汽车全景天窗顶盖总成 设计指南

某SUV车型全景天窗顶盖总成的设计作者：刘善英付静张瑞俊卿雕何雷来源：《企业科技与发展》2017年第02期【摘要】文章介绍了某全景天窗车型顶盖总成开发过程，主要针对全景天窗车型顶盖总成设计过程中的设计问题及难点加以分析、给出解决方案并进行设计验证，同时简述了全景天窗的试验要求和顶盖的尺寸控制要求，确保使其顶盖性能与指标在满足国内外相关法规要求的同时，达到国内主流合资车水平。

【关键词】全景天窗；顶盖总成；设计；分析【中图分类号】U463.82 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2017）02-0055-031 概述随着近20年来国内汽车市场的不断发展，国外各大汽车厂争相扎根中国，带动了中国汽车市场和汽车技术的迅猛发展，而且近10年来，国内自主汽车厂也是百花争艳，纷纷抢得自己的资源与市场，使得国内汽车行业竞争激烈，技术上也愈发成熟。

同时，消费者对汽车的要求也随之转变，人们不仅仅需要一辆可以代步的汽车，更倾向于外观、舒适性、安全性及娱乐性于一体的汽车。

普通天窗虽已在国内各车型上普及，技术成熟，然而尺寸较小，与外界互动性较差，而全景天窗的出现，不仅丰富了汽车的配置，更使得汽车的外观得以改变且车内更透光、舒适，为人们的旅途增添乐趣。

全景天窗主要在中高档汽车上使用，目前也逐渐被国内各自主汽车厂开发和应用，汽车天窗的发展趋势无疑是全景天窗[1]。

相对于外资和合资品牌而言，自主品牌在全景天窗的设计和开发上尚缺乏经验，开发难度大，主要表现在以下方面：全景天窗重达24 kg，比普通的小天窗重了1倍，全景天窗尺寸（1 360 mm×870 mm）比普通天窗尺寸（430 mm×820 mm）大了2倍多，同时全景天窗的试验验证更为严格，因此在外观品质、密封性、操作性、强度耐久性等方面的要求更高，相应地对白车身的顶盖制造精度和强度耐久性能等提出了更苛刻的要求。

2 全景天窗车型顶盖总成的可行性分析全景天窗车型在原普通天窗车型的基础上更改结构，完成与全景天窗的匹配。

汽车全景天窗顶盖切翻工艺与模具设计配备全景天窗顶盖的汽车不仅能够保证车内阳光充足，还能让汽车动感十足。

全景天窗顶盖尾部承接汽车尾门的掀翻功能，故对天窗的刚性和安全因数提出了更高的要求。

随着人们生活水平的提高，对全景天窗顶盖的外观造型提出了更多的要求，给汽车全景天窗的模具结构设计带来更大的挑战。

全景天窗顶盖制件工艺分析1全景天窗顶盖制件结构图1 全景天窗顶盖制件结构图1所示为汽车全景天窗顶盖制件结构，顶盖长宽尺寸为2382mm×1165mm，全景天窗长宽为1216mm×870mm，厚度为0.65mm。

顶盖左、右两侧，顶盖后侧尾部截面简图分别如图1中A、B、C处放大所示，这3处造型相对冲压方向均有负角，顶盖模具冲压方向与顶面垂直。

顶盖全景天窗面积较大，相对传统小天窗顶盖或全顶盖刚性差，同时制件造型复杂，增加了模具的设计、制造、调试的难度。

汽车顶盖天窗工艺要求图2 汽车全景天窗顶盖尾部搭接处根据分析，汽车全景天窗顶盖尾部不仅存在负角，同时与后备门以及多个汽车零件有装配关系，如图2所示，其中X1、Y1为制件在检具中的定位基准面，Z1为制件在检具中Z方向夹紧点。

顶盖尾部搭接面较多，搭接面公差要求为±0.5mm。

利用Auto⁃Form有限元分析软件对汽车全景天窗顶盖尾部冲压过程中的起皱趋势进行分析，结果如图3所示。

由图3可见，汽车全景天窗顶盖尾部冲压过程中起皱严重，车身装配精度低，车身稳定性和安全性差。

（a）模拟图（b）实物图图3 全景天窗顶盖尾部起皱分析汽车全景天窗顶盖工艺设计2由于汽车全景天窗顶盖尾部存在负角且搭接面多，需进行多工序冲压成形，根据不同主机厂的冲压生产线压力机数量不同，成形工序数也不同。

