一种整体式侧门窗框加强板及其安装结构的制作方法

本发明属于汽车结构设计技术领域，更具体的说，本发明涉及一种整体式侧门窗框加强板及其安装结构。

背景技术：

汽车车门窗框是车门刚度相对薄弱的区域，而同时车门窗框附近会有较多的附件安装，尤其需要放置并容纳侧门玻璃的升降，因此车门窗框的加强对车门的设计至关重要。侧门如果刚度不足，会引起变形过大，从而导致与周围系统发生干涉，影响整车的nvh性能；并可能会引起强度和疲劳耐久问题，给驾乘人员带来安全隐患，变形过大还可能会引起一些生产试制过程中的装配问题。

窗框加强板是关乎侧门整体刚度的关键结构件之一，现有的窗框加强板大多采用分散式，即对应着窗框的三条或四条边，从而对应设计相应条数的加强板。而这样的设计存在两个弊端：一是焊装不易，每块加强板之间要进行烧焊连接，同时还要与对应处窗框分别进行焊接；二是每块加强板是独立的，因而整体性较差，容易使得各块加强板之间搭接处出现应力集中而导致窗框出现断裂的风险，造成安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种整体式侧门窗框加强板及其安装结构，以有效提升侧门在车身安装状态下的模态刚度，同时也可以减小因应力集中导致的窗框断裂失效的风险，且该加强板焊装容易，有利于模块化生产。

本发明的整体式侧门窗框加强板呈中空四边形结构，由钣金一体冲压而成，这样该窗框加强板就无需将若干块加强板焊接固定，简化了装配流程，并避免了各块加强板之间搭接处出现应力集中而导致窗框出现断裂的风险。

进一步地，该整体式侧门窗框加强板的底部设置有水平加强筋，并在水平加强筋的上方均布有若干垂直加强筋，以提高下部的强度和刚度。

进一步地，该整体式侧门窗框加强板的下部在对应的门锁一侧设有向下突出的门锁加强板连接部，以方便与门锁加强板搭接。

进一步地，该整体式侧门窗框加强板设有凸台、减重孔和工艺孔，以加强整体强度和刚度，并方便装配。

上述整体式侧门窗框加强板的安装结构包括整体式侧门窗框加强板、门内板、铰链加强板、锁加强板和外板加强板，关键在于所述门内板由下部的内板与上部的窗框一体冲压而成，所述整体式侧门窗框加强板与门内板的窗框通过多处焊接实现固定连接，且整体式侧门窗框加强板分别与铰链加强板、锁加强板、外板加强板搭接并焊接固定。

上述安装结构将侧门窗框加强板与多个结构连接固定，使得开关门过程中，车门受力时传力路径增多，大大增强了上部窗框和车门下部的连接性；同时借助于强度较高的侧门窗框加强板，有效提升了侧门安装状态下的模态，极大避免了与车身共振而导致车门抖动及异响问题的发生，提高了nvh性能和结构耐久性能。

具体来说，所述整体式侧门窗框加强板与门内板的窗框通过两层焊焊点固定连接；所述整体式侧门窗框加强板的门锁加强板连接部与门内板、锁加强板通过三层焊焊点固定连接；整体式侧门窗框加强板与门内板、铰链加强板通过三层焊焊点固定连接；整体式侧门窗框加强板与门内板、外板加强板通过三层焊焊点固定连接。

本发明的整体式侧门窗框加强板结构简单可靠，安装过程简单，可实施性强，便于拆卸，有利于模块化生产。

附图说明

图1为窗框加强板的安装结构示意图。

图2为窗框加强板的两层焊焊点分布图。

图3为窗框加强板铰链侧焊接局部结构示意图。

图4为窗框加强板门锁侧焊接局部结构示意图。

图5为窗框加强板的等轴测视图。

附图标记说明：

1—窗框加强板；2—门内板；3—锁加强板；4—铰链加强板；5—两层焊焊点；6—窗框加强板左边侧两层焊焊点群；7—窗框加强板上边侧两层焊焊点群；8-窗框加强板右边侧两层焊焊点群；9—窗框加强板下边侧两层焊焊点群；10、11—锁加强板三层焊焊点；12—窗框加强板左端与外板加强板相连的三层焊焊点；13，14—铰链加强板三层焊焊点；15—垂直加强筋；16—水平加强筋；17-外板加强板；18、19—窗框加强板右端与外板加强板相连的三层焊焊点。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

实施例1：

本实施例提出了一种整体式侧门窗框加强板，如图5所示，门窗框加强板1呈中空四边形结构，底部设置有长约660mm的水平加强筋16，并在水平加强筋16的上方均布有若干垂直加强筋15，垂直加强筋15长约18mm，筋高约2mm，数目为9个，从而加大了窗框加强板1的下边侧的纵向截面，较大地提升了侧门内板的挤压刚度。

