浅谈塑料顶盖外装饰板总成的设计

黄思娟　郝加杰　危学兵　刘军舰　黎培元

摘 要：本文阐述了塑料顶盖外装饰板的功能，设计时满足相应国家的法定要求。阐明了塑料顶盖外装饰板总成设计过程中应遵循的原则与要求，并详细的论述了塑料顶盖外装饰板与周边零件的匹配要求。

关键词：塑料顶盖外装饰板总成;设计要求;原则

1 引言

塑料顶盖外装饰板总成是汽车车顶的覆盖件，主要作为装饰的效果。提供丰富的颜色外观;同时在汽车轻量化的大趋势下，还可以起到减重的作用，从而降低汽车的油耗或电能[1]。

在设计顶盖外装饰板时，需要全面考虑其造型，结构，刚度、强度、工艺、以及周边零件的匹配要求。要求考虑到美观的同时，还要考虑到驾驶员的前方视野是否受到限制[2]。

本文论述了顶盖外装饰板的设计流程（初步方案确定，造型A面检查，前期设计方案和对应的典型断面，前期数模的搭建，设计的方案确定，优化设计，发布终版数模）所用到的塑料顶盖外装饰板总成的设计规范，对应要求以及设计准则。

塑料顶盖外装饰板总成见图1：

2 法规要求

中国对汽车外装饰板均有相应的法规要求。相关的法规要求详细描述请参考以下表1的具体的法规描述。

2.1 中国法规

3 性能要求与整车配置

性能要求和整车配置的内容收集包括NVH（风阻）要求，LESSON LEARN（问题报告）清单，PDS（交车前检验），最佳实践等内容。

4 材料选择注意事项[3，4，5，6]

顶盖外装饰板所选材料一般为ABS、改性PP，如PP-20，PP-T30等，综合成本及性能考虑，最终选用PP-T30。

5 卡扣选择注意事项[7]

依据卡扣所使用的插拔力的大小，位置，板厚，功能来从公司对应的紧固件库中选择合适的紧固件。顶盖外装饰板的安装应当相当牢固，顶盖装饰板的前端受到的风阻极大，采用金属螺钉安装，避免风阻大造成顶盖装饰板外翻。顶盖外装饰板尺寸极大，为保证安装强度，中间采用金属螺钉安装，其他位置的固定点采用普通塑料卡扣。

塑料顶盖外装饰板紧固件选择按表2要求。

6 定位要求

在頂盖外装饰板的前端中部，产品中间位置，设计金属螺钉，对手件开个腰形孔，前后间隙2mm，左右间隙1mm用于限制左右的方向，保证顶盖装饰板与侧围外板的配合要求。顶盖装饰板的后端设计一个十字筋条，作为副定位，对手件上开椭圆孔，左右间隙0.1mm，前后间隙1.5mm，用以限制左右方向，保证顶盖装饰板与侧围外板的配合要求。顶盖装饰板的前端两侧通过2个金属螺钉，对手件开腰形孔，前后间隙1.0mm，左右间隙3mm，用于控制前后方向，保证顶盖装饰板与前挡风玻璃和高位制动灯的配合要求。通过塑料卡扣与钣金面相抵来控制U/D（上/下）方向。

（1）定位面：至少要求3个安装面（或配合面）作为U/D（上/下）定位，该装饰盖通过塑料卡扣面来控制上下方向，见图2。

（2）C/C方向定位：装饰板前端，中间通过3个金属螺钉，并且装饰板后端通过起一个十字筋作为C/C定位，见图2。

（3）F/A方向定位：以零件前端的金属螺钉作为F/A方向的定位，钣金顶盖开腰形孔。见图2。

7 卡扣布置规则

（1）卡扣布置间距原则为（150-250）mm。

（2）前端卡扣中心距离装饰板主体的边缘≤60mm，以保证顶盖装饰板前端与前挡风玻璃配合不产生缝隙。见图3。

8 加强筋布置要求[8]

在进行顶盖装饰板的结构设计时，考虑到在装饰板主体上起加强筋会影响到表面质量，所以加强筋都起在前后支架上，避免产品表面产生缩印。而起在支架上，能够足够保证支架的强度。在满足强度的前提下，支架上尽量减少加强筋，以减少模具加工周期，降低模具成本。

9 与周边关联零件配合要求

9.1 接口控制文件

关联零件接口控制按表3：

9.2 关联零件的匹配原则

与周边关联零件的匹配原则按表4：

9.3 关联零件匹配截面要求

（1）截面位置

典型截面截取位置见图4

（2） A-A截面要求

塑料顶盖外装饰板总成与前挡风玻璃的配合截面按图5，主要尺寸推荐值按表5：

（3） B-B截面要求

顶盖外装饰板与侧围外板的匹配要求按图6，主要尺寸推荐值见表6：

（4） C-C截面要求

塑料顶盖外装饰板总成与高位制动灯的配合截面按图7，主要尺寸推荐值按表7：

（5）D-D截面要求

塑料顶盖外装饰板总成与后侧围三角板的配合截面按图8，主要尺寸推荐值按表8：

（6）E-E截面要求

塑料顶盖外装饰板总成与尾灯的配合截面按图9，主要尺寸推荐值按表9：

（7）F-F截面要求

塑料顶盖外装饰板总成与钣金顶盖的配合截面按图10，主要尺寸推荐值按表10：

10 结论及建议

顶盖外装饰板总成设计在截面，材料选择，结构等各方面充分考虑以上原则和要求，并且对标市场上同等级的车型，极大的提高了零件的可靠性，减少后期零件的设计变更和修模[9，10，11]，缩短零件的开发周期，为产品的快速迭代和降低零件成本提供有力保障。实现了产品的快速设计和优品质设计。

参考文献：

[1]曹渡.汽车内外饰设计与实战[M].北京：机械工业出版社，2011.

[2]丁玉兰.人机工程学[M].第3版.北京：北京理工大学出版社，2005.

[3]周达飞，吴张永，王婷兰.汽车用塑料-塑料在汽车中的应用[M].北京：化学工业出版社，2003.2.

[4]李尹熙.汽车用非金属材料[M].北京：北京理工大学出版社，1999. 16-49.

[5]曾正明.机械工程材料手册（第6版）[M].北京：机械工业出版社，2005.3.

[6]丁浩.塑料工业实用手册（下册）[M].北京：化学工业出版社，塑料科学与工程出版中心，2000. 865-866.

[7]牟致忠.可靠性设计[M].北京：机械工业出版社，1993.

[8]杨建光，解佐龙.汽车内外饰相关问题分析[J].工程技术：文摘版，2016（10）：274-274.

[9]刘昌.塑料模具设计[M].北京：机械工业出版社，1998.

[10]曹宏深，赵仲治.塑料成型工艺与模具设计[M].北京：机械工业出版社，1993.

[11]刘昌祺.塑料模具设计[M].北京：机械工业出版社，2002.147-148.