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目錄 摘要 - 1 - Abstract - 1 - 1前言 - 2 - 2緒論 - 3 - 2.1汽車歷史 - 3 - 2.2限位器歷史背景 - 4 - 2.3限位器的作用 - 5 - 2.4限位器的分類 - 5 - 2.5車門(mén)限位器工作原理 - 7 - 3設(shè)計(jì)分析 - 8 - 3.1 F202前車門(mén)限位器的任務(wù)要求 - 8 - 3.1.1基本要求及選擇 - 8 - 3.1.2外觀及工作要求 - 9 - 3.1.3操作特性 - 9 - 3.2 理論分析 - 10 - 3.3 F202前車門(mén)限位器布置方法 - 12 - 4.F202前車門(mén)限位器設(shè)計(jì) - 13 - 4.1 限位器主臂軌跡的設(shè)計(jì) - 13 - 4.2限位器主臂的形狀設(shè)計(jì) - 18 - 4.2.1限位器的力學(xué)研究 - 18 - 4.2.2重力矩的計(jì)算 - 20 - 4.2.3開(kāi)門(mén)力矩的計(jì)算 - 21 - 4.2.4限位器有效分力計(jì)算 - 23 - 4.2.5限位器主臂形狀設(shè)計(jì) - 26 - 4.3限位器其他零部件的選擇 - 27 - 5.限位桿的沖壓工藝設(shè)計(jì) - 28 - 5.1沖壓件的工藝性分析及工藝方案 - 28 - 5.1.1沖壓件的尺寸精度 - 28 - 5.1.2生產(chǎn)批量 - 28 - 5.1.3沖壓工藝方案的確定 - 28 - 5.2初始計(jì)算 - 28 - 5.2.1搭邊設(shè)計(jì) - 28 - 5.2.2排樣圖設(shè)計(jì) - 30 - 3.1.3材料利用率計(jì)算 - 30 - 5.3工藝計(jì)算 - 31 - 5.3.1工藝力計(jì)算 - 31 - 5.3.2沖孔8.5以及6 - 32 - 5.3.3工藝力計(jì)算 - 33 - 5.3.4設(shè)備選擇 - 34 - 5.3.5凸模與凹模刃口部分尺寸的計(jì)算 - 35 - 5.4凸、凹模結(jié)構(gòu) - 38 - 5.4.1凹模洞口的類型 - 38 - 5.4.2凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) - 40 - 1. 卸料裝置 - 40 - 2. 模架選擇 - 41 - 5.5模具裝配圖及爆炸圖 - 42 - 總結(jié)與體會(huì) - 45 - 致謝詞 - 47 - 參考文獻(xiàn) - 48 - - 44 - 摘要 從車門(mén)限位器的結(jié)構(gòu)、原理、性能要求及限位器的布置思路；研究了滿足手感要求的開(kāi)關(guān)門(mén)力矩、重力矩和限位器力矩之間的關(guān)系，從而得出限位器主臂形狀設(shè)計(jì)思路。提出了限位器主臂軌跡的求解方法；推導(dǎo)出限位器力臂的計(jì)算公式、限位器合力及分力的關(guān)系式，平路、斜坡、上坡及下坡等各種情況下重力矩的求解方法。同時(shí)介紹了車門(mén)限位器，包括限位臂和限位殼體總成組成，在限位器的一端設(shè)有緩沖殼體，并在其端部設(shè)有限位銷，緩沖殼體內(nèi)設(shè)有緩沖膠塊，其特征為：限位器殼體內(nèi)部包括上下對(duì)稱的彈簧、滾針、以及支撐滾針的導(dǎo)槽。最后做了F202前車門(mén)限位器的限位桿的沖壓模具。 【關(guān)鍵詞】：車門(mén)限位器、限位臂軌跡、限位殼、限位力臂 Abstract For from the limit of the structure, principle, performance requirements and spacing device layout thinking; Put forward the boom trajectory limit device several methods of solving; Deduces the calculation formula for 3-phase arm is, limit the equation of force and component, flat road, slope, uphill and downhill, etc. Various kinds of cases heavy torque, studied the method of calculating the required open closed feel satisfied, heavy torque and torque limit is the relationship between torque limit device, concluded that the boom shape design ideas. Meanwhile introduces the limit device, including limit arm and limit shell assembly is composed in the end, limit, and with buffer shell JiDuan department sets limit pin, buffer shell contains a buffer blob of, its characteristic is: limit the diverter housing and internal including the spring, needle symmetry, and support needles guide groove. Finally done before F202 analyzing the movement of the limit device and get the result. 【Key words】: door checker track limit shell limit torque 1前言 車門(mén)限位器是用以定位車門(mén)的開(kāi)關(guān)角度，控制車門(mén)停留在要求的位置，在最大開(kāi)啟角度范圍內(nèi)設(shè)兩到三個(gè)檔位，并在開(kāi)關(guān)門(mén)的過(guò)程中有一定的保持力矩和開(kāi)啟關(guān)閉力矩的裝置。