一种车辆门洞止口边的设计方法

摘要

本发明公开了一种车辆门洞止口边的设计方法，该方法基于CAD软件实现，包括如下步骤：在CAD中导入汽车造型数据及影响因子数据；在侧视图建立投影线草图并作出曲线模拟X‑Flansch的投影；根据装配要求调整投影为第一投影线；导入玻璃面偏移数据以及头部空间概念断面，制作第一概念表面；导入下车方便性的概念断面，根据X‑Flansch的工艺要求以及玻璃下止点，制作出第二概念表面；分别导入A、B、C柱的铰链概念断面、过脚空间概念断面，制作出第三概念表面，将第一、二、三概念表面连接成为基础表面；将第一投影线投影到基础表面上，根据X‑Flansch长度进行偏移并切除得到概念X‑Flansch。该X‑Flansch的设计方法能减少更改的迭代次数，提高工作效率，节约成本。

说明书

技术领域

本发明涉及车辆制造领域，特别涉及一种车辆门洞止口边的设计方法。

背景技术

车辆门洞止口边(简称X-Flansch，下同)，是指门洞密封条装配所在的侧围钣金的翻边，决定了进出特性，也是内饰和外饰的分界线。

车辆的进出特性与X-Flansch紧密相关，因此X-Flansch对车门的设计，以及整车的舒适性，都有重要的影响。

正向开发的车身设计中，X-Flansch的设计也是整车车门密封系统的第一步。有了X-Flansch，根据其来决定相关Schachtmass(密封条压缩量，密封条压缩量的值影响关门力)，从而确定车门和后盖的密封配合边。

目前X-Flansch技术在考虑工艺和装配的方面更多，通常是由外饰部门负责制作。而这样造成的缺点在于对于人机工程的要求考虑较少，也就是舒适性的考虑较少。在整个设计过程中，X-Flansch的结构经常需要翻来覆去的修改，浪费工时，严重影响新车型的开发。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种车辆门洞止口边的设计方法，该方法在概念设计阶段实施，在综合考虑多方面因素后，设计出适应于多款车型的X-Flansch，该方法能减少后续X-Flansch更改的迭代次数，提高工作效率，节约工作成本和时间成本；同时能够完整的考虑整个项目相关的内外饰工艺要求，人机工程要求各种法规要求等，所述技术方案如下：

