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内饰立柱护板设计指南

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1.适用范围

本设计指南适用于奇瑞汽车的所有立柱护板系统,包括注塑立柱

护板、注塑件表面包覆面料立柱护板、注塑件表面植绒立柱护板、注塑件和面料一体低压注塑立柱护板。

2.简要说明

2.1 立柱护板简介

立柱护板是覆盖在白车身侧围立柱上的美观整车内部造型及保

护乘员的装饰物。汽车内饰的立柱护板系统由前至后一般包括 A 柱上下护板,B 柱上下护板,C 柱上下护板,D 柱上下护板,前后门槛压板,前后门槛踏板等等。

2.2 立柱护板分类

立柱护板按舒适性可分为注塑立柱护板、注塑件表面包覆面料立

柱护板、注塑件表面植绒立柱护板、注塑件和面料一体低压注塑立柱护板。注塑立柱护板以注塑工艺制成,在模具表面腐蚀皮纹使得立柱护板表面有着符合整车内饰造型的质感,一般应用于中低档车,工艺

简单,成本低廉;注塑件表面包覆面料立柱护板一般应用于中低档豪华车,立柱护板本体成型冷却后,在覆压模具中通过热化胶将立柱护板本体和面料粘结在一起,使得立柱护板表面附上符合整车内饰造型的织物效果;注塑件表面植绒立柱护板、注塑件和面料一体低压注塑立柱护板是在护板成型的过程中将面料或植绒与立柱护板本体一体注塑出来,只需一次成型,外观质美,但成本昂贵,一般用于中高端轿车。

立柱护板按日益普及的帘式气囊可分为带帘式气囊立柱护板和不带帘式气囊立柱护板。其中,带帘式气囊的立柱护板带国际上通用的气囊标识,不带帘式气囊的立柱护板没有气囊标识。

2.3 立柱护板的主要生产加工工艺

针对不同立柱护板,涉及的工艺及流程也有较大差异,可粗略归纳为以下几种:

注塑立柱护板

注塑(立柱护板本体等零件)→ 焊接(主要零件)→ 装配(相关零件)

注塑件表面包覆面料立柱护板

注塑(立柱护板本体等零件)→ 覆压面料→焊接(主要零件)→ 装配(相关零件)

注塑件表面植绒立柱护板、注塑件和面料一体低压注塑立柱护板

低压注塑(立柱护板本体和面料或植绒)→ 焊接(主要零件)→ 装配(相关零件)

注塑工艺

将干燥后塑料粒子在注塑机中通过螺杆剪切和料桶加热熔融后注入

模具中冷却成形,是立柱护板制造应用最广泛的加工工艺,用来制造立柱护板本体。立柱护板本体材料多使用PP。其它零件则根据作用、结构和表观要求的不同另选择ABS、PVC、PC、PA 等材料。注塑工艺在四、五十年代迅速兴起后,得到了大力发展,经过在设备、模具上的不断增加、改造、选装不同用途的设备,使注塑工艺形成多种分工艺:如气辅注塑、顺序阀注塑、复合注塑、嵌件注塑、双色注塑、二次注塑等。

复合注塑

复合注塑是在注塑模的动模一侧放置与模具形状吻合或无形状的片

材后注塑成形,使产品具有两层的结构同时有模具赋予的形状。其优点是减少了加工工序,产品表观质量好,零件间粘结力强。因其有形状片材在与模具配合时需精密控制,而无形状的平面片材需达到零件拉伸要求。可应用于立柱护板相关装饰条等部件的制作。

嵌件注塑

嵌件注塑在家电业较普及,在立柱护板生产中各紧固嵌件的制造均采用该工艺。它是将需嵌于注塑件的金属零件在注塑前置于模具内,注塑後熔融的塑料将其部分包覆成为零件,如立柱护板本体中嵌入螺栓的结构等。

油漆工艺

油漆工艺是在零件表面喷涂油漆,使油漆在与基材反应的同时自身交

联固化形成漆膜。油漆有单组份油漆和双组份油漆;基材有金属和塑料件之分,立柱护板制造多指塑料件,塑料件又分极性和非极性材料。极性材料多可直接喷涂,如ABS、PVC/ABS 等;非极性材料需预处理或喷底漆,火焰处理和等离子处理等预处理技术也日臻成熟。对立柱护板零件进行油漆主要是改善外观,根据主要不同由有装饰漆和软触漆之分。软触漆不仅改善外观,而且大大改善手感,成为近年中高档车追求的工艺。

焊接工艺

焊接工艺将两个相同或不同热塑性材料的零件,通过一定方式将其连接处熔融後重新交联形成一体的成形工艺。根据能量来源不同可分为超声波焊接、振动摩擦焊接、热风焊、热板焊等。

注塑件表面覆压面料工艺

将注塑好的塑料件进行表面涂上热熔胶,然后将面料包覆在涂好胶的塑料件表面,放进覆压模具中进行热化并切割周边多余面料,待热熔胶熔化均匀后退模取出制品,即得到表面覆压面料的塑料制件。

