开闭件设计——精选推荐

开闭件设计
(⼆)开闭件在车⾝设计中应完成的⼯作:
1、开闭件同车⾝间的间隙断⾯线的控制,开闭件各个总成断⾯线的绘制;通过N个断⾯检查
零件的⼲涉性;
2、开闭件总成铰链的安装位置、铰链中⼼距、铰链结构形式,前后门的铰链轴线确定、内倾⾓与后倾⾓的确定;前后门限位器结构形式、安装位置的确定;各个门或盖的开启度的确定;
3、发动机舱盖及⾏李箱盖(后背门)锁或者锁扣的安装位置、⽀撑结构的确定;
4、前后门玻璃升降器导轨位置的确定;前后门玻璃最⼤下降位置确定;
5、后门锁的安装位置(以及侧围上锁扣的安装位置)的确定;锁运动机构布置;门锁相关各
部分的运动空间的检查;
6、密封条的安装位置确定;各个密封条的详细截⾯图的确定与绘制;
7、内饰装配硬点的检查;
8、检查每个零件的制造⼯艺性;
9、由于开闭件都会有⼤⽚的外覆盖⾯的存在,⽽这些地⽅往往都会受到⼀定的外界冲击,为了增强其刚性⽽不容易变形,减少相互振动,外板与内板的连接除四周包边连接外,还必须在内板与外板之间局部涂⼀层3mm~6mm左右的隔振胶粘接。例如:发动机罩在锁加强板、内板中⼼附近,前后门在防撞梁与外板之间,因此,这些粘胶⾯都应该是由这些开闭件的外板偏置⽽来的。
(三)在设计开闭件结构之前的准备⼯作
我们必须了解开闭件及开闭件周边⼀些总成的内部搭接关系和它们之间的相互关系,往往我们会做⼀些关键部位的断⾯,⼀来作为设计前的参考,从断⾯图上表⽰出密封条断⾯和安装位置、开闭件与周边相关件的间距硬点、⼤概的玻璃边界各钣⾦件之间的搭接关系、料厚,⼀些附件的安装位置还有密封条结构形式的确定等;⼆来作为设计后的校核硬点、零件的⼲涉性还有运动时的空间余量检查之⽤。
1、在开闭件设计开始必须按输⼊的外表⾯和分缝线数模及参考车型点云数模进⾏初步结构关键断⾯设计(含密封件等总成),此初步断⾯作为结构设计和开闭件附件采样(如密封条、门锁、内外把⼿和铰链等)的原始依据在详细设计过程中如有修改,必须及时更改初步断⾯,在完成设计前冻结关键断⾯,以供参考(见表⼀)。
2、下⾯列出车门设计中的⼀些关键断⾯,其中有些尺⼨可作为结构设计参考。
(四)部分关键断⾯的图解分析
DF1:左前车门A柱上部:此处的断⾯图可以很直观地表现出A柱内板、A柱加强板、前门内板、前门外板等钣⾦件的断⾯结构和A柱内饰件的关系,还有前风窗与A柱、前门内板与侧围、前车门玻璃与玻璃导槽之间的密封关系和间距。
DF2左前车门上窗框处:此处的断⾯图可以很直观地表现出前门内外板、侧围外板、顶盖还有顶盖横梁等钣⾦件的断⾯结构,还有顶盖和车门、门内板与侧围、前车门玻璃与玻璃导槽之间的密封关系和间距。
DF3左前车门后柱、后门前柱上部:此处的断⾯图可以很直观地表现出前后门与B柱的配合和密封关系,有利于B柱、B柱加强板和前后门的设计和玻璃边界的确定。
DR3左后车门后柱处:此断⾯⽤于确定后车窗玻璃的后部边界和C柱的结构。
DF4左前车门窗沿:窗沿线⽤于确定前玻璃下边界,同时确定窗框和玻璃导槽的宽度余量,还可以了解到窗沿加强板的结构,玻璃在玻璃升降器上的固定⽅式,还有窗沿处密封条的断⾯结
DF5左前车门窗衬和玻璃前部:窗衬框⽤于确定窗框边和门玻璃的前部边界
DF6左前车门上铰链处:在上铰链处的断⾯图可⽤来校核门和铰链的旋转空间余量,从⽽改进前⽴柱。体现铰链的形式、安装⽅式、位置。
DF7
左前车门下铰链处在前⽴柱的下铰链处部分的断⾯线⽤于校核前车门的旋转,即最⼤开度的校核。体现下铰链的安装位置。
DF8
左前车门灯开关处在前车门灯开关处的断⾯⽤于给门灯开关定位和开关结构的剖析。
DR6
左后车门上铰链处左后车门上铰链处的B柱⽤于校核门绕着铰链中⼼旋转时的空间余量,并⽤来确定B柱的结构,体现后门上铰链的安装位置和形式。表现后门的
开启度⼤⼩。
DR2
左后车门下铰链处确定下铰链处的B柱结构,体现后门下铰链的结构,安装,也⽤于校核后门的开启度,
还让保险带的下端的安装位置得到体现。
DR8
左后车门灯开关处在车门灯开关处的断⾯⽤于给门灯开关定位和开关结构的剖析。
DF9
左前车门把⼿处体现前门外把⼿在外表⾯上的安装位置,把⼿在此处的结构断⾯,⼤
概的安装结构等
DR3
左后车门锁扣处此处断⾯表现的是锁和锁扣的配合关系,锁和锁扣在车⾝上的⼤概位置,锁加强板的⼤概断⾯结构等
DF11
左前车门门槛处此断⾯表现的是左前门与门槛处的配合关系,前门玻璃的下限位置和
车门下装饰条的安装结构。
以上只是列举⼀些⽐较典型的例⼦,对于车⾝上与开闭件有关的断⾯还有很
多,这⾥我们就不⼀⼀指出分析,在开闭件设计的过程中,断⾯的制作和分析应该是放在第⼀位的,⽆论是正向还是逆向的设计,如果没有对结构断⾯线的分析,就不可能严谨地设计出⼀套完整的开闭件来,所以,我们在此次开闭件设计指导书中也着重强调断⾯分析的重要性!
