汽车车身外饰零部件设计指导书

汽车车身外饰设计作业指导书外饰件设计流程
发现问
题
外饰件，是指车身外部可见的装于车身本体的功能件，这些件除满足本身功能外，还要求它们起装饰作用，而这些件对车身外形影响又比较大，如前、后保险杠，散热器面罩，防檫条，标记类，阻风板，扰流板，导流板等。

1.1前、后保险杠
一般前后保险杠的结构大体雷同。

保险杠的功能如下：
①保护功能，在汽车发生纵向碰撞时，保险杠应能吸收部分能量，以保护车身。

各国都有严格的法规，一般要求可吸收相当于8km/h速度下的冲击能量。

冲击后，对车身及车身功能件的保护和保险杠的永久变形量也都做了严格的规定。

有的法规放宽到4km/h，并取消了对保险杠变形量的规定。

一般视法规要求并根据造型、成本、品质等因素确定保险杠的形式和结构。

②装置功能，在保险杠上，有的装置着灯具、牌照架及牌照等件，要给予足够的空间和装置条件。

③美化功能
④提高空气动力特性，保险杠正面迎风面积较大，对空气动力特性影响也大。

前保险杠形状的最佳化设计对减少正面迎风阻力系数和升力系数效果明显。

侧视图方向上，矩形断面保险杠的阻力最大，凸形断面的保险杠阻力较小。

俯视图形状上，应消除棱角与修饰端头形状，这样可以减少气流剥离和涡流的产生。

另外，保险杠的前端向前延伸可以减少阻力和升力。

在前保险杠下部设置阻风板或做出阻风板一类的形状，也对改善空气动力特性有作用。

1.1.1吸能型保险杠
这类保险杠能满足8km/h速度冲撞的法规要求，他们的共同特点是都有能量吸收体。

一般由面罩、能量吸收体、骨架及连接件组成。

1）筒式结构能量吸收式
图8-7-1为采用筒状能量吸收装置的保险杠系统，在这种能量吸收装置基础上又开
用机械油等液体和在高压下像硅酮橡胶那样的显示
液体性质的材料，通过偏移时产生粘性阻力吸收冲击
能，比其他形式的保险杠吸能率高。

其特点是保险杠
突出车身外的量小、耐温性好。

保险杠材料多用聚氨
酯（PU）和聚丙烯（PP）等树脂。

2）发泡树脂能量吸收式图8-7-2
这种形式比上述形式结构简单、质量小、成本低，并具有可吸收上下、左右偏置输
入力的能力。

能量吸收发泡树脂采用聚氨酯(PU)和聚丙烯(PP)等发泡树脂，在受冲击时
可吸收大的变形及变形过程中的能量。

保险杠外边在受冲击变形后要恢复原状，所以应
采用聚氨酯(PU)和聚乙烯(PE)发泡树脂等复原性好的材料（图8-7-3）。

3）蜂窝状结构树脂能量吸收式
结构与前一种相同，但采用的不是发泡树脂，而是成型蜂窝状聚氨酯(PU)等树脂结
构体（图8-7-4）。

由于是靠蜂窝部分的压缩来吸收能量，所以比发泡树脂吸能效率高，
但在设计时应注意它有模具费用高和模具修整困难等缺点。

有的蜂窝状吸能体不是聚氨酯(PU)，而是改性聚丙烯（改性PP）,其功能和常用材料列于表1中。

（1）面罩(保
险杠本体)与
横梁（蜂窝状
吸能器）的连
接如图8-7-5
所示，A剖面
为保险杠上端面罩与横梁搭接配合方式；沿接触处，其间均匀布置B剖面所示的卡接结构；面罩与横梁的下端同样布置C剖面所示的卡接或螺钉连接结构；中部主体连接如D 剖面所示，有焊接，螺钉连接型式，但在某一具体的结构设计中，应注意方案的整体一致性及布置的合理性。