注塑件和面料一体低压注塑工艺

将面料提前预置于低压注塑模具内,通过注塑将塑料粒子和面料一体成型为一个制品,制品成型完整冷却后取出,即得到注塑件和面料一体低压注塑的制品。

装配工艺

装配工艺是立柱护板生产中常见的工艺,通过卡角、螺丝、粘结、焊接、铆接等方法将各种零件组合在一起形成产品。根据装配方式不同,

在生产管理上分为流水线装配和单工位装配。

随着生产技术的提高,各工艺门类日臻完善,科学技术的发展给

新工艺的产生创造无限机会,也将大大丰富立柱护板的制造工艺,以用来满足消费者多元化和高性价比的要求。

3.立柱护板的材料

我公司现有车型立柱护板的材料有:PP5 和PP6(A11、A15),

PP-T20 (B11), PP-T15 和PP-T20(S11)、PP+EPDM-T20(B14)

、PP/PE (T11) 、PP-T20(M11)等。一般车型上护板本体可以采

用PP-T20,下护板可以采用PP-T20+EPDM 的材料(增强韧性,方便与周边件的配合),亮条可以采用ABS 材料,隔音垫可以采用海绵材料,金属装饰板可以采用不锈钢材料,滑道挡板可以采用PVC 材料,包布护板会用到针织面料,等等。

4.立柱护板的性能

立柱护板的性能要求主要如下:

光照试验(5 个周期):耐光牢度要求:≥4 级,标准Q/SQR.04.095 气味性试验:气味等级:≤3.5(建议国内4 级),标准Q/SQR.04.103 C3

有机物含量:Ec ≤50μgc/g,标准Q/SQR.04.098

冷凝组分:G ≤2mg,标准Q/SQR.04.097

阻燃性:≤75mm/min,标准GB8410

高温性能:(110±2)℃/24h 无脆变,外形和表面不许发生损害性能的改变,标准Q/SQR.04.137

低温性能:(-40±2)℃/24h 无脆变,外形和表面不许发生损害性能的改变,标准Q/SQR.04.137

耐老化性:持久存放在(150±2)℃的循环空气中,样条无裂纹,PP6 ≥700,标准Q/SQR.04.137

耐溶剂性:在(23±2)℃温度下,时间30min,用不同的溶剂浸泡样条,样条无溶解、膨胀、无色变现象,无裂缝形成,标准Q/SQR.04.137 耐刮擦性:H≥6N,M≥4N,,标准Q/SQR.04.137。

同时执行所采用其他材料的试验项目和特殊功能件的功能性试验,如盐雾试验、B 柱上护板安全带调整滑道挡板的运动疲劳试验等。4.立柱护板的法规要求:

针对不同市场,立柱护板有着不同的法规要求:

中国:GB11552、GB8410、GB11562、GB15084

欧洲:ECE R21、2000-53-EC、2000-673-EC

美国:FMVSS201

5.立柱护板的设计:

5.1 立柱护板的设计开发流程

不同市场的立柱护板设计要求不一致,美国标准立柱护板的要求最多也最复杂,是立柱护板设计的发展方向。美国标准的立柱护板设计开发流程如下:

视野校核

FMH 碰撞点制作

设计出模方向

定义材料,理解车型定义,确定制造精度目标

FMH 立柱护板与BIW 间隙检查

校核视野和调整宽度

立柱护板与IP 的配合设计

出模方向与法规撞击方向的关系

加强筋设计

立柱护板与玻璃、密封条、顶棚、地毯等周边件的配合设计

立柱护板系统零部件之间的配合设计

分模线的设计

所有倒角设计、定义

紧固点设计

所有截面完成

A 面制作,法规校核

注塑工艺分析

数据制作

内饰件碰撞试验与A 面调整

数据下发,分析、修改

2D 图纸完成

5.2 立柱护板的设计开发介绍

5.2.1 视野校核

视野校核主要是针对 A 柱上护板和 C 柱上护板进行的,在拿到造型的基础CAS 数据后,首先进行 A 柱护板和 C 柱护板视野的校

核5.2.1.1A 柱护板与前方视野的校核

根据GB11562 针对前方视野的要求,左右 A 柱部分的驾驶员眼点盲区角度不得大于6 度,需要确保A 柱护板满足法规要求。

右侧驾驶员眼点盲区夹角线

左侧驾驶员眼点盲区夹角线

5.2.1.2C 柱上护板与后方视野的校核

C 柱上护板的视野校核主要是看内后视镜眼点的反射线是否会与C 柱上护板相交,需保证内后视镜眼点的反射线范围内不得被 C 柱上护板遮挡。后方视野的规定是GB15084 中的强检要求。

内后视镜眼点的反射线边界。

C 柱上护板

5.2.2FMH 碰撞点制作美标立柱护板必须满足FMH 的设计要求,

FMH是FMVSS201 中针对保护乘员头部的立柱护板系统要求,其全称是“FREE MOTION HEADFORM”。一般的立柱护板上共有9 个FMH 碰撞点,分别为:

1.A 柱护板3 个点:AP1、AP2、AP3;

2.B 柱护板4 个点:BP1、BP2、BP3、BP4

3.C 柱护板2 个点:RP1、RP2

FMVSS201 中关于FMH 的试验内容是这样描述的:当试验圆球(具体尺寸、材料在FMVSS201 中有规定)以24Km/h 向FMH 碰撞点发生碰撞时,伤害值HIC 不得大于1000。当碰撞点处于帘式气囊展开后的覆盖范围内的时候,立柱护板可以不按照FMH 的要求进行结构设计,但必须保证帘式气囊为整车标准配置才可。

一般FMH 碰撞点分布如下图:

5.2.2.1A 柱FMH 点的绘制

绘制步奏如下

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