【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 限界點(diǎn)。此兩點(diǎn)之間為開口線區(qū)。 就像鉸鏈位置斷面一樣，要對(duì)圖中所有位置進(jìn)行斷面分析，找出對(duì)應(yīng)的限界點(diǎn)，然后將點(diǎn)光滑連接，即為車門開口線對(duì)鉸鏈和前翼子板的限界區(qū)間。下鉸鏈同樣做斷面分析。 2)鉸鏈布置 車門開口線限界的確定是以鉸鏈中心為基礎(chǔ)進(jìn)行的，前面提到過鉸鏈的配置，但 15 只是為了分析外板成立性而進(jìn)行的簡(jiǎn)單分析。在車門設(shè)計(jì)中，鉸鏈的配置是十分關(guān)鍵的一步，下面就前車門，介紹鉸鏈的配置。 在 L 方向以車身開 口線為基準(zhǔn)，確定鉸鏈。鉸鏈的安裝要求有一定的空間，還要確保其平面位置，以有充足的調(diào)整余量。鉸鏈與內(nèi)板之間的間隙為 D1=，內(nèi)、外板間距 3mm ，內(nèi)板厚度 ，所以鉸鏈凸緣到外板的間距為+3mm+=，車門上安裝鉸鏈平面調(diào)整余量為 D2=，鉸鏈座與外板間距 D=+6mm+3mm=，以這兩個(gè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)在 H、 W 兩方向反復(fù)比較，使上圖中 a、 e 兩值盡可能合理，最終確定鉸鏈位置。鉸鏈安裝位置的密封條線要光滑。 各種間隙應(yīng)是用作分析的參考，而不應(yīng)作為設(shè)計(jì) 的標(biāo)準(zhǔn)，前后車門鉸鏈配置不要把目標(biāo)值作為限界，而應(yīng)以斷面分析為主要依據(jù)。 鉸鏈中心線在經(jīng)歷概念定義、開口限界、詳細(xì)定義、鉸鏈布置這一過程之后，最終確定，同時(shí)外表面開口線也已經(jīng)確定。至此，工程分析對(duì)前車門外表面的定義已經(jīng)基本結(jié)束。 車門主斷面設(shè)計(jì) 主斷面設(shè)計(jì)是車門設(shè)計(jì)的重要組成部分，能夠?yàn)樵煨驮O(shè)計(jì)提供盡可能多的結(jié)構(gòu)信息，也是指導(dǎo)詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。在主斷面設(shè)計(jì)中，包含了盡可能多的信息：來自各個(gè)方面的概念設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：外板、內(nèi)板、鉸鏈、限位器、手柄、內(nèi)飾、升降器等；部件的安裝點(diǎn)表示、與相鄰部件之間的位置關(guān)系以 及相鄰部件的料厚關(guān)系等；設(shè)計(jì)目標(biāo)品質(zhì)；材料信息；料厚信息估算的重量、重心；估算的成本；設(shè)計(jì)規(guī)則；繼承件信息；部件的設(shè)計(jì)形狀趨勢(shì)描述，等等方面。 主斷面設(shè)計(jì)要自成一系，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)，從外表面發(fā)布開始，到主斷面設(shè)計(jì)而止。外表面的變動(dòng)能夠直接引起主斷面的快速更新。主斷面不能被其他設(shè)計(jì)直接引用，主斷面位置如圖 所示。 16 圖 前車門斷面分布 車門剛性設(shè)計(jì) a)車門窗框的剛性設(shè)計(jì)與膠條壓縮量定義 窗框剛性設(shè)計(jì)主要考慮的問題如下： 1)前車門：高速運(yùn)行時(shí)的負(fù)壓影響；結(jié)構(gòu)本身剛性（用密封條反作用力來計(jì)算 ）。2)后車門：結(jié)構(gòu)剛性；品質(zhì)剛性。 