一种车辆门洞止口边的设计方法，所述设计方法基于CAD软件实现，包括如下步骤：

在CAD中导入汽车造型数据及影响因子数据；

在侧视图建立投影线草图，并作出光滑的曲线模拟车辆门洞止口边的投影；

根据装配要求调整所述投影为第一投影线；

导入玻璃面偏移数据以及头部空间概念断面，制作近似的车辆门洞止口边上半部分的概念表面，作为第一概念表面；

导入下车方便性的概念断面，根据所述车辆门洞止口边的工艺要求以及玻璃下止点，制作出近似的门槛处车辆门洞止口边的概念断面，作为第二概念表面；

分别导入A、B、C柱的铰链概念断面、过脚空间概念断面，制作出近似的车辆门洞止口边下半部分的概念断面，作为第三概念表面，所述第三概念表面与所述第二概念表面连接；

导入门护板宽厚概念断面以及侧风窗玻璃透明区域的开口角度，以车门肩线作为过渡导线，将所述第一概念表面与所述第三概念表面连接成为基础表面；

根据所述第一投影线投影到所述基础表面上，根据车辆门洞止口边长度进行偏移并切除得到概念的车辆门洞止口边。

进一步地，所述在CAD中导入汽车造型数据及影响因子数据的步骤包括如下子步骤：

S11：将汽车造型的点云或者表面导入，作为工作输入的基准；

S12：将所述影响因子数据导入，所述影响因子数据包括整车平台、R点、假人位置、眼椭圆信息以及玻璃运动面数据，所述车辆门洞止口边与所述玻璃运动面平行；

S13：根据所述汽车造型数据及影响因子数据进行概念性的车辆门洞止口边的分析确定工作；

进一步地，所述在侧视图建立投影线草图，并作出光滑的曲线模拟车辆门洞止口边的投影的步骤包括如下子步骤：

S21：在侧视图建立草图，并根据汽车造型数据将各个硬点尺寸约束进去，确定过渡区域圆角；

S22：在所述草图中做出光滑的曲线模拟所述车辆门洞止口边的投影。

进一步地，所述根据装配要求调整所述投影为第一投影线的步骤包括如下子步骤：

S31：分析座椅总成的装配过程，调整所述步骤S22中车辆门洞止口边的投影位置，得第一投影线。

进一步地，所述导入玻璃面偏移数据以及头部空间概念断面，制作近似的车辆门洞止口边上半部分的概念表面，作为第一概念表面的步骤包括如下子步骤：

S41：根据车型经验值和工艺要求确定玻璃面与车辆门洞止口边的距离；

S42：根据所述玻璃运动面数据中玻璃面上止点，确定车辆门洞止口边的上半部分位置及大小；

S42：将头部空间的概念断面导入，分析车辆门洞止口边与头部包络面之间的空间是否能够满足内饰的安全要求以及工艺要求；

S43：结合汽车造型数据及影响因子数据，调整汽车造型数据输入，使车辆门洞止口边的上半部分达到平衡，制作出车辆门洞止口边上半部的概念表面，作为第一概念表面。

进一步地，所述导入下车方便性的概念断面，根据所述车辆门洞止口边的工艺要求以及玻璃面下止点，制作出近似的门槛处车辆门洞止口边的概念断面，作为第二概念表面的步骤包括如下子步骤：

S51：调整车辆门洞止口边的门槛部分与y平面平行；

S52：将下车方便性的概念断面导入，分析门槛与假人小腿的位置关系；

S53：分析确定门槛处车辆门洞止口边的离地高度；

S54：制作出近似的车辆门洞止口边概念表面，作为第二概念表面。

进一步地，所述分别导入A、B、C柱的铰链概念断面、过脚空间概念断面，制作出近似的车辆门洞止口边下半部分的概念断面，为第三概念表面的步骤包括如下子步骤：

S61：A柱、B柱、C柱的下半部分车辆门洞止口边接近y平面，根据造型要求微调；

S62：分别导入A柱、B柱、C柱的上下铰链概念断面、线束过孔位置、门锁钩的概念断面，制作出车辆门洞止口边下半部分的概念表面，作为第三概念表面。

进一步地，所述导入门护板宽厚概念断面以及侧风窗玻璃透明区域的开口角度，以车门肩线作为过渡导线，将所述第一概念表面与所述第三概念表面连接成为基础表面的步骤包括如下子步骤：

S71：根据所述汽车造型数据，确定所述车门肩线位置；

S72：导入门护板宽度概念断面，以及侧风窗玻璃透明区域的开口角度数据；

S73：以车门肩线位置作为车辆门洞止口边上半部分与下半部分过渡区域的导线，以光滑曲面将车辆门洞止口边上下部分连接在一起作为车辆门洞止口边的基础表面。

进一步地，所述根据所述第一投影线投影到所述基础表面上，根据车辆门洞止口边长度进行偏移并切除得到概念车辆门洞止口边的步骤包括如下子步骤：

S81：将所述S31中的第一投影线进一步优化；

S82：将所述第一投影线投影到S73中车辆门洞止口边的基础表面得到第一曲线；

S83：根据工艺要求确定车辆门洞止口边的边长，将投影线在基础表面上偏移得到第二曲线；

S84：根据所述第一曲线及第二曲线将所述基础表面径向切除得到概念的车辆门洞止口边。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明保护一种车辆门洞止口边的设计方法，该方法将与之相关的截面，尺寸以及要求整合到一起，在概念分析阶段即制作多版针对于不同造型特征的X-Flansch。在概念分析阶段可以根据此方法确定的X-Flansch开展人机工程方面的校核，车门与侧围结构的细化与方案确认，进行相应的工艺分析。

