车门铰链布置规范.doc

X/XXXXXX汽车制造有限公司企业标准车门铰链布置规范XXXX - XX - XX发布XXXX - XX - XX实施XXXX汽车制造有限公司发布目次前言II1范围12规范性引用文件13车门铰链布置13.1车门铰链作用13.2车门铰链的基本要求13.3车门铰链介绍13.3.1车门铰链的分类13.3.2车门铰链结构优缺点对比33.3.3车门铰链的组成53.3.4车门铰链的设计配合53.3.5车门铰链材料73.4车门铰链轴心线的布置73.4.1车门铰链布置注意事项73.4.2车门铰链布置的前期输入93.4.3车门铰链的布置93.4.4绘制上下铰链断面11图1冲压铰链2图2铸造铰链2图3型钢铰链2图4冲压铸造混合铰链3图5不可拆分式3图6可拆分式3图7车门铰链结构5图8阴铰链尺寸6图9阳铰链尺寸7图10销轴尺寸7图11铰链间距8图12铰链与车门外板的距离8图13包边数据9图14倾角平面9图15倾角轴线10图16车门运动分析10图17轨迹线11图18上下铰链安装平面11图19上铰链断面12图20参考内容12前言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 汽车门锁及门铰链的性能要求和试验方法3 车门铰链布置3.1 车门铰链作用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（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22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，内倾。 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，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_