车门铰链布置规范.doc

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XXXX汽车制造有限公司企业标准

车门铰链布置规范

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XXXX汽车制造有限公司发布

目次
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　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，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

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