本方法主要根据概念阶段所确定的硬点尺寸如人机工程所要求的头部空间，上下车高度，和造型的点云输入，同时结合已有的结构和工艺知识，来分析制作X-Flansch。本方法在X-Flansch的制作过程中，综合考虑了车辆安全性要求，零部件总成的功能要求，人机工程的尺寸要求，国家及地方的法规要求，整车的工艺，装配等影响，车门等需要开闭的运动影响，对下一步的内饰和外饰开发工作具有指导意义。

本方法保证了后续的内外饰开发工作是在同一标准和基准下完成，对后期的结构开发的工作具有重要的指导意义，同时，提高了工作效率和节约了团队工作的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是步骤一中导入汽车造型数据及影响因子数据所得的X-Flansch相关的CAD界面图；

图2是步骤二中获得的获得的侧视图中X-Flansch的投影；

图3是步骤三中针对座椅总成的装配过程来调整X-Flansch的过程；

图4是步骤四中根据头部包络面分析前车门X-Flansch第一概念表面的过程；

图5是步骤五中获得第二概念表面的过程；

图6是步骤六中获得第三概念表面的过程；

图7是步骤七中分别获得第一、二、三概念表面的总的过程示意图；

图8是步骤八中获得基础表面及第一曲线的示意图。

图9是步骤8中获得X-Flansch的过程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“X轴”“Y轴”“Z轴”“X平面”“Y平面”“Z平面”“垂直”“平行”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

关于实施例中涉及的一些术语、参照系及尺寸，我们作如下解释：

(1)M1类车辆：至少有4个车轮，或有3个车轮，且厂定最大总质量超过1t，除驾驶员座位外，乘客座位不超过8个的载客车辆。

(2)门洞止口边：门洞密封条装配所在的侧围钣金的翻边，决定了进出特性，也是内饰和外饰的分界线，门洞止口边也叫X-Flansch，为了简化，以下采用X-Flansch代替。

(3)尺寸代号:按照SAE J1100-2009。

(4)三维基准坐标系：按GB11562-2014规定。

(5)R点：是在汽车总布置设计之初，先根据总布置要求确顶一个座椅调至最后、最下位置时，模拟人体躯干和大腿铰接中心位置，即“跨点”。

(6)眼点：模拟乘坐人的眼睛所在的位置点。

(7)眼椭圆信息：描述不同身材驾驶员眼睛在空间上相对车辆内部参考点未知的一种统计表示法。

(8)硬点尺寸：在布置设计图上出现的各总成的主要控制点、主要中心线，也包括重要的外廓线和由这些轮廓线构成的控制面以及运动极限位置等。

(9)头部包络面：乘坐人乘坐时其头部在车内任意时刻所可能处于的位置集合。

下面参考附图来详细描述根据本发明的X-Flansch的设计方法。

实施例一：在概念设计阶段，X-Flansch的设计开发是总布置前期所做的一项极为重要的工作，其进一步影响车门分缝线、门外观以及后续的内外饰开发工作。X-Flansch本身受到乘员舱的人机特性、工艺要求以及装配要求的多方限制，如何合理地掌控好这些制约，做到确保加工、装配工艺的前提下进一步实现乘坐舒适性，即是通过以下实施例进行设计实现的。

本实施例提供一种车辆的X-Flansch的设计方法，且为M1类车辆通用的X-Flansch的设计方法，该设计方法基于CAD软件实现，每个车本的设计思想类似，为了避免赘述，以下描述中所涉及的内容均以前车门为例。该X-Flansch的设计方法包括如下步骤：

步骤一：如图1所示，在CAD中导入汽车造型数据及影响因子数据的步骤包括如下子步骤：

S11：将汽车造型的点云或者表面导入，作为工作输入的基准；

S12：将所述影响因子数据导入，所述影响因子数据包括整车平台、R点、假人位置、眼椭圆信息以及玻璃运动面数据，所述车辆门洞止口边与所述玻璃运动面平行；

S13：根据所述汽车造型数据及影响因子数据进行概念性的车辆门洞止口边的分析确定工作。

在导入汽车造型数据时，我们通常是制造与真车结构大小比例为1:1的油泥车模型，作为我们数据导入的基准。

X-Flansch设计过程中，受到玻璃面的限制，玻璃面的弧度以及运动面数据，制约着X-Flansch的弧度，并进一步制约着门的厚度，因此玻璃运动面数据是我们需要考虑的重要影响因子之一。