密封條的壓縮量 S 的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮表 中的幾個(gè)方面 表 密封條壓縮量考慮的幾個(gè)方面 序號(hào) 變量 內(nèi)容 推薦值（ mm） 1 a 負(fù)壓吸出量 ≤ 2 b 安裝公差 177。 2 3 c 窗框振動(dòng)量 4 d 密封永久變形 5 e 最低密封量 S=a+b+c+d+e (S 一般為 7mm) 不論在任何位置，都要確保密封條的安裝平面，及密封條與內(nèi)板的貼合部位不能超過 R 終止線。密封條的壓縮量要大于 ，密封條線要光 滑，最小圓角不得小于R90。 密封條的質(zhì)量對(duì)保證車體外形質(zhì)量十分重要，在設(shè)計(jì)過程中對(duì)密封條的反力計(jì)算也是建立在質(zhì)量穩(wěn)定的基礎(chǔ)上的。 17 一般的車采用一層密封，高級(jí)車采用雙層密封。 通過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)及分析，可得出窗框最大負(fù)壓處及結(jié)構(gòu)剛性最差處如 a、 b 兩點(diǎn)。所以在設(shè)計(jì)中就應(yīng)把這兩點(diǎn)作為最大位移來調(diào)整窗框，即向車內(nèi)偏轉(zhuǎn)。具體分兩步： 第一步，以 m軸轉(zhuǎn) o 點(diǎn)，偏 1mm； 第二步，以 n 軸轉(zhuǎn)，偏 2mm。 b)車門外板剛性設(shè)計(jì) 外板張剛性設(shè)計(jì)也是外板設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。首先要確定目標(biāo)值（下表為參考等級(jí)），然后選定測(cè)試點(diǎn)，測(cè)試點(diǎn)的選 定以經(jīng)驗(yàn)確定，如表 所示。 表 剛性等級(jí)推薦值 測(cè)試力： 10kgf 等級(jí) 4 級(jí) 5 級(jí) 6 級(jí) 7 級(jí) 8 級(jí) 變形（ mm） — — — — — 對(duì)于測(cè)試結(jié)果不合格的點(diǎn)，有以下幾項(xiàng)對(duì)策： 1)增加板厚，如圖中 ② 、 ④ （前門）不合格，板厚增加到 ， ② 點(diǎn)變形量為 ， ④ 點(diǎn)變形量為 ，由此可知， t= 時(shí)，基本滿足 8 級(jí)要求。 2)增加加強(qiáng)梁，加強(qiáng)梁的位置應(yīng)與變形量相對(duì)應(yīng)。 3)增 加 PP 片 這三種方法要對(duì)其成本加以考核，最終確定（如圖 所示）。 圖 外板剛性測(cè)試點(diǎn) 對(duì)外手柄周邊位置的張剛性探討，以永久變形為主，目標(biāo)值為 25kgf 時(shí)，永久變形小于 。 18 車門玻璃升降器布置 a)W 方向升降器壓縮、引張量的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì) 如圖 所示： 圖 升降器壓縮、引張量 1)上止點(diǎn)壓縮量： a≤ 12mm 2)最大引張量： b≤ 3)下止點(diǎn)壓縮量： c≤ 25mm b)擠出力計(jì)算 如圖 所示： 圖 擠 出力計(jì)算 1） 上升力 F1 1c os)21(1 ?LlDDTF m ??? ( mT ：上升最大扭矩 D1：齒板直徑 D2：齒輪直徑 ) 19 2） 擠出力 P ??? 2sin1 ?FP ? (? ：效率 80%) c)壓縮引張量的確定 1） a、 b 分別為上、下止點(diǎn)的兩臂交叉點(diǎn)； 2） 以 a、 b 連線處切斷面； 3） 得出玻璃中心線和 c、 d 兩點(diǎn)，對(duì)應(yīng)在玻璃中心線上的 e、 f 兩點(diǎn)，即為計(jì) 算壓縮量的兩點(diǎn)，中間一點(diǎn) g 為引張量的計(jì)算點(diǎn)。 