表1保险杠功用及常用材料
零件名称功能及说明常用材料
保险杠支架连接保险杠总成与车体纵梁08AL t2.0
保险杠骨架安全防护主要承力件，一般灯口区域和端部设
计有加强结构08AL t1.2-2.0 SMC t3.0
保险杠面罩装饰、造型效果，空气动力性改性PP t3.6
保险杠侧导向架保险杠后部两侧可靠定位连接，保证与翼子板
间隙，防止保险杠后侧面变形
改性PP t2.0
保险杠横梁缓冲吸能，连接面罩与骨架改性PP t2.0
进风口格栅通风，装饰、造型效果改性PP t2.0
装饰条也叫防擦条、设计成独立装配件，擦碰伤后可
单独替换
PP t3.6
扰流板结构变化对空气动力性影响较大，一般设计独
立安装结构
改性PP t3.6
号牌架号牌板安装用改性PP t2.0
（2）横梁与骨架的连接
如图8-7-6所示，横梁与骨架的连接一般是在面罩与横梁形成总成后再与骨架相连，在横梁的上部或中部均匀合理地设计有G剖面所示地卡接结构，与骨架上的翻边卡接。

下部设计如F剖面所示型式的卡子，做辅助连接，为方便、准确实现卡接，需加定位销，F剖面的定位销孔结构应保证顺利装配。

（3）保险杠与本
体连接
如图8-7-7
所示，保险杠与本
体地连接，是指保
险杠面罩、横梁、
骨架形成总成后，
通过支架实现与
车体纵梁的连接，
如M剖面所示。

保
险杠与周围相
些辅助定位
点，如侧面J
剖面所示与翼
子板地卡接、
后上端I剖面
所示与翼子板
地连接、H剖面
所示上端与侧
导向架的搭接
等，这些辅助
定位点都是为了保证保险杠地侧面连接，保证保险杠与翼子板之间地间隙。

此外还有后
部K剖面所示与轮罩护罩地连接。

（4）保险杠与其它部件地连接
如图8-7-6、图8-7-7所示，N剖面为扰流板与面罩地连接结构、沿接触处一周搭接为卡子型式；O剖面为独立式装饰条与面罩地连接，为卡接结构；P剖面为号牌板与面罩通过支架地连接方式；Q剖面为进风口格栅结构，有整体和独立两种形式；L剖面为灯具与保险杠结构件的连接配合关系。

（5）保险杠结构设计中应注意地问题
a．结构的合理性
保险杠系统内、外部制约条件较多，结构复杂，设计上应特别注意结构的合理性，除应保证各部位连接、定位的可靠性外，还应特别注意拆装地方便性，做到间隙合理，无干涉现象。

如图8-7-8所示，保险杠装配方向为X，如箭头所示，为保证卡接到位、可靠、筋在装配方向上与骨架配合应留有1∽2mm间隙，而在Z方向上筋与面罩配合面应可靠贴合，起对面罩的支撑作用，以防止其变形。

b．结构工艺性
保险杠面罩与横梁都是大型薄壁注塑件，面罩同时又是外覆盖件，要求所用材料有较好地流动性，同时具备较高地制件精度和耐紫外线稳定性，一般采用改性聚丙烯（PP+EPDM）材料。

原则上不可在保险杠高可见区表面上加加强筋，以防注塑表面缩痕，影响A面质量。

一般可加内加强板，通过塑焊或螺接的方式与保险杠本体联接来加强。

在塑件结构设计中，为避免转角处应力集中，应采用圆弧过渡，这对于模具制造、使用寿命是很有利的。

一般塑件各连接处应有0.5-1mm的园角，而拐角处，可采用如图8-7-9所示的园角半径，以减少应力，并能保证壁厚一致。

孔一般应设计成通孔，避免ф5以下盲孔。

盲孔底
部应设计成半球面或圆锥面，以利物料流动，孔径和深
度比一般为1:2—1:3。

1.1.2低能量吸收型保险杠
在4km/h左右的低车速碰撞时，具有保护车身的性能，是比较廉价的保险杠。

它不是依靠特殊能量吸收体，而是保险杠外皮本身或加强板的变形来吸收瞬间冲击能量。

要求保险杠外皮的树脂材料有高刚性和耐冲击性，多以使用聚丙烯（PP）为主。

图8-7-10是内侧装有钢制加强板的保险钢。

图8-7-11是为充分发挥树脂特性，在保险杠外皮里面加有整体成型的加强筋，而不用加强板的结构。

为了减少质量，某些保险杠的加强板用铝或玻璃纤维增加树脂制件，甚至不带加强
板的保险杠也用玻璃纤维增强树脂制件。

1.1.3钢制保险杠
目前，以外表使用塑料的保险杠为主流，但钢保险杠还在继续使用，这是因为一部分高级车要求使用镀铬带光泽的保险杠，越野车要求使用刚性和强度高的保险杠，而商用车要求价格便宜的原因。