窗框加强板1采用钣金冲压工艺制造成型，其上设置有较多的减重孔、工艺孔，以满足汽车轻量化的要求，且窗框加强板1的圆角及倒角处采用光滑弧形过渡以避免应力集中；为了保证窗框加强板1有足够的强度支撑，窗框加强板1的材料选用无间隙原子高强度冷轧钢，料厚设置不低于0.8mm。

窗框加强板1的下部在对应的门锁一侧设有向下突出的门锁加强板连接部，以方便与门锁加强板搭接。

如图1～4所示，本实施例还提出了上述整体式侧门窗框加强板的安装结构，包括窗框加强板1、门内板2、锁加强板3、铰链加强板4和外板加强板17。窗框加强板1采用整体式设计，只一块完整的钣金，与门内板2之间通过四边的两层焊焊点群实现连接，减少了焊接零件的数目，省去了不必要的工序。整体式设计的一大好处就是通用性强，十分便于模块化生产，更适合平台化运用。整体式侧门窗框加强板一般配合复合式车门内板2，复合式车门内板2大致可人为划分上部和下部两部分，下部就是传统的门内板结构，上部为传统的窗框结构，复合式门内板将传统的这两部分做成一个整体。如图1所示，窗框加强板1两侧分别又与锁加强板3和铰链加强板4搭接，并且左右两端均与外板加强板17有连接，从而使得开关门过程中，车门受力时传力路径增多，大大增强了上部窗框和车门下部的连接性，此外，窗框加强板其上密布加强筋和凸台，使得侧门腰线处的设计刚度得到保证，有效提升了侧门安装状态下的模态，极大避免了与车身共振而导致车门抖动及异响问题的发生，提高了nvh性能和结构耐久性能。窗框加强板1简单可靠，安装位置空间充裕，布置方便，在满足强度要求的情况下，对于侧门的碰撞安全性也有好处。

如图2所示，本发明窗框加强板1整体似一个空心的四边形结构，四个边侧分别布置有一定数量的焊点，且基本为两层焊，从而实现与门内板相应四条边的固定连接。通过有限元软件hyperworks的焊点优化工具，对原先焊点数目进行拓扑优化，最终确定窗框加强板1处的两层焊焊点数目为50个，均布置在靠近边缘处，其中，窗框加强板左边侧两层焊焊点群6有焊点9个，内边沿4个，外边沿5个；窗框加强板上边侧两层焊焊点群7有焊点16个，内边沿7个，外边沿9个；窗框加强板右边侧两层焊焊点群8有焊点10个，内边沿4个，外边沿6个；窗框加强板下边侧两层焊焊点群9有焊点15个，内边沿9个，外边沿6个；经焊点优化后，不但焊点数目减少了，有效降低了侧门制造加工成本，减轻了侧门重量，符合轻量化设计的需要，而且主要考察的模态刚度强度等相关性能几乎没下降，可靠性与实用性均较好。

图3为窗框加强板1与锁加强板3的搭接局部示意图。如图3所示，窗框加强板1下边侧右端靠近锁处向下伸出一部分，与锁加强板3的上端连接，连接方式为焊点连接，通过锁加强板三层焊焊点10、11同时连接锁加强板3和门内板2，三层焊焊点10、11均布置在门内板2主平面处，窗框加强板1靠近右边侧处有两个三层焊焊点18、19，连接外板加强板17的右边及门内板2。

图4为窗框加强板1左侧与铰链加强板4的搭接局部示意图。如图4所示，窗框加强板1下边侧左端与铰链加强板4有两处连接，13，14均为铰链加强板三层焊焊点，通过这三处焊点连接门内板2、窗框加强板1以及铰链加强板4，与外板加强板17有一处三层焊焊点12，连接门内板2及窗框加强板1；三层焊焊点12，13，14均布置在门内板2左侧翻边处平面。

上述这样的结构以及连接方式，增强了侧门腰线处的连接强度及刚性，也有利于锁安装点及铰链安装点刚度的提升。

上述技术方案所提供的整体式侧门窗框加强板采用整体式设计，并加工有大量的凸台和不规则形状的加强筋，通过专用软件的焊点优化，确定焊点数目为51个，窗框加强板1四边与门内板2通过焊点连接，同时，下边侧左端与铰链加强板4焊接，下边侧右端与锁加强板3焊接，进一步增强了连接的坚实性和可靠性；窗框加强板1的下边侧设置了正交的加强筋，不仅提高了侧门内板挤压刚度，同时也增强了侧门的强度，减小了因应力集中导致的窗框断裂失效的风险，进而提升了侧门结构耐久性能、nvh性能和碰撞安全性能。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体设计并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。