚由2.5 mm加厚到3 mm，減輕表面縮印。門內(nèi)飾板上的加強筋是必不可少的結構，能有效增加門內(nèi)飾板的剛度和強度且無需大幅增加產(chǎn)品切面面積。合理布置適量的加強筋，不但可以起到支撐門內(nèi)飾板以保證飾板的感官特性，配合處的間隙和面差。加強筋小端最小厚度一般為0.8 mm，大端為料厚的0.4倍，如圖7所示，保證產(chǎn)品的表面質(zhì)量符合設計要求的同時，加強筋又有一定強度。

圖6 門內(nèi)飾板Boss柱設計結構

圖7 門內(nèi)飾板加強筋

3 門內(nèi)飾板有限元分析

此門內(nèi)飾板材料采用 PP材料，屈服強度為21 MPa，彈性模量為1 100 MPa，泊松比為0.3。通過CATIA三維建模軟件建立門內(nèi)飾板的三維模型，并將所建立的模型導入到HyperMesh有限元分析軟件中進行3D網(wǎng)格劃分，如圖8所示。本次模型單元劃分采用四面體網(wǎng)格，其基本尺寸為4 mm，單元總數(shù)為55 347個，節(jié)點總數(shù)為55 230個。約束此門內(nèi)飾板所有與鈑金的卡接點的 6個自由度，并按表2中不同的工況施加相應的載荷，再通過ABAQUS有限元分析軟件進行求解，計算門內(nèi)飾板在不同工況下的剛度是否符合設計標準的要求。

圖8 門內(nèi)飾板有限元模型

表2 門飾板受載工況及合格標準

門內(nèi)飾板受力情況如圖 9所示，進行有限元計算分析，優(yōu)化前：

圖9 門內(nèi)飾板受力情況

1.在點1施加101 N的力

從圖10可知，門飾板在點1施加101 N的力時，其最大應力值為11.43 MPa，最大變形量為7.27 mm，根據(jù)表2，可知門內(nèi)飾板的最大變形量大于主機廠的設計標準，不符合要求，需做設計優(yōu)化。

圖10 點1施加力時的應力、應變云圖

2.在點2施加67 N的力

從圖11可知，在點2施加67 N的力時，門飾板最大變形量為1.39 mm，小于設計標準要求，滿足要求。

圖11 點2施加力時的應力、應變云圖

3.在點3施加44 N的力

從圖12可知，在點3處施加44 N的力時，門飾板的最大變形量為0.73 mm，小于設計標準要求，滿足要求。

圖12 點3施加力時的應力、應變云圖

優(yōu)化后：

針對點1在101 N的工況下變形量超出目標值，在門內(nèi)飾板上增加加強板，與飾板本體通過熱熔柱進行焊接。由圖13可知，優(yōu)化后的門內(nèi)飾板的變形量為2.54 mm。滿足設計標準的要求，說明優(yōu)化方案有效。

圖13 優(yōu)化后的應力、應變云圖

4 結論

（1）簡要概述了門內(nèi)飾板在設計開發(fā)過程中的注意事項，特別是對其定位策略及安裝方式進行了介紹，為后續(xù)車型開發(fā)提供相應的參考。

（2）針對門內(nèi)飾板常見的3種工況，利用常用的有限元分析軟件HyperMesh和ABAQUS進行門內(nèi)飾板的剛度分析，分析結果表明門內(nèi)飾板在工況 1下其變形量超過設計標準要求，需在失效點上增加加強板。