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车门铰链布置规范


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车门铰链布置规范

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XXXX 汽 车 制 造 有 限 公 司

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/>前言 ................................................................................ II 1 范围 .............................................................................. 1 2 规范性引用文件 .................................................................... 1 3 车门铰链布置 ...................................................................... 1 3.1 车门铰链作用 .................................................................. 1 3.2 车门铰链的基本要求 ............................................................ 1 3.3 车门铰链介绍 .................................................................. 1 3.3.1 车门铰链的分类 ............................................................ 1 3.3.2 车门铰链结构优缺点对比 .................................................... 3 3.3.3 车门铰链的组成 ............................................................ 5 3.3.4 车门铰链的设计配合 ........................................................ 5 3.3.5 车门铰链材料 .............................................................. 7 3.4 车门铰链轴心线的布置 .......................................................... 7 3.4.1 车门铰链布置注意事项 ...................................................... 7 3.4.2 车门铰链布置的前期输入 .................................................... 9 3.4.3 车门铰链的布置 ............................................................ 9 3.4.4 绘制上下铰链断面 ......................................................... 11 图1 图2 图3 图4 图5 图6 图7 图8 图9 图 10 图 11 图 12 图 13 图 14 图 15 图 16 图 17 图 18 图 19 冲压铰链 ........................................................................ 2 铸造铰链 ........................................................................ 2 型钢铰链 ........................................................................ 2 冲压铸造混合铰链 ................................................................ 3 不可拆分式 ...................................................................... 3 可拆分式 ........................................................................ 3 车门铰链结构 .................................................................... 5 阴铰链尺寸 ...................................................................... 6 阳铰链尺寸 ...................................................................... 7 销轴尺寸 ....................................................................... 7 铰链间距 ....................................................................... 8 铰链与车门外板的距离 ........................................................... 8 包边数据 ....................................................................... 9 倾角平面 ....................................................................... 9 倾角轴线 ...................................................................... 10 车门运动分析 .................................................................. 10 轨迹线 ........................................................................ 11 上下铰链安装平面 .............................................................. 11 上铰链断面 .................................................................... 12

图 20 参考内容 ...................................................................... 12





本文介绍了车门铰链结构型式、材料选择、设计要点、及其车门铰链布置方法等。为以后的车门铰 链设计提供了理论依据。在今后的设计开发中还将不断修正和完善。 本标准起草单位:汽车工程研究院车身部。 本标准主要起草人:XXX

车门铰链布置
1 范围 本规范规定了车门铰链的布置方法及其验证方法。

本规范适用于公司新开发的M1类和N1类汽车。
2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件, 仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB 15086-1994
3 车门铰链布置 3.1 车门铰链作用

《汽车门锁及门铰链的性能要求和试验方法》

铰链是车身与车门之间实现联接固定的关键部件,是车门主要承重部件,车门绕铰链轴线转动,实 现车门开闭功能。 3.2 车门铰链的基本要求 1) 门铰链支架可靠性好,满足重复试验要求,且碰撞或受冲击后不脱落; 2) 门铰链衬套转动灵活,不滞涩; 3) 两铰链轴的轴线必须在一条直线上, 为了使车门有自动关闭的趋势, 铰链轴线应有一定的 内倾角度和前倾角度,不宜过大,一般铰链中心线的倾角内倾 1-3°、后倾 1-3°、前倾 1-3°,在通常情况下,铰链中心线都采用前倾和内倾的方式; 4) 两铰链的间距应尽量大,以减小铰链的受力,上下铰链的距离不能低于 320mm(对于经济 型轿车,前门不小于 350mm,后门不小于 320mm),并且铰链间距应大于车门长度的 1/3;。 5) 铰链的最大开启角度应比限位器最大开启角度(实际开启角度)大 3-5°; 6) 铰链轴线应尽量布置得靠车门外板和车门前端, 以减少车门旋转时铰链轴前面的车门的旋 入量; 7) 铰链要固定牢固,活动件间隙尽量小,避免车门下沉。 3.3 车门铰链介绍 3.3.1 车门铰链的分类 铰链的结构分类目前有两种方式,一种是按制造方式分类,一种是按拆分方式分类。 根据制造方式的不同,铰链分为冲压铰链(如图1)、铸造铰链(如图2)、型钢铰链(如图3)、冲压铸 造混合铰链(如图4)等。按拆分方式分为:可拆分铰链(如图5)和不可拆分铰链(如图6)。而在铰链 的结构设计过程中,是要综合考虑所设计铰链的制造和安装,以及铰链在整车组装时的工具空间等。

