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汽车 顶棚 设计 指南 内容
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奇瑞汽 车有 限公 司 顶棚设计开发指南 编制日 期: 编者 版次:00 页次:- 1 - 汽车有 限公司 车身部 设计指南 校对: 审核: 批准: 汽车工 程研究院 奇瑞汽 车有 限公 司 顶棚设计开发指南 编制日 期: 编者 版次:00 页次:- 2 - 1 、 简要说明 顶棚是在 车身顶 盖 钣金件下 面加装 的 内饰件, 其 作用除 提 高车内 装饰性外 ,还起 隔 音、吸音 、隔热 的 作用。 它主要分 为 粘结 式 、吊装式 和成型 顶 棚 等三种 。 1 、 粘结式 这 种 形 式 将 顶 棚 直 接 粘 结 在 顶 盖 上 , 一 般 由 面 料 和 泡 沫 覆 合 而 成, 面 层起装 饰作 用, 泡 沫层起 绝热 、 吸音 、 隔 音作用 。 面层 用机织 布 、 编 织 布等 织 物或 人 造 革 、PVC 膜 等 材 料 制 造; 泡 沫层 用 聚 氨酯 (PU ) 或交 联聚乙 烯 (XPE ) 泡沫 制造 ; 面层和 泡沫层 用 层压法或 火 焰法复合 在一起 。 其特点是 简单易 行 。 成本 最低, 但装 饰效果和 功能 均不如其 它两种 , 故只用于 简易车 或 货车上。 2 、 吊装式 为 了把 外表 面掉 挂起 来, 采用 棚杆 结构 。在 饰面 与顶 盖之 间设 有 隔热的衬 垫, 衬垫 一般是粘 在顶盖 内 侧的。 吊挂的 顶棚 是在饰面 上面 缝制的布 袋中穿 过 棚杆, 棚杆弯 曲成 与顶盖横 断面相 近 似的曲线 。 棚 杆多数为 圆形断 面 , 两端 的固定 方法 有各种各 样。 饰面 的周边用 粘结 奇瑞汽 车有 限公 司 顶棚设计开发指南 编制日 期: 编者 版次:00 页次:- 3 - 剂粘到车 身顶盖 的 侧梁上 , 然后 夹上 卡扣, 或者之 直接 装到风窗 密封 条或顶棚 的里面 , 或者采用 其它装 配 方法。饰 面可由 人 造革、帆 布、 织物等制 成。 其优点是 质量小 、 成本低 , 适于批 量 生产。 缺点是装 配 时衬垫系 粘在顶盖 上, 因而 使作业性 和作业 环 境变坏 ; 顶棚 与顶 盖之间的 间隙 较大, 占用了室 内 空间; 装饰效果 不 理想, 棚杆与棚 杆 初的饰面 避免 不了上凸 ,使整 个 内饰有一 段段凸 起 的感觉, 行车时 饰 面也会颤 动, 故这种结 构现也 少 用。 3 、 成型顶棚 成型顶棚 是预先 把 饰面与芯 材负荷 成 一个整体, 成为具 有 一定的 刚性和立 体形状 的 内饰件 。 近年来 , 为适应汽 车总高 的 降低、 车辆装 配工艺和 作业环 境 的改善 , 以及 按钮 类等机能 部件的 安 装等要求 , 采 用了大量 的成型 顶 棚。 其 优点是 : 能 够使顶棚 接近顶 盖 , 增大 室内空 间; 造 型上的自 由 度大; 在车辆上 安 装时一般 不使用 粘 结剂, 从而改 善了作业 环境 ; 成 型顶棚便 于遮阳 板 的收藏及 顶灯等 的 安装。 其缺点 需要大型 成套的 生 产设备, 使成本 提 高。 成型顶棚 一般是 一 体成型的 , 但 也有 分成两块 或多块 结 构的。 顶 棚能保持 预定的 形 状是由周 边的紧 固 装置及遮 阳板支 座、 顶灯座等 部 件 的 紧 固 来 共 同 完 成 的 , 也 有 一 些 汽 车 将 顶 棚 中 间 部 分 粘 结 在 顶 盖 奇瑞汽 车有 限公 司 顶棚设计开发指南 编制日 期: 编者 版次:00 页次:- 4 - 上。 