表 升降器布置尺寸推薦值 序號(hào) 變量 內(nèi)容 推薦值 1 a 玻璃托架與玻璃導(dǎo)槽夾角 ≤ 104176。 2 b 上止點(diǎn)滾輪間距 ≥ 200mm 3 c 下止點(diǎn)滾輪間距 ≥ 190mm 4 d 滾輪中心到止點(diǎn)余量 ≥ 10mm 5 e 舉升臂滾輪的余量 ≥ 10mm 6 f 平衡臂滾輪中心的余量 ≥ 10mm 7 g 玻璃殘余量 3mm≤ h≤ 5mm d)升降器布置經(jīng)驗(yàn)判斷 升降器布置以經(jīng)驗(yàn)值來判斷，但不是絕對(duì)的，最終的參數(shù)確定需要經(jīng)過校核，其推薦值如表 所示。 e)升降器與玻璃中心的關(guān)系 玻璃升降器在 H 方向的配置：以玻璃下邊緣為基準(zhǔn)，放置在中間，在 L 方向，以玻璃中心為基準(zhǔn)，玻璃中心與臂交叉點(diǎn)距離為 S， S≤ 60mm，如圖 所示。 20 圖 叉臂交點(diǎn)與玻璃重心的關(guān)系 f)布置的實(shí)現(xiàn) 按照如上進(jìn)行升降器布置，玻璃托架也在此時(shí)定義。將升降器按照斷面點(diǎn)裝配到位，它的安裝座面就確定了。 車門外手柄布置 外手柄配置中最重要的就是位置的確定，如果位置確定得不合理，乘員在開關(guān)車門時(shí)就有可能發(fā)生危險(xiǎn)。以額頭、鼻子、下顎三部分為基準(zhǔn)點(diǎn)，確定三個(gè)橢圓，橢圓長(zhǎng)軸 336mm，短軸 184mm，傾角 θ=176。 A—— 外手柄距地面高 B—— 車門角距地面高 C—— 外手柄距車門角距離 D—— 車門角軌跡與橢圓間隙 1)下顎： L=（ A） +（ C） +94 W=（ A） +157 Z=（ B） （ D） 2)鼻子： L=（ A） +（ C） +66 W=（ A） +104 Z=（ B） （ D） 3)額頭： L=（ A） +（ C） +51 W=（ A） +87 Z=（ B） +（ D） 47 21 以上計(jì)算式中， L、 W 確定橢圓中心， Z 為判別式， Z 小于零為合適。 以經(jīng)驗(yàn)值來判斷，從外側(cè)手柄中心到車門窗框的距離 C≤ 244mm，外拉式外手柄相對(duì)車門外板的突出量要小于 40mm 在車門外手柄位置確定后，根據(jù)外手柄的位置，確定車門外板的翻邊深度、倒角、扣手的空間等尺寸，并將這些信息以斷面的型式傳遞給外板設(shè)計(jì)人員，作出外手柄的安裝結(jié)構(gòu)及型面。 內(nèi)手 柄布置 內(nèi)手柄的位置是造型所必需的，而且要滿足人體工學(xué)的要求，根據(jù)人體工學(xué)的要求，內(nèi)手柄相對(duì)的適用范圍見圖。內(nèi)手柄安裝螺釘與玻璃面間隙要大于 8mm。 內(nèi)板作業(yè)孔、內(nèi)飾板安裝孔及其它孔的布置 內(nèi)板作業(yè)孔主要是為了安裝機(jī)能部件設(shè)計(jì)的，分別為玻璃升降器作業(yè)孔（兼有安裝玻璃導(dǎo)槽下固定位安裝）、門鎖安裝作業(yè)孔、限位器安裝作業(yè)孔。內(nèi)板面上其余位置可作相應(yīng)加強(qiáng)處理。 其他孔的布置主要包括 :裝焊基準(zhǔn)孔、沖壓基準(zhǔn)孔、升降器安裝孔、限位器安裝孔、鎖安裝孔、玻璃導(dǎo)槽安裝孔、內(nèi)飾安裝孔、內(nèi)扣手支架安裝孔、鉸鏈安裝孔、線束卡子安裝孔、排液孔、工藝過孔等。 密封膠溝的設(shè)計(jì) 密封膠溝的設(shè)計(jì)應(yīng)光滑，溝寬一般為 d1=14mm，溝深 d2=1mm，溝邊倒角 R≤3，防水罩到溝邊距離 d3≥10。 密封膠溝設(shè)計(jì)注意以下幾點(diǎn)： 1)防水罩的密封要可靠地實(shí)施； 2)全周設(shè)定丁基膠帶； 3)按各車的要求性能、線束等的切口部要設(shè)定海綿條、粘貼膠帶，要 仔細(xì)檢查 。 