浅析汽车车门外水切端盖的设计结构形式

龙文辉 潘世香

摘 要：外水切端盖作为外水切两端的固定结构，对两端外观性能配合有着直接影響。通过对外水切端盖的结构进行研究，围绕着产品的设计原理、设计中产生的不合理结构注意要点以及提升整车外观配合品质，为今后外水切的端盖设计开发提供了参考及借鉴。

关键词：端盖;结构设计;品质;整车性能

前 言

外水切端盖作为外水切安装固定部位，安装在车门车窗外侧，起到车门的密封及装饰作用，同时又直接影响外观性能配合。从外水切端盖的设计结构入手，紧紧围绕常用的端盖结构设计及一些不合理的设计结构。

一、外水切端盖结构设计

1.1 外水切端盖的主要结构。不同的外水切设计结构采用的端盖设计结构也不一样，端盖的作用主要是对外水切本体两端冲切后的缺口进行封堵，起到美观作用;以及增强外水切两端装配牢固度，起到固定水切等作用。

目前常见的外水切端盖结构：注塑成型带锁紧固定结构的塑料件本体以及塑料材料一端翻边形成的端盖，如图所示。

1.2 外水切端盖的固定方式。常见的外水切端盖有2种固定方式：a）螺接式：外水切端盖中含有螺纹，采用螺接方式进行固定。一般根据结构可分为镶嵌螺母式、本体螺纹式。螺接这种结构设计时需要考虑打螺丝的过孔位置、过孔量以及安装螺丝的扭力，强度等;b）卡接式：外水切端盖设计为卡爪形式，采用卡接结构进行固定。一般根据结构又可分为单卡爪以及双卡爪。卡接这种结构设计时要考虑插拔力，同时又要考虑卡爪自身结构的强度，保证安装和维修的便利性。

二、螺丝固定式外水切端盖

2.1  镶嵌螺母式外水切端盖

镶嵌螺母式端盖是指将一个螺母镶嵌在塑料件本体之中，通过用螺丝锁紧固定。镶嵌螺母式端盖主要造型为水切本体上需要注塑成一个凸台，螺母镶嵌在凸台之中。螺母镶嵌式端盖设计时需要考虑螺母的固定方式，考虑到打螺丝的扭力，螺母在安装时不能脱离端盖，螺丝打紧后也不能是松动的。

镶嵌螺母式端盖由于螺纹是嵌入到注塑件之中的，螺母与塑料件之间是过盈配合，但打紧螺丝时受力依然有可能松脱，可考虑在螺母背部适当涂抹一些胶水增加黏紧力。

2.2 本体螺纹式外水切端盖。本体螺纹式端盖是螺母直接注塑成型在本体中，螺丝直接与端盖固定。嵌螺母式端盖主要造型为水切本体上需要注塑成一个凸台，凸台上开螺纹孔。螺母镶嵌式端盖设计时需要考虑螺纹孔的扭力力矩，螺丝打紧后也不能是松动的。

本体螺纹式端盖由于螺纹是塑料件成型的，螺纹长期使用后易磨损，容易造成螺丝松动，所以材质方便相对来说要求硬度要稍微偏高。另外注塑成型的螺纹，在作业时如果作业人员没有确认到安装螺纹孔的偏差，此时直接强制打紧螺丝，由于凸台是塑料件，螺丝虽然没有对准到螺纹孔里面，但螺丝依然可以打进凸台去，造成水切端盖破损。

三、卡爪固定式外水切端盖

3.1  单卡爪外水切端盖。

3.1.1  单卡爪端盖结构原理。单卡爪端盖是指采用单个卡爪形式固定在门外板上，起到定位作用。单卡爪主要造型为本体类似一个U型结构，为外水切的安装时提供导向，便于安装;而中间为一个类似于‘倒刺的卡爪，当卡爪卡到钣金内，卡爪依靠回弹后利用‘倒刺顶住钣金，防止松脱。单卡爪的主要定位原理为利用单卡爪造型的狭窄U型结构作为导向，在水切按压的过程中，中间的卡爪逐渐下降进入到门外板孔位之中，依靠卡爪的回弹力Z向顶住门外板孔位，两边靠水切本体贴死外板防止旋转。

单卡爪端盖考虑安装及其定位，对门外板结构也有特殊的需求，门外板需要做一个Z向的翻边，同时翻边上开一个定位安装孔。考虑到强度问题，防止安装时变形，门外板翻边旁边根据结构可适当增加一些筋位进行补强。

3.1.2  单卡爪端盖结构要点。①单卡爪上端Z向搭接长度不能太短：在外水切安装过程中，由于受力的影响，外水切一般都会过压，如果当单卡爪上端搭接长度太短时，卡爪回弹后，上端搭不住外板钣金，卡爪会陷入到外板钣金孔位里面，当按压力不作用时，由于卡爪顶住钣金Z向，导致水切安装状态为过压状态，Z方向无法正常回位，容易产生整车外观配合品质问题，同时卡爪陷入外钣金孔位后，无法正常拆卸，拆卸时造成水切端盖损坏报废，增加返修成本。②单卡爪U形间隙不能太大：当U形两边间隙太大时，容易产生左右窜动，当水切在安装过程中，由于受力过压，U形间隙太大时容易产生水切外旋，导致Z向搭接位置无法正常搭接住外板钣金。此时，由于卡爪顶住外板钣金孔，U形存在间隙间隙，水切Y向就可活动错位，容易引起卡爪顶不住外板钣金孔，Z向无法控制，前端会发生起翘，引发外观品质不良。

3.2  双卡爪外水切端盖。

3.2.1 单卡爪端盖结构原理。双卡爪端盖是指采用两个或多个卡爪形式固定在门外板钣金孔位上。双卡爪主要造型为本体扁平状，下端尖锥状，以外板钣金孔作为导向卡入其中。中间2个卡爪分布两边，卡爪上依旧是有类似于‘倒刺的结构，卡爪卡入外板钣金孔位后卡爪依靠回弹，2个的倒刺分别顶住外板钣金，防止外水切松脱。双卡爪的主要定位原理为利用依两端卡爪的回弹力Z向分别顶住门外板孔位，同时依靠水切本体贴死外板防止旋转。

3.2.2  双卡爪端盖结构要点。双卡爪靠里端Z向搭接长度不能太短：在外水切安装过程中，由于受力的影响，外水切一般都会过压，如果当双卡爪里端搭接长度太短时，卡爪会陷入钣金底部回弹后，上端会顶住外板钣金，当按压力不作用时，由于卡爪顶住钣金Z向，导致水切安装状态为过压旋转状态，产生整车外观配合品质问题，同时卡爪陷入外钣金孔位后，无法正常拆卸，拆卸时造成水切端盖损坏报废，增加返修成本。

所以双卡爪在设计过程中，需要考虑外水切安装时候的过压外旋情况，将卡爪里端与外板钣金Z向搭接的长度尽量加长，保证按压过程中卡爪不会过压外板钣金孔位里面，导致外观不良问题。

四、结语

螺母式外水切端盖虽然成本较低，但由于靠人工保证，螺丝打紧处容易破漆，长期放置后外观容易生锈，这种品质问题无法避免，容易被顾客投诉，目前一些主机厂逐渐放弃螺接安装方式，采取卡爪式端盖这种结构。随着卡爪式端盖的采用，不断发现其中设计结构的缺陷，优化卡爪式端盖结构，未来会有更多合理的卡爪式结构出现。

参考文献

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