目前我公 司的生 产 的车都是 成型顶 棚 :其中 A11 和 A15 用胶和 卡扣等固 定,S11 、B11 、T11 都是采 用 卡扣等固 定,基 材 有 PU 板、 PS 板等。 PU 板成型顶棚 详细 结构如下 : 1. 面饰层 2. 粘结 层 3. 玻纤层 4. 粘结层 5. PU 板 6. 粘结层 7. 玻 纤层 8. 粘 结层 9. 底 衬层 下图是 B14 整 个顶 棚系统的 构成图 : 主要包括 顶棚、 支 撑架、遮 阳板、 乘 客扶手、 前后顶 灯 等。 2 、 设计构想 奇瑞汽 车有 限公 司 顶棚设计开发指南 编制日 期: 编者 版次:00 页次:- 5 - 顶棚是车 内部的 一 个大型覆 盖件, 和 它配合的 件很多, 如立柱护 板、 遮 阳板 、 乘客 扶手、 前后顶 灯、 天窗等 , 因此 在设 计初期对 边界 的确认非 常重要 , 另外因顶 棚是一 个 外观件 , 其表 面的 颜色纹理 需与 整车内饰 的风格 相 匹配, 其开 发流程 一般如下: 造型-A 面设计-结 构设计- 模具开 发 -样件匹 配。 结构设计 周期一 般 为 1 -2 个月 ,树 脂模具的 设计制 作 周期一般 为 1 -1.5 个 月,金 属模具设 计制作 周 期一般为 3 -4 个月 。 在产品开 发初期 , 一般先做 树脂模 具 , 在尺 寸匹配确 认 后, 再 开金属 模具。 2.1 人机工 程分析 头部空间的校 核 : 以 95% 的人 体头 部包络线 进行评 价 , 通过测 量车 身 室 内 顶 棚 表 面 或 凸 起 平 面 的 标 准 切 点 到 头 部 位 置 包 络 线 的 切 线 间 的距离而 得到头 部 间隙 目标值/ 经验 值: 前座头部 间隙大于 50mm ,后座头部间 隙大于 30mm 。 2.2 间隙、台阶、公差分 析 1 )顶 棚和固 定卡扣 的配合 2 )顶 棚与 A 、B 、C 柱护板的 配合 3 )顶 棚与门 洞密封 条的配合 奇瑞汽 车有 限公 司 顶棚设计开发指南 编制日 期: 编者 版次:00 页次:- 6 - 4 )顶 棚与乘 客扶手 的配合 5 )顶 棚和前 后顶灯 的配合 6 )顶 棚和遮 阳板的 配合 7 )顶 棚和前 后风挡 玻璃配合 8 )顶 棚和天 窗的配 合 标值/ 经验值 : 1 )卡扣 要卡 紧顶棚和 钣金 ,0 间隙配合 ,卡 紧后 要保证卡 扣至 少留 有 3 个齿 卡住钣 金 ; 2 )A 、B 、C 柱护 板要压住 顶棚一 般 不小于 10mm ,护 板压顶棚 的干 涉量一般为 1mm , 顶棚和护 板的配 合 一般是在 顶棚上 做 出凹的台 阶, 同时护板 的边缘 也 要有平滑 的过度 , 不能有比 较陡的 倒 角; 3 ) 密 封条一 般要压 住顶棚边缘 5mm , 同时顶棚 边缘和 密 封条要保 留 至少 1mm 的间隙,防止干 涉,密 封 条的唇边 和顶棚 的 干涉量一 般为 2.5mm ; 4 ) 扶 手座要 压住顶 棚边缘至少 3 mm 。 5 ) 在 前 后 顶 灯 周 围 一 般 要 做 凹 的 台 阶 , 顶 灯 要 压 住 顶 棚 周 边 至 少 3mm ,一般 5mm ; 6 ) 遮阳 板的固定 座 要压住顶 棚边缘 至 少 3mm , 一般 5mm , 遮阳板的 底部和顶 棚一般 要 保留 10mm 左右的间隙; 奇瑞汽 车有 限公 司 顶棚设计开发指南 编制日 期: 编者 版次:00 页次:- 7 - 7 )和 风挡玻 璃间隙 一般在 3mm ; 8 )天 窗密封条 一般要压 住顶棚周 边 10mm , 开 口 尺寸根 据天窗 的要 求确定。 校核过程 及分析 说 明: ( 带图示 ) 1. 顶棚和 卡扣的 配合 ;2. 顶棚与 A 、B 、C 柱的配合 3. 