其它部件布置 車門止動(dòng)塊、后視鏡安裝面等部件的布置也需要逐步與相關(guān)人員溝通確認(rèn)，最終在車門布置階段做分析。 在經(jīng)歷了以上詳細(xì)布置以后，所有的布置信息在中用最簡(jiǎn)單的點(diǎn)、線、面構(gòu)建出來 ，作為對(duì)所有車門部件詳細(xì)設(shè)計(jì)的必備輸入條件來發(fā)布。 本章小結(jié) 本章對(duì)車門的前期準(zhǔn)備、布置流程與方法、詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與方法、分析內(nèi)容做了 22 研究，特別是對(duì)車門的布置流程與方法作了深入的探討，對(duì)涉及布置的硬點(diǎn)分別從理論上與經(jīng)驗(yàn)上做了判斷，另外在詳細(xì)設(shè)計(jì)的技巧與分析工作的內(nèi)容上也作了研究，該流程的研究能夠?qū)?shí)際的開發(fā)工作起到一定的借鑒意義。 第 4 章 車門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)附件的強(qiáng)度校核 車門參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù) 23 汽車車門的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，是通過參數(shù)化設(shè)計(jì)采 用幾何約束控制產(chǎn)品形狀的幾何特征，改變約束可迅速獲得不同的設(shè)計(jì)結(jié)果，提高設(shè)計(jì)效率，有助于減輕設(shè)計(jì)人員的工作強(qiáng)度。 參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)是當(dāng)前 CAD/CAM 系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)之一，主要是通過改動(dòng)圖形某一部分或某幾部分的尺寸，自動(dòng)完成對(duì)圖形中相關(guān)部分的改動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)圖形的驅(qū)動(dòng)，只需要根據(jù)某些具體的條件和參數(shù)來決定產(chǎn)品某一結(jié)構(gòu)形式下的結(jié)構(gòu)參數(shù)，從而設(shè)計(jì)出不同規(guī)格的產(chǎn)品。參數(shù)化設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率，有效保證產(chǎn)品模型的安全可靠性，極大地改善設(shè)計(jì)的柔性，并在概念設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、實(shí)體造型、裝配、公差分析、機(jī)構(gòu)仿真、優(yōu)化設(shè)計(jì) 等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。參數(shù)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是幾何約束關(guān)系的提取和表達(dá)、約束求解以及參數(shù)化幾何模型的構(gòu)造。它允許尺寸欠約束的存在，設(shè)計(jì)者可以采用先形狀后尺寸的設(shè)計(jì)方式，優(yōu)先考慮滿足設(shè)計(jì)要求的幾何形狀而暫不用考慮尺寸細(xì)節(jié)，設(shè)計(jì)過程相對(duì)寬松。 