图8-7-12为一典型结构，大多用装饰螺栓将分割的各段钢保险杠连接在一起，保险杠侧面一般都用整体成型及带状或块状树脂面罩覆盖。

1.1.4前保险杠设计建模具体步骤
为更好优质的完成前保险杠的设计任务，减少后期的返
工修改工作，必须在设计开始前做好以下几项检查工作：
a.对车身外表面的检查，包括光顺检查，制造工艺检查，
增厚检查，相关法规检查：
光顺检查：利用反射分析（斑马纹检查）和截面分析（曲率梳分析）来检查单张面的光顺程度，以及面与面间拼接的光顺程度（相切连续或曲率连续）；利用偏差分析来检查面与面间拼接的精度，拼接精度不高，对后期的增厚设计带来问题。

制造工艺检查：保险杠为外观件对表面质量有很高的要求，表面不允许有瑕疵。

对目前大多采用注塑工艺成型的保险杠来说，在造型光顺的同时就要考虑到保险杠外面应在脱模方向上完全没有“负面”，保证在模具设计上，模具分型线不会分到保险杠表面上，从而保证保险杠外面的表面质量。

增厚检查：增厚检查实际上也是对车身外表面的质量的检查。

在软件中先将要增厚的面缝合（sew），然后进行增厚分析，若不能增厚，软件会将不能增厚的原因诊断出来，然后显示告诉你问题所在的位置。

大部分不能增厚的原因都是因为面与面间拼接的精度不够。

增厚问题解决了，那以后的具体结构设计将非常顺利。

当然有些保险杠造型复杂，面特征较多，在光顺检查和偏差检查都通过的情况下也不能增厚，在这种情况下，就比较麻烦一些，不能采用简单的增厚命令来达到目的，只能利用软件缝合成实体的功能来
达到增厚的目的。

保险杠厚度范围为：2-5.5mm。

相关法规的检查：这方面应在总布置的配合下，完成对保险杠相关法规的检查校合，如接近角和离去角的规定，对雾灯高度的规定等，不要出现有违法规的设计。

在设计前期还要对前保险杠的周边条件有所掌握。

周边条件主要是指前保险杠周边的零件及其设计进度，以及与这些周边零件的设计间隙。

前保险杠周边零件：翼子板，发动机舱盖，前大灯，雾灯，探测雷达，挡泥板等。

了解各周边零件的设计进度，设计完了的调入作为前保险杠设计的边界条件及硬点，未设计完成的与对方设计人员进行沟通，彼此了解设计思路，以便可以同步设计，最后配合不会出现大的问题。

设计过程中也要不断更新周边零件的数模，保证设计过程中所用的数模都是最新的。

与周边零件的设计间隙：
与翼子板的间隙轿车1-3mm
与前大灯的间隙：2.5-4mm
与发动机舱盖间隙：8-15mm
与雾灯的间隙：2-3mm
以上述间隙数据为依据，检查外表面上的分缝线的合理性。

下面进行详细设计步骤的介绍：
步骤1：反复拆装参考样车，吃透样车安装结构，能参照样车设计的尽量参照。

掌握在关键位置的尺寸位置关系，避免以后参考设计时出现“形象而神不象”的现象，从而不给以后的实际装车留下隐患。

进行主断面的设计，请专家参与讨论，确定保险杠的安装结构，及与周边各件的关系。

步骤2：收集各个周边零件的最新设计数模，分别放到不同的层中，并将各个层用零
件名称来命名，以便设计过程中快速的调用。

步骤3根据外形造型特征，确定前保险杠的主脱模方向，一般情况下都为X方向。

有些保险杠要求双色喷涂，双色喷涂的分界线处就会有一条沟槽，这样的保险杠的脱模方向要根据沟槽方向而定。

步骤4：确定保险杠的厚度，把外表面增厚成实体。

步骤5：根据校核过的外表面上的分缝线进行周圈翻边的设计，综合考虑与周边零件的配合关系的情况下，给翻边加适当的脱模斜度，两侧与挡泥板配合的翻边不宜太高，满足与挡泥板的安装空间就可以，尽量减少模具两侧的滑块行程。