(五)开闭件中部分零部件的设计要求和设计注意事项
1、车门铰链的设计原则
车门铰链是车门能符合设计者的设计思路、按照它的运动轨迹运动的保证。如果铰链的设
门铰链装置是确定车门与车⾝的相对位置,并能控制车门运动轨迹的装置,它包括门铰链和限位器。
铰链是车门和车⾝相联接,能够绕上下⽅向的同⼀轴线回转且相互结合部件的总称。
门铰链的技术要求:
1.门铰链表⾯应进⾏防腐蚀处理,并符合制造⼚要求。
2.门铰链的最⼤开度⾓应不⼩于设计要求的车门开度⾓,门铰链的最⼩关闭⾓应⼩于设计要求的车门关闭⾓。对于装有车门开度限位器的门铰链,其限位应可靠。
3.纵向负荷
门铰链装置应能承受11 110N的纵向负荷,不得脱开。
4.横向负荷
门铰链装置应能承受8 890N的横向负荷,不得脱开。
5.耐久性
门铰链装置应进⾏10万次耐久性试验,试验后门铰链应能正常⼯作,并能满⾜4.4和4.5的要求。
门铰链的布置
布置门铰链时考虑的⼏个⽅⾯:
a) 铰链型式的选择
铰链的选择的基础是:要能够符合车门的旋转,符合设计时的空间要求和过⾏程旋转标准。
(互动式冲压铰链⽰意图)
b) 铰链在平⾯上的定位
内表⾯极限线是⽤来确定铰链在侧围部件上的位置的,上下铰链的右⾓都是⽤来定位的,此时我们就可以⽐较⽅便地确定中⼼线了。
ⅰ计算内表⾯极限线
ⅱ从内表⾯极限线出发,利⽤合适的标准铰链在后视图上给上铰链定位。
ⅲ在设计时允许的两个铰链之间的最⼤距离,给下铰链在后视图上给下铰链定位。
c) 车门长度
车门的长度是从铰链的中⼼线到在侧视图上类似鱼嘴地⽅的中⼼线所测得的距离。
d) 车门的开度⾓
须能使车门停留在最⼤开度,起着防⽌车门⾃动关闭的作⽤。习惯上,车门的最⼤开度⼀般在65°~75°,这是根据上、下车⽅便,上车后关门⽅便以及车门与车⾝不⼲涉等条件⽽定的。
现在常使⽤限制器与铰链结合在⼀起的结构,即采⽤⽓弹簧和连杆机构与铰链组合成⼀体。在⽓弹簧的作⽤下,机构对车门产⽣绕固定轴O1转动的⼒矩M1,当车门开启到超过中间位置时,此⼒矩驱动车门⾃动打开。
为了操纵⽅便,车门维持在最⼤开度位置的⼒矩以20N·m~30 N·m为宜。
前车门: 56°-64°
后车门: 60°-70°有的达到75°甚⾄80°
e) 铰链的内外倾⾓分别是指铰链轴线在x=0平⾯上的投影与z轴之间的夹⾓,铰链轴线在y=0平⾯上的投影与z轴之间的夹⾓。铰链轴线内倾⾓⼀般为0°~4°
铰链是车门总成与车门本体的连接件之⼀,当车门关闭时,车门上的承⼒件为门锁和铰链;打开车门时,车门的重⼒完全由铰链来承受! 铰链轴线的布置会影响车门的开度、门柱的尺⼨以及车门开缝线的位置和形状! 在布置铰链时,应注意在结构允许的
情况下,车门上下两铰链之间的距离应尽可能⼤! 为了避免打开车门时与其它部分⼲涉,铰链的轴线应尽可能外移,使其靠近车⾝侧⾯! 车门上下铰链必须布置在同⼀直线上,并具有内倾⾓和后倾⾓,从车的侧⾯看过去,⼀般是⼀条向车后侧倾的直线;从车的正⾯看过去,应为⼀条向内倾的直线!