在車門設(shè)計(jì)的布置設(shè)計(jì)階段，產(chǎn)品的內(nèi)部機(jī)能件主要位置、結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)難以具體化，設(shè)計(jì)師關(guān)心的是產(chǎn)品的基本結(jié)構(gòu)、主要尺寸關(guān)系，因此無法采用具體尺寸繪圖設(shè)計(jì)。參數(shù)化計(jì)系統(tǒng)可以在布置設(shè)計(jì)過程中通過捕捉模型中存在的關(guān)系及其定義的參數(shù)化的位置點(diǎn)來捕捉機(jī)能件的位置，同時(shí)也允許對(duì)零件進(jìn)行反復(fù)地編輯 ，允許用戶試探不同的設(shè)計(jì)方案或生成不同的位置版本和零件版本，對(duì)位置的編輯可以簡(jiǎn)單地通過改變草圖的關(guān)系來完成，如在鉸鏈布置時(shí)，通過改變幾個(gè)不同方向上的草圖上的幾個(gè)點(diǎn)，然后進(jìn)行重新計(jì)算，就可以完成新的設(shè)計(jì)，非常簡(jiǎn)便。 車門的結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn) 車門的結(jié)構(gòu)類型多種多樣，按開啟方式可分為旋轉(zhuǎn)門、拉門、折疊門和外擺式車門；按車門結(jié)構(gòu)可分為整體式車門和分開式車門；按有無窗框可分為有窗框和無窗框式車門；按旋轉(zhuǎn)方向可分為順開門、逆開門和上開門。 對(duì)于不同類型的車門又可分為車門本體、車門附件兩部分。車門本體包括車門內(nèi)外板、 加強(qiáng)板和窗框等，如圖 ，是一個(gè)整體涂漆、未裝備狀態(tài)的鈑金焊接總成，是實(shí)現(xiàn)車門整體造型效果、強(qiáng)度、剛度及附件安裝的基礎(chǔ)框架。而附件則是為滿足車門的各項(xiàng)功能要求，在車門本體或其他相鄰結(jié)構(gòu)件上裝配的零件及總成。 車門作為一個(gè)綜合的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，和車廂一起構(gòu)成乘員的周圍空間范圍， 車門 具有足夠大的強(qiáng)度、剛度和良好的振動(dòng)特性，以滿足車門閉合時(shí)耐沖擊性及與側(cè)碰時(shí)的耐撞性等各項(xiàng)性能的要求 。 前車門以安裝于車門前側(cè)的鉸鏈為旋轉(zhuǎn)軸來實(shí)現(xiàn)開啟和關(guān)閉。承擔(dān)載荷的部件有外門板、內(nèi)門板、上加強(qiáng)板、下加強(qiáng)板、門鎖加強(qiáng)板、鉸鏈加強(qiáng)板和鉸 鏈，由薄板沖壓成型并通過焊接連成一個(gè)整體的受力結(jié)構(gòu)。 24 a)有窗框車門（獨(dú)立窗框） b)有窗框車門（整體窗框） c)無窗框車門 圖 車門及窗框結(jié)構(gòu)形式 按車門結(jié)構(gòu)形式的不同， 車門可分為整體式車門和分體式車門。兩種形式各有優(yōu)缺點(diǎn)： （ 1）整體式車門的整體剛度好，密封容易保證，裝配尺寸公差易保證，維修時(shí)拆裝簡(jiǎn)單；但缺點(diǎn)在于沖壓工藝中窗口位置要產(chǎn)生大面積廢料，而且外部門框一般寬大且不均勻，外觀效果較差，門框占據(jù)了側(cè)圍上邊梁的部分區(qū)域，使上邊梁主斷面面積受到影響； （ 2）分體式車門的門框細(xì)而均勻，甚至可做成無窗框效果，提供更大范圍的視野，如果配合窗口周圈裝飾亮條的使用可達(dá)到前后車窗的整體化效果，美觀實(shí)用，同時(shí)有利于提供上邊梁主斷面更大的截面面積，大量使用滾壓成形，降低模具難度和成本，極大提高材料利用率；但缺點(diǎn)是裝配工藝復(fù)雜，尺寸公差尤其是外部公差保證的難度加大，整體剛性差，密封困難。