步骤5：进风格栅的设计，根据造型要求，可以是整体式的，也可以单独设计成一个件，然后用卡接的方式连接到保险杠本体上，注意卡接时，装配方向为X方向，周圈装配间隙为0.5-1mm。

步骤6：探测雷达的安装结构设计。

探测雷达轴线可按保险杠外面法向布置，通过一弹性簧片卡在保险杠的内面来固定。

步骤7：设计雾灯安装结构。

根据装配形式的不同，对应的安装结构也不相同。

从前往里装的方式（雾灯预埋有螺栓），安装结构比较简单，模具不需要抽芯，但很多时候需要在外面加一块装饰盖板；从内往外装的雾灯，安装结构需要在保险杠本体上预埋螺栓或螺母增加模具难度，否则就需要侧抽芯。

步骤8：缓冲块或者是蜂窝状缓冲横梁的设计。

设计前先确定零件的脱模方向
步骤9：装饰条的设计。

装饰条有分段注塑成型的，也有整体变形安装的，根据不同的造型效果，采用不同的形式的装饰条。

分段注塑的装饰条安装主要有螺钉连接和卡接两种。

步骤10：防撞横梁的设计，以参考样车为基础，一般都为螺栓连接到车身上。

步骤11：与周边零件设计者协商，确定安装点，保证各部位连接、定位的可靠，特别注意拆装的方便性。

步骤12：根据明细表的层级关系进行零件的装配，装入标准件卡扣及周边零件，进行详细的自查工作，包括装配干涉的检查，装配工艺的检查，以及单个零件的制造工艺的检
查等。

从装饰件作用的动向看，主要是普及树脂保险杠。

为发挥可使复杂形状整体成型的特性，把部分围板和翼子板等作为保险杠的一部分来构造，给人一种与车身成为一体的完整感觉。

像图13所示这种将散热器格栅和翼子板前部与保险杠融为一体的面罩保险杠，在运动车上使用逐步增多。

1.2散热器面罩
1.2.1散热器面罩的功能
其功能主要是保护散热器，给发动机进入冷却空气。

设计时要考虑散热器前面开口面积、风扇倾斜带来的空气流入量的变化及从前面看时发动机室内部的遮蔽性。

1.2.1散热器面罩的材料及成型工艺
使用的材料有合成树脂，绝大多数为ABS树脂。

成型工艺为注塑成型。

作为外饰件，仅靠树脂本身的色调、光泽、硬度及耐候性还不够，往往需再进行表面处理，主要有喷漆处理、电镀处理及与外观电镀相近的阳极处理等。

1.2.2前围格栅的安装
前围格栅的安装可分为两类：
①前围格栅装与保险杠上：此种安装形式是前围格栅先与保险杠形成总成，然后整体装到车身。

前围格栅与保险杠的安装形式主要通过卡接的方式
②前围格栅装与发动机罩上：此种前围格栅直接装与发动机罩上，与发动机罩一起翻转，安装形式有卡接和螺接等。

此种方式安装需考虑密封防水，周圈要有密封条。

1.2.3散热器面罩设计建模的具体步骤
前围格栅对整车的造型影响很大，光顺时对外面的要求很高，在具体结构设计之前，需做些检查工作，免的以后的返工。

检查的工作主要体现在：外面光顺的检查（具体检查方法见1.1.5）、模具工艺的检查、功能性的检查。

模具工艺检查：前围格栅形状外形较复杂，一般为格栅状，根据它的安装方式及需向前进风的要求，脱模方向一般为X方向。

以脱模方向为基准，校核前围格栅外表面是否存在负面的可能。

功能性检查：前围格栅功能主要是保护散热器，给发动机进入冷却空气，因此设计时要考虑散热器前面开口面积、风扇倾斜带来的空气流入量的变化及从前面看时发动机室内部的遮蔽性。