顶棚与 密封条 的配 合 4 、顶 棚与乘 客扶手 的配合 台阶面 配合 一般 压 住 10mm 顶棚 通常干 涉 2.5mm 配合间隙目 标值 为 0 一般压 住 3mm 奇瑞汽 车有 限公 司 顶棚设计开发指南 编制日 期: 编者 版次:00 页次:- 8 - 5. 顶棚和 顶灯的 配合 6. 顶棚和 遮阳板 的 配合 7. 顶棚与 风挡玻 璃的 配合 顶灯 顶棚 一般压住 5mm 顶棚 玻璃黑 边宽 度 一般 3-5mm 一般压 住 3-5mm 奇瑞汽 车有 限公 司 顶棚设计开发指南 编制日 期: 编者 版次:00 页次:- 9 - 8. 顶棚与 天窗密 封条 的配合 2.3 制造工艺可行性(要 求供应商确认 ) 主要是确 认一些 圆 角及过渡 型面是 否 可以加工 出来 工 艺方 法: 模压成型 ;具 体的 优缺点( 模具 材料 的选择 ) , 主要 从成 本和产品 满足的 要 求进行分 析。 2.4 装配工艺可行性(要 求装配工艺人员确 认) 工艺方法 : 确 定顶 棚和周边 件的装 配 顺序, 分析对 装配 质量带来 的影 响,并提 出建议 校核过程 及分析 说 明: 一 般先固 定后 部的固定 卡扣 , 然 后是遮阳 板的 安装点, 顶灯或 中 部的卡扣 ,接着 是 门洞密封 条,然 后 是乘客扶 手, 最后是护 板。后 部 的固定点 为安装 基 准点。 2.5 紧固方式 包住 10mm 顶棚 天窗密 封条 顶 棚 和 天 窗 的 高 度 配 合 一 般为 16mm 奇瑞汽 车有 限公 司 顶棚设计开发指南 编制日 期: 编者 版次:00 页次:- 10 - 顶 棚后 部一 般用 3 个 塑料 卡扣 固定 、前 部用 遮阳 板的 固定 座进 行固 定,如果 后部有 顶 灯的可以 通过顶 灯 固定,如 果没有 可 以用 2 -3 个 塑料卡扣 固定, 周 围用乘客 扶手固 定 。 2.6 风险分析 在顶棚的 设计过 程 中除了上 述的要 点 外, 如 果整车 有 curtain airbag (双侧安 全气帘 ) 的配置 , 在设计 顶 棚时要特 别注意 , 主要有以 下几 点: 1. 顶棚和气 囊模块 的 距离不能 太大, 否 则 气囊爆破 时可能 会 偏向别 的方向, 降低了 气 囊的保护 效果; 2. 顶棚安装 点的布 置 要分布在 边缘 , 容 易产生撕 裂线 , 使 得气囊顺 利爆破出 来; 3. 气囊撕裂 线部分 的 顶棚厚度 比正常 位 置一般要 减薄 30% ; 4. 顶棚和护 板的配 合 不应太紧 密, 为了 保 证顶棚在 气囊爆 破 时能顺 利让开, 一般可 以 把顶棚的 边缘做 成 齿形,如 下图所 示 : 奇瑞汽 车有 限公 司 顶棚设计开发指南 编制日 期: 编者 版次:00 页次:- 11 - 5. 为 了防 止在气囊 爆破 时, 护板 摆动 ,顶 棚和 护板 一般 采用 下面 的配合方 式: 护板压住 顶棚最 大 不超过 8mm 2.7 主要性能要求 1. 耐热老 化性能 试验后表 面与供 货 状态相比 , 不 允许 出现任何 变化 , 如 装饰材料 部分脱层 、起泡 、 凸起、变 色、明 显 的卷边处 变平、 边 缘拱起等 。 2. 低温存 放性能 奇瑞汽 车有 限公 司 顶棚设计开发指南 编制日 期: 编者 版次:00 页次:- 12 - 试验后表 面与供 货 状态相比, 不允许 出现任何 变化, 如 装饰材料 部分脱层 、起泡 、 凸起、变 色、明 显 的卷边处 变平、 边 缘拱起等 。 3. 耐湿热 性能 试验后表 面与供 货 状态相比, 不允许 出现任何 变化, 如 装饰材料 部分脱层 、起泡 、 凸起、变 色、明 显 的卷边处 变平、 边 缘拱起等 。 4. 