步骤二：如图2所示，在侧视图建立投影线草图，并作出光滑的曲线模拟车辆门洞止口边的投影的步骤包括如下子步骤：

S21：在侧视图建立草图，并根据汽车造型数据将各个硬点尺寸约束进去，确定过渡区域圆角；

S22：在所述草图中做出光滑的曲线模拟所述车辆门洞止口边的投影。

图2中，X-Flansch为不规则结构，包括R₁-R₈多处过渡区域圆角，在优化过程中，为了获得更好的出入方便性，R₁、R₅一般来说要设计地比较小。受到座椅及玻璃升降的影响，并且结合制造工艺，R₂、R₆一般要设计得比较大。考虑到密封条的制造工艺以及装配时避免密封条起皱，R₃、R₇不适合很小。考虑到这些因素，我们可以进一步调整这些过渡区域圆角以调整投影形状。

步骤三：如图2-3所示，根据装配要求调整所述投影为第一投影线10的步骤包括如下子步骤：

S31：分析座椅总成1的装配过程，调整所述步骤S22中车辆门洞止口边的投影位置，得第一投影线10。

由于在装配过程中，如图3所示，座椅总成1安装时，都是经过X-Flansch进入车内，因此X-Flansch的大小与形状，必须以座椅总成1经过X-Flansch时的状态结构进行调整，以不干涉座椅总成1进出为宜。

步骤四：如图4所示，导入玻璃面偏移数据以及头部空间概念断面，制作近似的车辆门洞止口边上半部分的概念表面，作为第一概念表面的步骤包括如下子步骤：

S41：根据车型经验值和工艺要求确定玻璃面与车辆门洞止口边的距离；

S42：根据所述玻璃运动面数据中玻璃面上止点，确定车辆门洞止口边的上半部分位置及大小；

S42：将头部空间的概念断面导入，分析车辆门洞止口边与头部包络面2之间的空间是否能够满足内饰的安全要求以及工艺要求；

S43：结合汽车造型数据及影响因子数据，调整汽车造型数据输入，使车辆门洞止口边的上半部分达到平衡，制作出车辆门洞止口边上半部的概念表面，作为第一概念表面3。

步骤五：如图5所示，导入下车方便性的概念断面，根据所述车辆门洞止口边的工艺要求以及玻璃面下止点，制作出近似的门槛处车辆门洞止口边的概念断面，作为第二概念表面4的步骤包括如下子步骤：

S51：调整车辆门洞止口边的门槛部分与y平面平行；

S52：将下车方便性的概念断面导入，分析门槛与假人小腿的位置关系；

S53：分析确定门槛处车辆门洞止口边的离地高度；

S54：制作出近似的车辆门洞止口边概念表面，作为第二概念表面4。

步骤六：如图6-8所示，分别导入A、B、C柱的铰链概念断面、过脚空间概念断面，制作出近似的车辆门洞止口边下半部分的概念断面，为第三概念表面8的步骤包括如下子步骤：

S61：A柱、B柱、C柱的下半部分车辆门洞止口边接近y平面，根据造型要求微调；

S62：分别导入A柱、B柱、C柱的上下铰链概念断面(5、6、7)、线束过孔位置、门锁钩的概念断面，制作出车辆门洞止口边下半部分的概念表面，作为第三概念表面8，第二概念表面4与第三概念表面8为相互连接的。

步骤七：如图7所示，导入门护板宽厚概念断面以及侧风窗玻璃透明区域的开口角度，以车门肩线作为过渡导线，将所述第一概念表面3与所述第三概念表面8连接成为基础表面9的步骤包括如下子步骤：

