内饰立柱护板设计指南

内饰立柱护板设计指南
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
5.2.2.2B 柱FMH 点的绘制
绘制步奏如下：
5.2.2.3C 柱FMH 点的绘制
绘制步奏如下：
RP2：RP2 指的是后排安全带的安装点
5.2.3 设计出模方向
FMH 碰撞点求出以后就可以对立柱护板进行出模方向的设计，出模方向每个立柱护板有所不同，一般 A 柱护板和 C 柱护板的出模方向有些复杂，其余的立柱护板尽量选用标准方向。

前后门槛压/踏板尽量选用Z 方向作为出模方向，B 柱上下护板尽量选用Y 方向作为出模方向（原则上必须）。

A 柱护板和 C 柱护板以Y 方向为出模基准进行调整，最终得出最合适的出模方向。

当有面与初定方向有负角发生时，调整后的出模方向最好能与较大面的垂直线最接近，但与其他面的最小出模角度不得小于5 度。

5.2.4 定义材料，理解车型定义，确定制造精度目标
理解整车的价格及市场定位，了解整车环境要求，定义精度目标。

根据整车的需求进行立柱护板的工艺确认和材料确定。

如低档车：注塑，塑料材料。

中档车：注塑+注塑件表面包覆面料工艺。

高档车：注塑件表面植绒工艺、注塑件和面料一体低压注塑工艺。

制造精度要求：低档车一般精度；中档车中等精度；高档车高精度。

5.2.5FMH 立柱护板与BIW 间隙检查
立柱护板的上护板与BIW 的间隙值需不得小于25mm，一般不大于40mm。

此处部位不包括边界位置，但特别包括FMH 碰撞点位置。

如果碰撞点位置和BIW 的间隙不满足上述要求，调整立柱护板CAS
面或调整钣金高度。

5.2.6 校核视野和调整宽度如果在立柱护板与BIW 的间隙校核中，因为间隙不合理导致立柱护板有CAS 面的更改，那么必须要对视野进行重新校核，且要边校核视野边对 A 柱护板的宽度、C 柱护板的Y 向高度进行调整。

在满足视野要求和造型要求的前提下，A 柱护板要做到尽量窄而拓展整车前部空间、C 柱护板的Y 向高度要做到尽量小而节省后部的乘客空间。

总之，要达到视野、造型、FMH 要求中的一个平衡尺寸为最好。

5.2.7立柱护板与IP 的配合设计
立柱护板的视野达到要求、造型满足设计概念、间隙满足FMH 要求后可以开始局部配合的概念设计。

首先考虑 A 柱护板与IP 的配合方式，要根据 A 柱护板和IP 的特点进行配合的设计，大体有三种
情况：
①硬质A 柱护板和软质仪表板配合
②硬质A 柱护板和硬质仪表板配合
③软质A 柱护板和硬质仪表板配合
④软质A 柱护板和软质仪表板配合
硬和硬配合时，至少要留出0.5 的间隙量；软和硬配合时，可以设计为0 间隙；软和软配合时应该考虑过盈量。

一种典型的 A 柱护板与仪表板的配合设计：
5.2.8 出模方向与法规撞击方向的关系
出模方向直接体现了立柱护板的整体受力趋势，需要在FMH 碰撞点处进行受力的分析，要保证在FMH 碰撞点的立柱护板截面能对法规的撞击方向有支撑作用，如果有不能保证支撑作用的造型存在，需要对立柱护板的面继续进行修改，直至可以很好的对撞击方向有着支撑作用为止。

当出模方向与撞击方向相差很大时，需考虑护板内部增加活动块来对法规撞击方向进行能量的吸能。

5.2.9 吸能块（加强筋）设计当出模方向和立柱护板的面数据都已经基本确定以后可以开始吸能块（加强筋）的设计。

吸能块的作用有以下几点：
①吸收法规撞击方向的能量
②减少立柱护板过渡面的变形
③保护乘员，使乘员不会轻易因碰撞接触到钣金造成伤害。

比较典型的吸能块设计：
吸能块（加强筋）的经验值介绍：
①加强筋的宽度一般为本体料厚的1/3～1/2
②加强筋的高度一般为本体料厚的2.5～3 倍
③加强筋的方向与美国标准测试的碰撞方向一致
④加强筋的间距一般为15～50mm⑤平直面可以考虑加强筋分布密一些。