前围格栅周边零件有：前保险杠，发动机罩，散热器，散热器横梁，前大灯等，调入最新的边界数模准备开始结构的设计：
步骤1：吃透样车的安装结构，尽量从中有所借鉴。

主断面设计，请专家参与讨论，确定前围格栅的安装结构。

调入最新的周边数模，放入不同的层中，并用零件的名称来命名各层，以便设计过程中调用的方便。

步骤2：确定料厚，对外表面进行加厚（具体增厚方法详见1.1.5）。

料厚在2—4mm 范围。

根据主断面确定的与周边各件的间隙情况，对周边进行裁减。

步骤3：根据主断面进行详细安装结构的设计建模。

步骤4：考虑前围格栅与发动机罩的关系，确定密封条的断面，建立密封条的数模。

步骤5：根据明细表的层级关系，进行零件的装配，装入标准件及周边零件，进行装配干涉检查，装配工艺的检查等。

1.3防擦条
1.3.1防擦条的材料及制造工艺
防擦条指安装于车身侧面腰部和前后保险杠上的主要起防擦保护车身作用的构件。

制造材料有不锈钢、压铸锌、铝为主的合金钢板作装饰亮条，ABS、聚氯乙烯及橡胶等做主体材料。

主体构件以注塑工艺为主。

1.3.2防擦条的安装形式：
防擦条有粘接，卡接，螺接等，目前门防擦条通过双面胶粘接为主，粘接面太窄时
可内部加平行筋，但需注意防止表面的的缩痕。

1.3.3防擦条设计建模的具体步骤
步骤1：进行主断面的设计，确定与周边各件的关系。

调入最新的周边零件，放入不同的层，并用零件的名称对各层进行命名，以便设计过程中的调用。

步骤2：对防擦条外表面进行检查（具体检查方法见1.1.5）
步骤3：确定料厚，增厚。

主体料厚在2-4mm范围。

根据主断面，用相关面裁减，确定防擦条的边界。

步骤4：设计粘胶的结构，粘接面太窄的需加平行筋来补充。

步骤5：根据明细表的层级关系，进行零件的装配，周边零件，进行装配干涉检查。

1.4标记类
1.4.1标记类装饰件的材料及制造工艺
这里把车名的装饰商标、车身等的装饰通称为标记类，它们以标识厂家名称、车名及车的规格等为目的，安装在散热器面罩和车尾部。

另外，也有装在行礼舱盖后面的。

材料多用ABS、聚丙烯、压铸锌及铝等，表面处理主要是喷涂、电镀、热冲、印刷及染色等。

1.4.2标记类装饰件安装形式
采用螺栓连接、卡子、双面胶带等安装方法。

1.5阻风板、扰流板及导流板
阻风板、扰流板及导流板都是提高汽车空气动力特性的装置，也是很重要的外广装饰件。

位于前保险杠下部的称为阻风板；位于顶盖后端和行礼舱盖上的称为扰流板；主要用于载货汽车上、位于前围外盖板两侧的“鱼鳃”和在顶盖上的导流装置，称之为导流板。

阻风板起稳定气流的作用，故又称“气流稳定器”，它的形状和尺寸要经过多次风洞试验确定。

形状与尺寸匹配合适不但可降低整车的正面迎风阻力系数（Cd），而且能降低前部
升力系数（Cl）。

一般情况下，它的形状都有下部向前的趋势。

阻风板有与保险杠注塑成一体的，也有单独做成一件并固定在保险杠上的。

一体式的结构与工艺都简单，分体式的优点在于要求改动阻风板形状或尺寸时，可以只改动阻风板的模具，不必改动整个保险杠的大模具。

阻风板可以与保险杠进行同样的表面处理，也可以分开处理，如保险杠为喷漆处理，阻风板可以喷涂，也可不喷涂；某些车因阻风板位于接近地面的位置，易被泥沙侵及，故不喷涂，只是表面做成花纹，此时，分体式更有优越性。