耐气候 交变性 能 试验后表 面与供 货 状态相比 , 不 允许 出现任何 变 化 , 如 装饰材料 部分脱层 、起泡 、 凸起、变 色、明 显 的卷边处 变平、 边 缘拱起等 。 5. 耐低温 冲击性 能 试验后每 一个试 样 都不允许 产生裂 纹 或破裂现 象。 6. 饰材与 基材间 粘结 性能 初始状态 :F ≥3N/5cm ; 按5.4 条 ,气候 交变试验 后:F ≥3N/5cm 。 7. 耐摩擦 色牢度 7.1 干态 :变色 ≥4 级,沾色 ≥4 级; 7.2 湿 态:变 色≥4 级,沾色 ≥4 级。 8. 耐水污染性能 试验 后应无 任 何污点出 现。 9. 抗微生 物性能 奇瑞汽 车有 限公 司 顶棚设计开发指南 编制日 期: 编者 版次:00 页次:- 13 - 试验 后无任 何 异味、发 霉等现 象 。 10. 燃烧特性 燃烧 速度≤75mm/min 。 11. 耐光色牢 度 试验后外 观不允 许 出现翘曲 、 轮 廓和 曲面歪斜 、 接 合面 分离等缺 陷,用放 大镜( 6 - 9 ) 倍或 类似的 仪 器看不见 与初始 状 态相比有 什 么变化。 低档车: 灰色标 度 ≥3 级 按GB250 标 准评价 。 中高档车 :灰色 标 度 ≥4 级 按GB250 标准 评价。 12. 气味性要 求 低档车: 要求评 分 ≤4.0 级; 中档车: 要求评 分 ≤3.5 级; 高档车: 要求评 分 ≤3.0 级。 13. 甲醛含量 要求 甲醛含 量 ≤10mg/Kg 14. 气雾冷凝 值 要求气雾 冷凝值 ≤2mg 15. 有机物散 发 要求有机 物散发≤50ugc/g 奇瑞汽 车有 限公 司 顶棚设计开发指南 编制日 期: 编者 版次:00 页次:- 14 - 16. 挠度 纵向 ≤14mm 横向≤15mm ( 天窗 顶棚、有 后顶灯 顶 棚除外) 17. 含水量变 化率 含水量变 化率 ≤6% 详细要求 见标准 Q/SQR.04.127-2005 。 3 、 顶棚的 结构及材料类 型 基材 PU 板基材、PS 板 基材、FS 板基材、 废纺毡基 材、麻 纤 维板基 材、瓦楞 纸板等 。 面饰材料 (1 ) 针 织面饰 : 经编、纬 编等, 以 经编为主 。 (2 ) PVC 面饰 (1 ) 无 纺布面 饰 :针刺无 纺布、 缝 编无纺布 、热轧 无 纺布等 附件 灯框、线 束、线 桥 、支承块 、线夹 、 子母扣、 去噪带 等 顶棚设计 、制造 与 质量保证 2 、加 工工艺 (1 ) 加工工 艺流程 奇瑞汽 车有 限公 司 顶棚设计开发指南 编制日 期: 编者 版次:00 页次:- 15 - 以 PU 板做为骨架 材料制作 的顶棚, 其 主要工艺 有干法 和 湿法两 种。 a 、干法工艺流 程 ? 复合 工序: 底层 无纺布 →放卷→撒 玻纤→ 撒胶粘粉(PE) →放 PU 板→撒玻纤 →撒 胶粘粉 (PE) →预热 →加热→ 复合→ 冷 却→ 收板→形 成复合 板 ? 模压工序 : 基材( 加热) } → 冷模压→顶棚 成型 面饰层 ? 切割安装 工序: 高 压水或 热 切割→ 压 铆灯固定 框→安 装 附件→ 整理→顶 棚总成 → 装箱→运 输 →顾客 仓库或工 位 b 、湿 法工艺 流程 无纺布→放卷 →撒玻纤 →喷液 体 胶→喷水 → 放 PU 板→撒 玻纤→喷 液体胶 → 喷水→基 材→ 热 模压→顶 壳→ 喷液 体胶 } →热模压→切 割 面饰层 →压铆灯固 定框→ 安装附件 →顶棚 总 成 4 、 失效模式 奇瑞汽 车有 限公 司 顶棚设计开发指南 编制日 期: 编者 版次:00 页次:- 16 - 4.1 性能 失效: 如表 面变色等 ; 4.2 尺寸 失效, 主要 是和周边 件的配 合 不好。
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