5.2.10 立柱护板与玻璃、密封条、顶棚、地毯等周边件的配合设计5.2.10.1A 柱护板与前风挡玻璃的配合关系
5.2.10.2 立柱护板与的密封条配合设计
5.2.10.2.1 密封条唇边压立柱护板的方式
5.2.10.3 立柱护板与顶棚的配合设计不带帘式气囊的时候
顶棚压护板的长度为10-15mm,顶棚压护板的厚度为1-1.5mm。

带帘式气囊的时候：
5.2.10.4 立柱护板与地毯的配合设计
5.2.11 立柱护板系统零部件之间的配合设计立柱护板的零部件是相互配合相互连接的，配合的平度和间隙都有严格的要求，因此立柱护板必须要设计出相关配合部位的紧固结构来保证平度和间隙的要求。

B 柱上护板与B 柱下护板的配合设计：
方案1：
方案2：
B 柱上护板与HOOK 的配合为铆接方式。

护板与安全带调整滑道挡板的间隙一般为0.5mm。

5.2.12 分模线的设计为了防止分模线在塑料件的表面上留下接缝痕，影响产品外观，需要在前期就把分模线给设计好位置。

5.2.13 所有倒角设计、定义
护板的倒角一般R 不小于 3.2mm（不。

包括边缘的出模倒角）
5.2.14 立柱护板的紧固方式设计
①固定凸台上安装塑料卡扣的紧固方式：
②固定凸台上安装金属夹子的紧固方式
③螺钉加螺母座的固定方式
④新型卡扣结构
护板的主要紧固结构的设计需要基于一个原则，就是能在X、Y、Z 三个方向上稳定定位且固定点之间没有矛盾的紧固公
差的产生。

紧固结构的设计需要兼顾特殊件的特殊要求，比如带帘式气囊的时候就需要设计可靠的紧固结构来保证在帘式气囊爆破的时候，立柱护板的任何部件不得飞溅到室内，如可设计螺钉紧固的结构等。

5.2.15 截面设计
完成所有的结构设计后可以进行截面线的绘制，截面线要能体现所有的产品特征，紧固截面、与周边件的配合截面制作尤其重要。

所有的截面中请体现整车中这一截面所涉及的所有零部件。

截面绘制完以后需要再次对配合关系进行校核，所有的设计概念都得以体现后截面线即宣告截面线工作完成。

5.2.16A 面制作，法规校核
截面线递交造型部门进行CASS A 面的制作，A 面制造结束需要再次针对法规和设计概念进行校核。

5.2.17 注塑工艺分析与供应商共同针对护板的所有结构进行工艺确认。

包括出模斜度、滑块安排、孔抽芯、焊接点安排必须全部确认完毕。

5.2.18 3D 数据制作5.2.19 内饰件碰撞试验与A 面调整针对立柱护板的3D 数据在CAE 中进行FMH 的碰撞分析，如果伤害值不能达到小于1000 的要求，则需要加强立柱护板的吸能结构
5.2.20 数据下发，分析、修改
5.2.21 按照企标完成2D 图纸的绘制
5.3 立柱护板的设计工艺要点
①开模方向和分型线
保证尽可能减少抽芯机构和消除分型线对外观的影响开模
方向确定后，产品的加强筋、卡扣、凸起等结构尽可能设计成与开模方向一致，以避免抽芯减少拼缝线，延长模具寿命。