如图所⽰,先确定铰链轴线沿车⾝⽅向的尺⼨变化范围( X1,X2),并在此范围内任选⼀值Xm,将轴线限制在与X轴垂直的平⾯x=Xm内,⑴在x=Xm平⾯内确定铰链轴线的倾斜状态:先分别求出x=Xm平⾯与内外板曲⾯的交线C1和C2,并求出C1和C2对应的Y⽅向的极限坐标位置Ymin(内板投影线最左端)、Ymax(外板投影线最右端);⑵在X=Xm平⾯内通过输⼊直线⽅程y=B,B∈( Ymin,Ymax)来⽣成⼀条与Z轴平⾏的轴线Z1Z2;⑶确定铰链轴线中⼼点的Z 坐标值:通过内板上下边框或外板上下边框求出平均位置坐标z=C,并根据它在y=B直线上求出⼀点O;⑷根据铰链轴线内倾⾓范围θ∈(0°~4°),将y=B直线绕O点逆时针旋转θ⾓度,得到轴线位置O1O2 。根据铰链间距L(300mm,500mm),以铰链中⼼O为初始点,沿直线y=B确定两点D和E,使两点间线段长度为L,调整L值以及轴线外板的距离,保证在铰链宽度⽅向不与外板⼲涉的情况下,轴线尽量靠近外板的极限位置( L值确定已知时)。若L值可以改变,则可以考虑稍微减⼩L值,但轴线更靠近外板(车门外板曲率较⼤时)。可以通过改变最初的B值重新⽣成轴线O3O4或作O1O2的平⾏线来改变轴线到外板的距离。当轴线位置
涉检验。
f) 铰链中⼼距
由于受到车门外形曲线的限制,⼀般希望上下两个铰链的跨距在350mm~500mm之间,⼤多保持在400mm左右。
铰链中⼼距/车门长度=33%或更长
例如:
铰链中⼼距=377.19mm
车门长度=1143.0mm
377.19/1143.0=33%
2、发动机罩、后⾏李箱的设计原则
a)舱盖在铰链处需设计成向内收⼝,否则打开会⼲涉;
b)舱盖的最⼤开启度需略⼤于处于被⽀撑状态时的开启度;
c)舱盖在被⽀撑状态时⾼度应满⾜国家标准;
d)舱盖内板设计过程中,基准主⼤⾯同外板为偏置关系,偏置距离为3~5mm,中空内板偏进
15~35mm;
e)舱盖同外板连接⽅式,除周边的包边外,内板和外板之间还均匀分布涂胶点,涂胶处需设计凸起的特征;
f)有些舱盖表⾯有喷⽔⼝结构;
g)有些舱盖在内板中部位置有折弯特征,主要⽤途在于碰撞时保证舱盖在该处折弯变形吸能;
h)舱盖同前舱件(横梁)间、后背门和侧围之间需设有缓冲结构,如橡胶缓冲垫,⽤以减少路⾯、开闭时激励引起的震动;
i)舱盖内板结构设计不能太强,⼀般在发动机舱盖中部设计有⼀条贯穿的横筋,要保证碰撞过程中不能撞断铰链进⼊成客舱;j)对于发动机罩和后⾏李箱盖(后背门)来说,发动机罩内板的⼏何形状是⾃由选择的。但有⼏点在设计中是需要注意的:1)由于发动机罩和后⾏李箱盖(后背门)的原始状态和最⼤开度的关系,⽆论是撑杆、铰链还是空⽓弹簧,它们所起到的都是⽀撑⼒的作⽤。
2)将发动机罩、后⾏李箱盖打开⾄预定的⾓度(⼀般为90o左右),它们不应与前后风窗玻璃接触,且应保持⼀个约为10mm 的最⼩间距,后背门开度⾓⼀般在75o到90o之间,或者以后背门打开后最低点距地⾯⾼度为1800—2200mm作为标准;
3)还应考虑到它们的加⼯⼯艺、轻量化、车⾝的防腐蚀和最低成本的原则。
由于发动机罩和后⾏李箱盖(后背门)中附件⽐较少,⽽且不需要限位,所以在设计和校核的过程中只需要校核发动机罩和后⾏李箱盖(后背门)在运动过程中不要与周边零部件⼲涉。
3、门锁的设计原则
门锁与上下铰链共同构成车门的三个受⼒点,因此要求门锁⾼度的理想位置居于铰链轴线中⼼垂直⾯;门锁的位置还应保证车门的顺利开启和锁⽌,因此在后视图中锁⾆的中⼼线必须与铰链轴线平⾏,允许误差±1°;特别需要注意的是,门锁位置必须保证玻璃升降空间,不仅是门锁本体,还包括锁体上相关附件,运动拉杆机构等都要避开玻璃的运动轨迹。
在后视图中校核锁到门外板表⾯的空间余量。
锁扣到门内板鸭嘴⼝的距离在设计的时候有两种⽅案:1、当锁扣超出车门内板表⾯时,直接留⾜锁顺利开启和锁⽌的余量,超出锁体⼝边缘3mm;2、当锁扣不超出车门内板表⾯时,要
仍能顺利打开⽽规定的!