图1 冲压铰链

图2 铸造铰链

图3 型钢铰链

图4 冲压铸造混合铰链

图5 不可拆分式

图6 可拆分式 3.3.2 车门铰链结构优缺点对比 1) 冲压铰链与铸造铰链

2) 可拆分铰链与不可拆分铰链

3) 焊接装配铰链与螺栓装配铰链

3.3.3 车门铰链的组成 车门铰链(如图7)一般由阴铰链、阳铰链、铰链销和衬套组成。阴铰链通过焊接、螺栓等方式固 定在车身上,阳铰链则通过焊接、螺栓等方式固定在车门上。在阴铰链和阳铰链之间,通过铰链销组合 在一起。铰链销提供铰链乃至整个车门的旋转中心。由于铰链销在车门运动时,承受的摩擦较大,一般 应增加自润滑衬套,已减少铰链销的磨损。

图7 车门铰链结构 3.3.4 车门铰链的设计配合 铰链属于精密零部件,装配配合方面的要求很高。因此,对铰链总成中每一个零部件的要求都比较 高,这里主要介绍阴阳铰链、铰链销的设计尺寸要求。 图8为一种阴铰链的设计样图。在尺寸方面,需要定义安装孔的位置、大小和相对距离,以及铰链 销通过孔的直径和相对位置等。在公差方面,安装孔的位置公差一般为±0.2mm,孔径应规定+0.2mm的 上偏差,下偏差为0,铰链销通过孔径应规定+0.05mm的上偏差,下偏差为0,另外还要规定两个孔之间 的同轴度,一般为0.1。对各孔的内部,还需要有1.6的表面粗糙度要求。对阴铰链安装面还要有平面度 要求,一般设定为0.1。

图8 阴铰链尺寸 图9为一种阳铰链的设计样图。在尺寸、形位、公差、表面粗糙度等方面与阴铰链类似。需要特别 指出的是,阳铰链的安装孔一般设计为腰孔,设定2mm左右的调节量,目的是为方便车门装配时进行调 整。另外,在阳铰链的安装面也需要有平面度要求,一般设定为0.1。

图9 阳铰链尺寸

图10为一种铰链销的设计样图。 由于铰链销在整个车门总成中起到旋转中心的作用, 其尺寸、 形位、 公差等方面的要求比阴阳铰链还要高。在设计样图中,应对若干尺寸进行详细标注。需要提及的是,铰 链销外径应规定下偏差为0,上偏差一般设定为0.1mm。铰链销与铰链上通过孔的公差带设定,应能避免 铰链销松动,影响车门运动和使用寿命。 对于可拆分式铰链,还要考虑铰链销的可进入性和可拆解性。根据装配和拆解方向,铰链销的一端 直径要小一些,并应在尾部倒角。

图10 销轴尺寸 3.3.5 车门铰链材料 冲压铰链的阴阳铰链的材质在以往车型上一般选用4.5mm厚的SPHC板(热轧板),但鉴于冷轧板在 表面质量,尺寸精度,冲压成型性以及焊接性上都很优越,冷轧板镀锌,镀锡工艺简单,推荐冲压铰链 选用冷轧板(SPCC、SPCD、SPCE)。 铸造铰链的阴阳铰链材质一般选用铸铁。因为铸铁具有优良的减震性,耐磨性,铸造性和切削加工 性能,而且成本低廉。对于铰链来说,一般选用灰铸铁,当强度,刚度要求较高时可采用球墨铸铁。 可拆分式铰链的销轴材质采用普通碳素结构钢,如Q235,Q255,Q275。也可选用优质碳素结构钢, 如45钢等。不可拆分的铰链销轴直接采用铆螺钢,或则直接应用铆销标件。 铰链销轴衬套的材质目前行业内较多采用黄铜,但随着技术的发展以及对铰链衬套在铰链耐久性, 保持性,消声性等方面的研究,其材质已采用复合材料。如上海圣戈班推出的铰链衬套采用铜网覆高分 子材料。 3.4 车门铰链轴心线的布置 3.4.1 车门铰链布置注意事项 1) 由于车门在腰线以上的厚度急剧减少, 不具备铰链布置的空间, 车门铰链一般都布置在车 门腰线以下。在布置时,应使上下铰链间距尽可能大,以利于车门受力状况的改善,上下 铰链的距离不能低于 320mm(对于经济型轿车,前门不小于 350mm,后门不小于 320mm), 并且铰链间距应大于车门长度的 1/3。如图 8 所示。