在一体式喷涂保险杠中，假如阻风板不喷涂，则保险杠与阻风板分界出要设置隔离沟槽。

后扰流板有的起风流作用，有的起减少涡流的作用。

其公用除减少正面迎风阻力外，主要起控制升力的作用。

有装于行礼舱盖上的，有装于顶盖或后窗上的。

装于行礼舱盖
上的有分为粘在车尾端的平置型（俗称“鸭尾”）和
装在行李舱盖上的翼形板（图8-7-15）。

部分车辆为
了对行驶中空气动力特性进行动态调整，采用图
8-7-16那样的密封或可动式的扰流板，按车速和行
驶状态进行控制。

后扰流板是装于车身上部的外露件，要特别注
意其造型，大多用SMC成型件、聚乙烯低压发泡成
型件和工程塑料吹塑成型等；在车身的安装方式多为螺钉固定，或用卡子、双面胶带固定。

1.6风窗玻璃
汽车须用安全玻璃，所谓汽车安全玻璃，就是由无机材料或无机与有机的复合材料所构成的产品。

当其应用与车辆时，可以减少车祸中严重伤人的危险，同时对其可见性、强度和耐磨性都作出了规定。

分类
1）夹层玻璃
以塑料为中间膜（一般用聚乙烯丁醛厚0.38mm或0.76mm），将二块或二块以上的玻璃粘合在一起而成。

在外力作用下，即使玻璃发生破碎，也会由于中间膜的粘接作用，使碎片不至于碎裂而伤人，并能保持一定的视野。

安全法规强制要求轿车和客车的前风窗都必须采用夹层玻璃。

2）钢化玻璃
将普通玻璃制成零件后进行热处理，在玻璃表面形成牢固的压缩应力层，使其具有较高的机械强度，以增加玻璃抗弯曲和抗冲击性能。

当玻璃受到的外力作用超过其本身强度时，其碎片具有较小粒度而不易伤人，故具有一定的安全性。

凡使用磨光玻璃作原片玻璃加工成的制品，称“磨光钢化玻璃”，磨光玻璃一般用在汽车前风窗
3）区域钢化玻璃
区域钢化玻璃用于汽车前风窗玻璃，是将一般玻璃经特殊热处理后形成的。

在汽车行驶中发生故障是，使碎片的一部分成为较大的块，在玻璃破坏的瞬间仍有视野，以便使驾驶员处理紧急情况，避免发生事故。

4）电热玻璃
电热玻璃一般用于汽车前风窗及后风窗上。

在夹层玻璃中间或钢化玻璃表面，装上很细的电热丝，通电后可加热玻璃，以防止结霜，保持玻璃的透明度，使其有较好的视野。

5）热反射与吸热钢化玻璃
热反射玻璃在其表面制有金属或金属氧化物薄膜，使其具有一定热反射能力。

吸热钢化玻璃本身含有着色氧化物，因而具有吸热效果。

±
技术要求
1）尺寸及公差
厚度及偏差见下表
玻璃厚度公差
4±0.20
5±0.25
6±0.30
2）透光度
汽车用安全玻璃应有正常的透光度，其值应不低于80％
3）波筋
波筋是以通过玻璃观察是物象不产生歪曲的角度大小来判断的。

其角度为观察者视线方向和玻璃板面所形成的夹角。

可见的玻璃波筋角度越大，玻璃品质越高，在任何角度下，通过玻璃观察物象都不发生歪曲的玻璃是最好的玻璃。

检查玻璃的波筋是将玻璃对着光线成45度角放置，以目测法观察。

4）耐冲击性
将玻璃放在木制框架上，玻璃与框架接触面处垫有3mm厚的橡胶垫条，在规定的高度下，用落球进行冲击。

5）玻璃的光崎变
6）副像偏差
7）耐热性及耐光性
对夹层玻璃而言，经耐热及耐光试验后，不产生变色现象，其透光率应等于或大于80％，内胶层不得气泡变色。

8）耐湿性
夹层玻璃应具有耐湿性，其边缘透水深度不应超过1.5mm
1.7常用塑料介绍
塑料类材料在车身上的应用很广泛。

当前很少有用纯材料的，几乎都用改性材料，利用填加材料来扬长避短。

下表为各常用塑料的性能介绍及在整车上的适用范围，以作设计中的参考：。