②脱模斜度
适当的脱模斜度可避免产品拉毛。

光滑表面的脱模斜度应大于0.5 度，细皮纹表面大于 1 度，粗皮纹表面大于 1.5 度适当的脱模斜度可避免产品顶伤。

深腔结构产品设计时外表面斜度要求小于内表面斜度，以保证注塑时模具型芯不偏位，得到均匀的产品壁厚，并保证产品开口部位的材料密度强度。

③产品壁厚
各种塑料均有一定的壁厚范围，一般0.5～4mm，当壁厚超过4mm 时，将引起冷却时间过长，产生缩印等问题，应考虑改变产品结构壁厚不均会引起表面缩印壁厚不均会引起气孔和熔接痕。

④圆角
圆角太小可能引起产品应力集中，导致产品开裂
圆角太小可能引起模具型腔应力集中，导致型腔开裂设置合理的圆角，还可以改善模具的加工工艺，如型腔可直接用R 刀铣加工，而避免低效率的电加工不同的圆角可能会引起分型线的移动，应结合实际情况选择不同的圆角或倾角。

⑤孔
孔的形状应尽量简单，一般取圆形孔的轴向和开模方向一致，
可以避免抽芯当孔的长径比大于 2 时，应设置脱模斜度。

此时孔的直径应按小径尺寸（最大实体尺寸）计算盲孔的长径比一般不超过4孔与产品边缘的距离一般大于孔径尺寸
⑥注塑件的变形
提高注塑产品结构的刚性，减少变形。

尽量避免平板结构，合理设置翻边，凹凸结构。

设置合理的加强筋。

6.立柱护板公差的设定
公差的标定主要根据三方面的因素进行：
①所用材料
②零件的尺寸信息
③产品层次要求
首先应该确定立柱护板用的是何种材料，不同材料的尺寸公差要求相差很大。

一般来说现在的整车立柱护板都是采用塑料材料（有时会设计到针织材料，但只是辅助功能），常用的材料是PP 及PP 改性、PC、ABS、PC+ABS、PA、POM 等！首先针对立柱护板的材料确定产品所选用的公差等级，具体选择可见表1，由表 1 可初步将产品的公差等级定位在MT×，其中高精度可以理解为豪华型车，一般精度可以理解为经济型车！
注释：标注公差尺寸可以理解为定位关键尺寸、外观周边可见尺寸、与周边件配合尺寸；未标注公差尺寸即为一般控制尺寸！
其次，根据得出的初步公差等级MT×，再结合尺寸信息即可得出理论标注的公差值！
尺寸信息的区分：
由于立柱护板主要是采用模塑成型的产品，因此尺寸可以分为不受模具活动部分影响的 a 类尺寸和受模具影响的 b 类尺寸，对应的公差也就分为不受模具活动部分影响的 A 类公差和受模具影响的 B 类公差，具体解释如下：
不受模具活动部分影响的 A 类公差：是指在模具同一零件中成型出的尺寸公差；
受模具活动部分影响的 B 类公差：指的是模具在开合及相
关的动作过程中相互活动的零件共同作用下而形成的尺寸公差。

将尺寸根据 a 类尺寸和 b 类尺寸的区分分类完毕后根据表2 即可进行尺寸最佳公差范围的设定！
以上所述的是指线性尺寸公差的确定，关于一些特殊部位的公差可以参考以下经验值：
料厚公差：±0.2%
2 即可进行尺寸最佳公差范围的设定！
以上所述的是指线性尺寸公差的确定，关于一些特殊部位的公差可以参考以下经验值：
料厚公差：±0.2%
半径公差：
R≤5mm：±0.2mm
5mm< R≤10mm：±0.3mm
10mm< R：±3％
圆角公差：±0.3mm
7.立柱护板的发展趋势
①外观：随着科技的发展，消费者对立柱护板的色彩、纹理、材料、形状都有着新的要求；
②功能：随着内饰件的技术不断成熟，内饰件的多功能性需求日益凸现；
③新材料、新工艺的实施。

8.总结
立柱护板的系统零部件众多，周边配合的件也种类繁杂，不同车型设计的时候需要针对具体情况结合本设计指南进行产品的设计开发工作。