为确保制件成形质量，制件一般在5工序压力机或6工序压力机的自动化生产线上生产。

图4 汽车全景天窗顶盖工序排样图4为传统的5工序冲压成形排样简图。

其中图4（a）拉深工序中拉深成形顶盖形状，图4（b）修边与侧修边工序中修顶盖外周轮廓和全景天窗轮廓预修；图4（c）修边、整形与侧整形工序中进行全景天窗的修边、整形以及顶盖尾部的侧整形；图4（d）侧翻边、修边与冲孔工序中进行顶盖两侧侧翻边以及对顶盖尾部进行修边和冲孔；最后图4（e）修边与整形工序中进行尾部整形和局部修边，完成整个顶盖的冲压。

XX公司企业规范编号xxxx-xxxx汽车设计-汽车顶盖设计规范模板XXXX发布汽车顶盖设计规范模板1.范围本规范规定了汽车顶盖总成的设计要点及判定标准等。

本规范适用于两厢车及三厢车的顶盖总成的设计。

2.规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是不注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB 11566 乘用车外部凸出物74/483/EEC/ BQB 416 机动车辆外部凸出物ECE R26 关于车辆就其外部凸出物认证的统一规定BQB 416 烘烤硬化高强度冷连轧钢板及钢带Q/ZTB 05.003-2010 A-Class Surface 曲面模型质量设计规范FMVSS216 车辆顶盖碰撞保护（美国联邦机动车安全标准）FMVSS201 车辆头部防护（美国联邦机动车安全标准）3.术语与定义3.1 A-Class Surface造型外表面数字模型的一种，满足特定的技术质量要求，用于表示最终冻结的造型外表面。

3.2 主断面主断面是反映整车性能、结构、配合、法规等方面要求的截面。

主要规定了白车身主要部位的结构形式、搭接关系、间隙设定、主要控制尺寸及公差、装配、人机工程、法规等各方面信息，是车身设计工程可行性分析的重要手段和车身结构设计的重要依据。

3.3 NVHNVH是指车辆工作条件下乘客感受到的噪声（noise）、振动（vibration）以及声振粗糙度（harshness）,是衡量车身质量的一个综合性指标。

3.4 刚性分析顶盖外板拉延成型时，由于其塑性变形的不充分性，往往会使某些部位刚性较差。

刚性差的顶盖外板在受到振动后会产生空洞声，用这样的顶盖装车，汽车在高速行驶时就会发生振动，造成顶盖早期破坏，因此对顶盖外板以及顶盖总成的刚性要求不可忽视。

4.车身顶盖总成概述顶盖是车身构件的重要组成部，顶盖的重要性和房屋的屋顶同等重要，现有市场的所有乘用车中除了特殊功用下没有顶盖外，如：敞篷车和市内无顶观光巴士，所有乘用车都有顶盖。

汽车天窗的整体结构设计（本科）毕业设计论文一、引言二、汽车天窗概述1. 汽车天窗的定义汽车天窗是指安装在汽车顶部的可开启和关闭的透明装置，其主要作用是通风、采光和提升车辆档次。