4、门外把⼿的设计原则
车门限位器门外把⼿应在后视图中显⽰和定位。门把⼿的旋转⽆⼲涉,旋转⾓度应能保证锁的开关⾏程。⼀般门外把⼿安装的结构中应该有三个安装点,外加⼀个定位销,⽽且把⼿与外表⾯之间必须增加减振垫,⼀来为了减振,⼆来可以起到密封的作⽤。外板上的结构必须在满⾜门外把⼿安装结构、保证强度的基础上,易于冲压。
门外把⼿⼀般设计在车门外板的棱线上,门外把⼿在设计的时候,⾸先要保证本⾝运动部分的旋转⽆⼲涉,旋转⾓度应能保证锁的开关⾏程。⽽我们⼀般选⽤⼚家成熟的产品,所以考虑得更多的是它在门外表⾯上的安装⾯既要保证门把⼿的安装需要,⼜要满⾜车门外表⾯的冲压⼯艺性。
⽽且,门把⼿的设计开⾓⾏程要⼤于能让车门打开所需的⾏程。
5、玻璃升降器的设计原则:
玻璃升降器是车门设计中很重要的⼀个环节,它的合格与否,直接影响到车窗的开闭!
玻璃升降器在设计的过程中,关键在于安装和玻璃导轨的曲线确定。在安装的过程,包括电机和导轨的安装位置的确定,⽽玻璃导轨的曲线就要由B柱和玻璃型⾯来决定了。
车窗玻璃在运动到最低点时与车门内板底部的距离不能⼩于12.0mm。
给防撞杆定位时从防撞杆边缘到外表⾯距离最⼩是5mm。防撞杆的中⼼和H点尽可能的近。
确保在调整以后,车窗玻璃下降后和防撞杆有12.5mm的距离。
当把车窗玻璃降到车门窗沿中,从侧⾯检查限位器(扭杆,铰链螺栓,饰钉等)是否有运动⼲涉。为了和外造型匹配,达到玻璃升降的平顺性,玻璃要设计为双圆环⾯,
R=15~25km,r=1200~2000m,⼤客车为R=∞,r=4000~7000m;
对于玻璃升降器的布置,导轨的形状及位置是关键。导轨的导动⾯必须保证与玻璃形⾯相⼀致,尽量使玻璃重⼼偏向导槽较长的⼀边,以便玻璃能平稳运动。⼀般为:前门靠后,后门靠前。
建⽴玻璃升降器的初步轮廓。玻璃通过玻璃托槽的夹持可以在规定位置间上下滑动。在这个断⾯中门槽空间余量和机构应进⾏校核。
计算玻璃的重⼼将决定玻璃升降器导轨的安放。
1、玻璃表⾯的重⼼,将玻璃的四个边分成三段。
2、从每个⾓的第⼀个点,延长⼀条通过这些点的线形成⼀个三⾓形。这样得到四个点并连接对
⾓线。则重⼼就是两对⾓线的交点。
6、密封条的设计原则:
各个密封条的安装位置确定;各个密封条的详细截⾯图的确定与绘制;
在⼤多数汽车结构设计中,密封条断⾯结构因为车⾝各部件的功能结构不同有所不同,虽然零件结构不同,但搭接关系和焊接关系类似,对于不同的车在相同部位密封条的结构就有所相似了。另外的视密封要求和结构的不同有所变化。下⾯指出⼀些常⽤断⾯,以供参考:
我们在密封条的设计的过程中,⾸先是断⾯设计:断⾯中密封条的断⾯应该是装配状态下的,这样我们可以根据装配状态下的密封条断⾯进⾏检查和修改。密封⾯应该与密封条是⼲涉状态,⼲涉不能太⼤,也不能太少。⼀般为有效压缩尺⼨的
1/3~1/2,这样才能既保证了密封的效果,⼜不⾄于运动件在运动的过程中产⽣过⼤的摩擦⼒,如:玻璃导槽密封条。更值得

本文发布于:2024-09-22 17:27:11,感谢您对本站的认可!

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