图11 铰链间距 2) 轴心线的布置,考虑其前倾角和内倾角,确定车门举升高度 10 mm ? h ? 30 mm (舒适性 和自闭性)。一般铰链中心线的倾角内倾 1-3°、后倾 1-3°、前倾 1-3°。在通常情况 下,铰链中心线都采用前倾和内倾的方式。 3) 铰链的最大开启角度应比限位器最大开启角度(实际开启角度)大 3-5°。 4) 铰链的拆装工艺性,例如车门铰链的安装螺栓一般为 M8,要充分考虑套筒尺寸 Φ22 的通 过性。 5) 铰链安装位置立柱的强度和结构。 6) 铰链轴线布置越靠近车门外板和车门前端就越有利;原因是:轴线越靠近车门外板,门完 全打开后, 其前门与翼子板间隙以及前后门间隙就越大, 避免干涉; 轴线越靠近车门前端, 门旋转时,其对 A、B 柱的侵入量越小。但阳铰链与车门外板的距离应不小于 12mm。如图 9 所示。

图12 铰链与车门外板的距离 7) 布置车门铰链中心线时, 应满足在车门整个运动过程中, 车门与周边零件的安全间隙不小 于 1.8mm,在车门运动到铰链最大开启角度时,车门与周边零件的安全间隙不小于 6mm。

3.4.2 车门铰链布置的前期输入 1) CAS 面和分缝线 根据初版分缝线,对 CAS 进行分块处理,将分块后的 CAS 面进行简单处 理(缝合、倒角),侧围腰线倒角尽量小,因为偏小的话对运动分析时测量间隙影响更大 (最终倒角将由造型和工艺部门确定),车门应进行包边建模,翼子板应进行翻边建模, 得到翼子板及车门数据。如图 13 所示。

图13 包边数据 2) 车门最大开度。 3) 轴线的倾斜角度,比如前倾角和内倾角。 3.4.3 车门铰链的布置 我们以某一车型CAS面,开度68° ,前倾1° ,内倾2° 为例,布置车门铰链。 1) 初步确定铰链倾角平面,如图 14 所示。内外倾平面为偏移 yz 平面距离 A,前后倾平面为 偏移 zx 平面距离 B。

图14 倾角平面 2) 在铰链倾角平面内分别绘制铰链轴线,初定铰链倾角,如图 15 所示的铰链倾角为前倾

? ? 1? ,内倾 ? ? 2? 。

图15 倾角轴线 3) 用 Combine 命令将倾角线 ? , ? 合成,得到铰链轴线 L。

4) 车门绕铰链轴线 L 运动分析,校核车门运动间隙,车门举升高度,如图 16 所示。

图16 车门运动分析 在铰链轴线的设计过程中需要重复步骤1) ~4) ,校核车门运动间隙、车门举升高度 (如图17所示, 10 mm ? h ? 30 mm )、 作出车门边界的轨迹线,测量最高点与关闭状态的Z向距离,确定车门举升高度 铰链装配调节空间等,直至得到合理的铰链轴线。

图17 轨迹线 3.4.4 绘制上下铰链断面 5) 在轴线 L 上取一点 H,做过此点垂直于轴线 L 的一平面 C(一般在腰线以下),即为上铰链 安装平面。如图 18 所示。 6) 向下偏移平面 C 350mm 以上得到平面 D(内板密封面下边界以上),即为下铰链安装平面。

图18 上下铰链安装平面

7) 铰链优先选择借用。 将借用车型的铰链移动到铰链中心点位置, 然后将铰链投影到上铰链 草绘平面 C 内,再分别绘制其它相关数据典型截面草图(侧围外板、门内外板、翼子板、 密封条等),如图 19 所示。

图19 上铰链断面 8) 同理绘制下铰链断面。 在绘制上下铰链断面的设计过程中需要重复步骤 5)~8),以保证侧围位置阴铰链安装面足够, 门内板阳铰链安装面足够,密封条安装及密封面足够,铰链安装螺栓焊接空间等。其它需要分析内容可 参照图 20 所示内容,同时借鉴其它车型。

图20 参考内容

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