2. 汽车天窗的分类（1）固定式天窗：无法开启，仅起到采光作用。

（2）外滑式天窗：天窗沿车顶外侧滑动开启。

（3）内藏式天窗：天窗隐藏在车顶内部，开启时向上翻起。

（4）全景天窗：覆盖整个车顶，具有更大的采光面积。

三、汽车天窗整体结构设计要求2. 安全性：天窗结构设计需保证在车辆行驶过程中，不会对驾乘人员造成伤害。

3. 耐用性：天窗材料及结构设计应具备较高的耐磨、抗老化性能，保证长期使用。

4. 美观性：天窗外观设计应与整车风格协调，提升车辆档次。

5. 经济性：在保证质量的前提下，降低生产成本，提高市场竞争力。

四、汽车天窗整体结构设计1. 天窗框架设计（1）材料选择：选用高强度、轻量化的金属材料，如铝合金。

（2）结构设计：采用模块化设计，便于安装和维护。

（3）连接方式：采用焊接、铆接等工艺，确保框架牢固可靠。

2. 天窗玻璃设计天窗玻璃是汽车天窗的关键部件，其设计要点如下：（1）材料选择：选用钢化玻璃，具有较高的强度和安全性。

（2）尺寸设计：根据车型及天窗类型，确定玻璃尺寸。

（3）曲面设计：采用曲面造型，提高天窗的美观性。

3. 天窗驱动系统设计驱动系统是天窗实现开启和关闭的关键部分，其设计要求如下：（1）驱动方式：根据天窗类型，选择电动或手动驱动。

（2）传动机构：采用齿轮、齿条、同步带等传动方式，确保运行平稳。

（3）控制系统：设计智能控制系统，实现天窗的自动开启和关闭。

本部分内容对汽车天窗的整体结构设计进行了初步探讨，后续章节将继续深入研究各部分细节设计。

五、汽车天窗密封与隔音设计1. 密封设计（1）密封材料：选择具有良好弹性、耐老化、耐高低温的橡胶或硅胶材料。

（3）防水设计：在密封条和框架接触部位设计排水通道，防止雨水渗入车内。

第1章绪论1.1 引言汽车天窗在国外有100多年的历史，已成为汽车文化的一部分。

汽车在行驶特别是长途行驶的过程中，人们经常会有疲劳或者困倦的感觉,这实际上是因为大脑缺氧,有时候通过侧窗进行换气，但是侧窗打开之后，吹到入们身上的是漩涡状气流，会觉得风吹的很大,而且噪音、灰很大，同时有时会感觉到风吹的肩膀者畴。

通过天窗通风会克服上述缺点。

开车的人都知道，一辆车里挤的人越多，车内的空气就越浑浊。

如果在车内吸烟，车里就更是烟雾缭绕，车里的气味更是难闻。

为消除这些让人感觉不舒服的味道，许多人选择购买车用香水，但这只能起到一定的除味效果。

当然，打开侧窗也可起到换气的作用，可车辆在运行中打开窗户会产生很大的噪音，而且风直接冲撞到司机降低舒适感，坐在后排座位的人也会被侧窗的风吹得睁不开眼。

汽车在行驶过程中若经常打开窗户，不仅影响车内温度，会带进大量灰尘及传入车外噪声，而且由于高速行驶形成的风会直接冲撞到车内的乘员，降低乘坐舒适度，因此现代汽车一般都关窗驾驶。

对于车身密封性不良的汽车，虽然也能带进部分新鲜空气，但由于不能人为地控制进风，进风量难以符合要求，而且进风部位是随机的，往往带进大量灰尘、烟气（发动机废气），污染车内空气。

但若车内无新鲜空气补充，会使车内空气中二氧化碳含量增大、氧气含量下降；车内还会因抽烟、人体呼吸、食物及物品等使空气气味不好，影响乘员身体健康；为了防止汽车前窗结霜凝雾，也需要引入新风，需要有通风装置。

另外，通过天窗的玻璃可以自然采光，车室内明亮并可以营造浪漫的气氛，并给喜欢高档车的顾客带来了满足感。

因此，加装天窗既为汽车改善通风状况的有效方法。

1.2 天窗定义天窗：是指安装于汽车顶部、主体材料为玻璃的车身部件，并且该部件有一部分能够由电机驱动并通过传动机构将天窗玻璃沿滑槽前后移动、倾斜启闭，且能按要求停留在任意位置。

天窗分为固定式天窗也叫全景式天窗和活动式天窗。

活动天窗又分为手动式玻璃天窗及电动式玻璃天窗。

汽车内饰顶棚天窗口包边结构设计分析袁德海发布时间：2021-08-16T06:04:52.386Z 来源：《中国科技人才》2021年第13期作者：袁德海[导读] 近几年，我国汽车行业随着经济的快速发展得到了高速发展，居民对汽车的要求不断提高，由此形成了竞争激烈的汽车行业市场。

安徽江淮汽车集团股份有限公司安徽省合肥市 230000摘要：近几年，我国汽车行业随着经济的快速发展得到了高速发展，居民对汽车的要求不断提高，由此形成了竞争激烈的汽车行业市场。