它既能防止因開(kāi)關(guān)門(mén)過(guò)猛或大風(fēng)天氣而損壞車門(mén)和傷害行人，也能防止在坡路上因車門(mén)的突然關(guān)閉而造成人員的傷害。 限位器可分為獨(dú)立式和復(fù)合式結(jié)構(gòu)。獨(dú)立式限位器的結(jié)構(gòu)多種多樣，在獨(dú)立式限位器如下圖中常用的一種結(jié)構(gòu)式由限位臂和限位器殼體總成等零件組成此種獨(dú)立式限位器是通過(guò)限位臂上凹凸槽與殼體內(nèi)的滾針相接觸，并通過(guò)彈性體大道夾緊限位臂的作用。 如圖1.1 目前，限位器的彈性體大都采用橡膠塊的形式，所以。但隨著使用次數(shù)的增加，橡膠塊經(jīng)常被壓縮，再考慮到天氣等原因，橡膠塊很容易老化，失去彈性體的作用，使限位力矩減小，并最終導(dǎo)致限位器失效。特別是在寒冷地區(qū)，橡膠塊硬化，使開(kāi)門(mén)困難。如何保證彈性體的彈性，保證限位器的使用壽命，一直是車輛研究機(jī)構(gòu)和廠家所要解決的問(wèn)題。 目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于車門(mén)限位器的法規(guī)及設(shè)計(jì)指導(dǎo)資料甚少，而限位器作為直接影響車門(mén)開(kāi)啟手感及車門(mén)檔位的功能件，其從開(kāi)始的設(shè)計(jì)布置到最后的性能驗(yàn)證，都是一個(gè)值得深入研究的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域。限位器的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是旋轉(zhuǎn)與線運(yùn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該控制主臂的運(yùn)動(dòng)軌跡，避免與周邊件干涉，同時(shí)應(yīng)控制主臂與限位器盒的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，對(duì)限位器的耐久性有一定的幫助。本文提供了一種從限位器主臂軌跡設(shè)計(jì)，到限位器力臂、力矩及主臂形狀設(shè)計(jì)的前期布置與設(shè)計(jì)思路。 2緒論 2.1汽車歷史 從1957年新中國(guó)的第一輛汽車正式生產(chǎn)下線，中國(guó)汽車在20世紀(jì)中期經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的緩慢發(fā)展階段，在經(jīng)過(guò)2003年和2006年的兩輪爆發(fā)式增長(zhǎng)后，開(kāi)始步入平穩(wěn)增長(zhǎng)階段。2009年嚴(yán)峻的宏觀經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下，中國(guó)汽車行業(yè)的發(fā)展面臨著前所未有的挑戰(zhàn)與機(jī)遇，同時(shí)也受到來(lái)自各個(gè)方面的沖擊。中國(guó)要想從汽車制造大國(guó)發(fā)展成為汽車產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)，就必須在汽車產(chǎn)品的研發(fā)上取得突破。歐美日的汽車企業(yè)之所以能夠如此強(qiáng)勢(shì)，與他們幾十年甚至上百年的技術(shù)革新與經(jīng)驗(yàn)積累是分不開(kāi)的，翻開(kāi)他們汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史，我們都能夠清晰的感受到他們相同的企業(yè)發(fā)展脈絡(luò)：明確的市場(chǎng)定位，堅(jiān)定不移的技術(shù)研發(fā)，引領(lǐng)潮流的戰(zhàn)略方向，這一切，做足了他們的原始積累。我們的起步盡管有些晚，但是汽車產(chǎn)業(yè)作為中國(guó)經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，近年來(lái)在技術(shù)研發(fā)上的投入力度明顯增加，從過(guò)去的汽車產(chǎn)品進(jìn)口到產(chǎn)品引進(jìn)生產(chǎn)再到技術(shù)轉(zhuǎn)化，近幾年來(lái)更是直接的技術(shù)引進(jìn)、并購(gòu)國(guó)外先進(jìn)的汽車企業(yè)，中國(guó)的汽車技術(shù)如雨后春筍般迅猛發(fā)展。生產(chǎn)廠家為了能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，就必須提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，所有這些迫使設(shè)計(jì)者不斷地尋求智能化的設(shè)計(jì)工具和先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法。 目前汽車產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度很快，而每一款汽車的設(shè)計(jì)作為一個(gè)系統(tǒng)的工程，是相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程，很多跨國(guó)汽車公司早在幾十年前就已經(jīng)打破了這種相對(duì)的獨(dú)立，將設(shè)計(jì)的每一個(gè)過(guò)程凝練提升，形成一個(gè)個(gè)模塊，按照系統(tǒng)的方法組織起來(lái)，定義為汽車設(shè)計(jì)流程。在以后的新車設(shè)計(jì)中，將每一個(gè)過(guò)程融入了這種既定的設(shè)計(jì)模式，按部就班地推進(jìn)，控制著汽車的每一個(gè)非常詳細(xì)的設(shè)計(jì)過(guò)程，從而順利高效地完成設(shè)計(jì)。