S71：根据所述汽车造型数据，确定所述车门肩线位置；

S72：导入门护板宽度概念断面，以及侧风窗玻璃透明区域的开口角度数据；

S73：以车门肩线位置作为车辆门洞止口边上半部分与下半部分过渡区域的导线，以光滑曲面将车辆门洞止口边上下部分连接在一起作为车辆门洞止口边的基础表面9。

步骤八：如图8-9所示，根据第一投影线10投影到基础表面9上，根据车辆门洞止口边长度进行偏移并切除得到概念的车辆门洞止口边的步骤包括如下子步骤：

S81：将S31中的第一投影线10进一步优化；

S82：将第一投影线10投影到S73中车辆门洞止口边的基础表面9得到第一曲线11；

S83：根据工艺要求确定车辆门洞止口边的边长，将投影线在基础表面上偏移得到第二曲线12；

S84：根据第一曲线11及第二曲线12将基础表面9径向切除得到概念的车辆门洞止口边。

需要说明的是，以上步骤中，步骤四至步骤六的先后顺序可以打乱，只需分别获得第一概念表面、第二概念表面与第三概念表面，最终整合成基础表面即可，为了避免赘述，针对该部分不同的步骤顺序，在实施例中不再一一例举，但所有不同步骤顺序所获得的实施方式，均在本发明的保护范围之内。

总结而言，在X-Flansch的设计过程中，要通过分析门周边的多个关键位置断面，结合车门密封要求来进行位置定义，具体包括：侧围A柱的上下铰链；侧围A柱风窗玻璃位置；驾驶员头部位置；侧围B柱窗台线以上位置；B柱窗台线以下的前门锁、后门上下铰链和线束通过孔位置；前后门槛位置；侧围C柱窗台线以上位置；侧围C柱窗台线以下的后门锁、玻璃下止点位置等。

本发明保护的一种车辆门洞止口边的设计方法，该方法将与之相关的截面，尺寸以及要求整合到一起，在概念分析阶段即制作多版针对于不同造型特征的X-Flansch。在概念分析阶段可以根据此方法确定的X-Flansch开展人机工程方面的校核，车门与侧围结构的细化与方案确认，进行相应的工艺分析。

也就是说，本方法主要根据概念阶段所确定的硬点尺寸如人机工程所要求的头部空间，上下车高度，和造型的点云输入，同时结合已有的结构和工艺知识，来分析制作X-Flansch。本方法在X-Flansch的制作过程中，综合考虑了车辆安全性要求，零部件总成的功能要求，人机工程的尺寸要求，国家及地方的法规要求，整车的工艺，装配等影响，车门等需要开闭的运动影响，对下一步的内饰和外饰开发工作具有指导意义。

通过这些的前期定义，会对造型与玻璃面形成初步的约束限制。例如，在头部空间上，W27-1要求大于40mm，而顶棚的本体厚度一般在11mm(翻边处会减薄)，有头部气囊，把手，眼睛盒等的限制，会把借用车型断面的X-Flansch约束出一个与头部包络体的距离。然后去校核与之对应的头部包络体和顶棚，头部气囊，把手等布置安装的可行性。这就是概念开发与造型交互的工作过程。

经过这样一个初期阶段概念的车辆门洞止口边的设计工作，门洞、门这个区域的定义基本成熟，外表面、缝线、密封面、截面定义和初步结构都经过了必要的法规、人机和运动/设计校核，可以在此基础上开展详细的结构设计、机构附件设计等等，这时的门洞缝线、密封面基本完整和成熟，侧围也相应可以开展详细的设计工作了。转而交由专业部门进行相关的结构设计，当然，本发明仅实现了概念设计阶段获得概念性的X-Flansch，X-Flansch的最终确认，是由表面工程师在此基础上，进一步优化光顺后的结果。

因此，本方法保证了后续的内外饰开发工作是在同一标准和基准下完成，对后期的结构开发的工作具有重要的指导意义，同时，提高了工作效率和节约了团队工作的成本。

需要说明的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。