很多汽车行业为了谋求长远稳定的发展，更加注重汽车的内饰质量，尤其是对汽车内饰顶棚天窗包边的结构设计。

本文将围绕着如何科学设计汽车内饰顶棚天窗包边展开叙述，希望为我国汽车行业平稳、可持续的发展作为贡献。

关键词：汽车内饰顶棚天窗包边；结构设计；分析引言近几年，我国汽车行业获得快速发展的良机，由此对汽车制造工艺和零部件加工行业的发展水平提出了更高的要求。

但是汽车生产数量多并不意味着行业的进步，未来汽车行业的重点是提高生产质量，加强对实际效率方面的管理力度。

对于汽车内饰天窗而言，包边也发生了变化，朝着自动化的方向快速前进。

这就对工作人员的工作效率和专业技术提出了很高的要求。

一、关于汽车内饰顶棚天窗包边制造工艺的具体要求消费者在使用汽车时，最关注的就是内饰，其中顶棚又是极其重要的组成部分。

一般情况下，汽车内饰顶棚既要具有实用价值，又要具有观赏价值。

顶棚的作用在于遮挡车内的线束、顶盖板金等，起到一定的美观作用，令车内更加整洁。

汽车通常自带遮阳板，如果汽车天窗是全景类型的，则主要通过遮阳帘获得良好的遮阳效果。

对汽车内饰顶棚天窗包边进行处理时，需要沿着内边全部包边。

其中产品的一面主要作为面料的覆盖面，也就是装车后客户可见的一面，需要与车体整体的材料质体以及颜色相匹配。

进行汽车内饰顶棚天窗包边制造的过程中，需要先将相关产品的正面面料进行拉伸，这样覆盖面就会增加，且采用粘结剂进行不同部位的粘结，使其能够完全依附在钣金件上面。

乘用车全景天窗顶盖总成设计指南1范围木标推给出了乘用千全景天帝顶盖总成的组成结构、共计要点和失效模式。

本标准适用于本公司全景天窗短金的设计开发。

2组成结构全景天窗版顶盖总成一般由顶盖前，后横梁总成、天窗加演板焊件纽成，取消了顶盖中加强横梁的设计,见图1所示。

1——顶或苒横梁总成：2 速盖外板：3 天窗加强板息成：4 顶盖后揭梁息成.图1顶盖总成组成结构3设计要点 3.1选材要点顶盖外板材料厚度在OfmnLLOmnn范围内选择挑选DC03材胤0.8 mm料厚；顶盖前后横梁料厚一般在0.6 mm〜L2 mm,在满足顶盖乐溃法规要求、NVH性能要求的前提下，天窗加强板一般选用B210Pl材质，1.4mm. 16mm料厚，为满足顶盖羟量化要求，在保证顶盖抗压、模态、刚度的前提下, 建议优先选用激光执焊板，全景天窗饭金系统选材见表1 °3.2 结构设计要点3.2.1 安装结构分析3. 2.1.1根据全景天窗要求，一般采用18个安装点对天窗进行固定a分别为前后各分布四个、左右各分布五个安装点，见图2所示。

4. 2.1.2因全景天窗尺寸较大、配合全.景天窗的加强板重量较大，尺寸较大，为方便现场操作，针对天窗安装配合标准件，一般不选用凸煌帽母，而是采用M6六九拉鲫摞母进行拉钾，拉例完成后需保证与顶盖外板的间距不小于3 mm选用打黑后的螺检，需保证高度大于拉钾完成后拉钾螺母2mm, 避免与顶盖外板发生干涉。

图2顶盖上天窗安装点布置3.2.2 安装定位要点全景天窗定位选用三个定位点，分别对1向、引句进行精确定位，定位方式选用浮动定位方式，即工装上设置三个定位销，天窗加强板配合增开定位孔，在天怪装配过程中，将丁.装上定位销直接插入天窗加强板上淀位孔内：其中全景天馀前部须以方孔为定位孔，对X、1响进行精陶定位.天面后部采用长圆孔，天窗左侧采用平圆孔,配合的天窗加强板前部带设置方孔，后部设置长圆孔，侧面设置长圆孔。

天窗版汽车顶盖设计规范天窗版汽车顶盖设计规范1范围本标准规定了汽车天窗版顶盖的设计要点及其判定标准等。

本标准适用于各类汽天窗版顶盖设计2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是标注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB 11566-1995 轿车外部凸出物ECE R26 关于车辆就其外部凸出物认证的统一规定FMVSS201 头部碰撞保护FMVSS216 车辆顶盖碰撞保护3术语和定义3.1 汽车顶盖汽车顶盖是车身骨架的重要组成部分，与侧围、地板及前围板组成乘员舱用以保护乘员。

顶盖上装有顶棚，顶灯遮阳板的顶部装饰件。

3.2 天窗版汽车顶盖带有安装天窗结构的汽车顶盖。

3.3 A-Class Surface造型外表面数字模型的一种，满足特定的技术质量要求，用于表示最终冻结的造型外表面。

3.4 主断面主断面是反映整车性能、结构、配合、法规等方面要求的截面。

主要规定了白车身主要部位的结构形式、搭接关系、间隙设定、主要控制尺寸及公差、装配、人机工程、法规等各方面信息，是车身设计工程可行性分析的重要手段和车身结构设计的重要依据。

4天窗版顶盖总成组成结构天窗版顶盖总成主要有顶盖本体、前顶横梁、后顶横梁、天窗加强板、中部顶横梁（根据不同车型有一根、多根或无）五大机构组成。

根据焊装工艺不同，前顶横梁及后顶横梁可不与顶盖外板同序焊接，而是先与侧围拼焊或预装后，再与顶盖总成拼焊成车身骨架。

天窗版顶盖结构如下图：1 天窗版顶盖外板、2天窗加强板、3顶盖中后顶横梁、4前顶横梁、5后顶横梁5 天窗版顶盖设计要求5.1 天窗版顶盖总成材料5.1.1顶盖外板材料顶盖外板是外覆盖件，表面质量要求达到超高级的精整表面，满足A-Class Surface要求。

同时要具备很好的防腐性能。

另外，为降低整车重量，顶盖材料一般采用料厚0.7～0.8mm的钣金，同时要保证顶盖自身刚度，减小行车时产生震动，一般选用强度较高的材料。

编制日期：2006-8-31 编者：豆忠颖版次：01 第1 页共17 页天窗设计指南——乘研院内外饰部编制：审核：批准：编制日期：2006-8-31 编者：豆忠颖版次：01 第2 页共17 页目录1、法规 (3)1.1 国家标准汽车内饰材料的耐燃烧特性GB8410-94 (3)1.2 性能要求 (3)2、天窗说明 (3)2.1天窗作用 (3)2.2天窗的种类和特性 (3)2.3天窗功能 (4)2.4天窗的结构及材料 (4)2.4.1内藏式电动天窗和外滑式电动天窗 (4)2.4.2分别介绍天窗的各个部件 (5)2.4.3手动天窗的结构 (9)3、天窗的布置 (10)3.1人机工程分析（操作合理性、舒适性等） (10)3.2整体布置/尺寸（零部件布置合理性，主要涉及到车身总布置） (11)4、天窗设计中应注意的问题 (11)4.1结构合理性 (11)4.2装配工艺可行性 (11)4.3公差分析 (12)4.4工艺可行性（要求供应商确认） (14)5、主要性能要求 (14)5.1电动天窗应符合法规要求，并按经规定程序批准的产品图样及设计文件制造生产。

(14)5.2 基本要求 (14)6、失效模式 (15)编制日期：2006-8-31 编者：豆忠颖版次：01 第3 页共17 页1.法规1．1 国家标准汽车内饰材料的耐燃烧特性 GB8410-94国家标准汽车玻璃3C标准欧洲ECE NO21（内部突起：车内具有依规定制定的安全构造）欧洲ECE NO26（外部突起：车内具有依规定制定的安全构造）美国FMVSS NO303（难燃性：车内的内装材的难燃性）美国FMVSS NO205（玻璃的安全基准）企业标准 Q/SQR.04.415-20061.2 性能要求：1.2.1动作噪音小于60dB（分贝）；1．2．2天窗遮阳板要求：气味要求：≤3.5，按Q/SQR.04.103 C3条件试验；耐光色牢度要求：≥4级，按Q/SQR.04.095 进行2个周期试验；甲醛含量：≤10mg/Kg，按Q/SQR.04.096试验；阻燃性能要求按照GB 8410, ≤75mm/min；有机物散发：≤50μgC/g，试验按Q/SQR.04.098条件；冷凝组分：≤2.0mg，试验按Q/SQR.04.097条件.2、天窗说明2．1 天窗作用汽车天窗主要具有下列作用：㈠可增加车厢内光线；㈡可增加车内空气的流通；㈢可增加汽车驾驶的安全性；㈣可增加汽车驾驶的舒适性；㈤可节省汽车能量损耗；㈥可增加汽车造型的美感，弧形天窗和顶盖的配合增添了汽车和谐之美。