在國(guó)內(nèi)，一汽、二汽、上汽等大的汽車企業(yè)集團(tuán)都已經(jīng)建立起了比較完善的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程，在國(guó)內(nèi)愈演愈烈的車產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)中，這些企業(yè)的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力有著明顯的優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品更新速度快，質(zhì)量可靠，深得用戶的信賴，可見(jiàn)研發(fā)流程的建立對(duì)企業(yè)的重要意義。 隨著汽車車身造型的設(shè)計(jì)與修改要求日趨增高，參數(shù)化設(shè)計(jì)更符合和貼近現(xiàn)代CAD中的概念設(shè)計(jì)和并行設(shè)計(jì)思想，并可提高設(shè)計(jì)與分析的柔性，因此車身模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)已經(jīng)成為車輛制造行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。參數(shù)化設(shè)計(jì)是以一種全新的思維方式來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的創(chuàng)建和修改設(shè)計(jì)的方法。目前傳統(tǒng)的手工造型方法已被建立在各種先進(jìn)的造型建模軟件基礎(chǔ)上的計(jì)算機(jī)輔助造型方法所取代，參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)能夠快速吸收國(guó)外汽車車身設(shè)計(jì)的先進(jìn)技術(shù)，快速響應(yīng)市場(chǎng)，提高我國(guó)自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)汽車的能力，提高汽車產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力。 2.2限位器歷史背景 在限位器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，國(guó)外汽車大公司和設(shè)計(jì)公司經(jīng)過(guò)幾十年的試驗(yàn)、分析、經(jīng)驗(yàn)積累，形成了實(shí)用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)、設(shè)計(jì)改正記錄和設(shè)計(jì)規(guī)范，以及面向整個(gè)開(kāi)發(fā)流程的 CAE（Computer Aided Engineering）技術(shù)，有效地幫助和指導(dǎo)著設(shè)計(jì)師進(jìn)行輕量化、強(qiáng)度剛度、NVH（Noise Vibration Harshness）、碰撞、空氣動(dòng)力學(xué)、疲勞以及板金沖壓成型分析。目前我國(guó)汽車行業(yè)中，只有幾個(gè)大企業(yè)中有一些關(guān)于限位器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析資料，且很不系統(tǒng)，沒(méi)有形成規(guī)范化數(shù)據(jù)庫(kù)和設(shè)計(jì)分析規(guī)范，使得我們的設(shè)計(jì)分析工作缺乏技術(shù)依據(jù)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工程分析水平總在低水平徘徊。 由上面的分析，可以看出國(guó)外大汽車公司在汽車設(shè)計(jì)過(guò)程中，積累了許多共性的、可供參考的東西，如先進(jìn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)，擁有大量試驗(yàn)、用戶數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)的工程數(shù)據(jù)庫(kù)（如總布置參數(shù)、結(jié)構(gòu)斷面），先進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法和試驗(yàn)規(guī)范等，這些都是最寶貴的技術(shù)財(cái)富。如果我們能將這些資料加以整理分析，把設(shè)計(jì)原理和知識(shí)、同類設(shè)計(jì)以及專家經(jīng)驗(yàn)等融入到軟件中去，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的重用，那么設(shè)計(jì)者就能避免大量的重復(fù)性設(shè)計(jì)工作，這對(duì)轎車車身設(shè)計(jì)乃至小小的限位器設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)尚不豐富的我國(guó)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，無(wú)疑具有重大指導(dǎo)意義。 因此，下一代的 CAX 系統(tǒng)應(yīng)該利用計(jì)算機(jī)延伸以創(chuàng)造性思維為核心的人類專家的設(shè)計(jì)能力，盡可能地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程的自動(dòng)化。這才是真正意義上的設(shè)計(jì)工具。設(shè)計(jì)的過(guò)程取決于對(duì)知識(shí)的掌握、處理和應(yīng)用，沒(méi)有知識(shí)就無(wú)法進(jìn)行分析、判斷和決策，因此設(shè)計(jì)自動(dòng)化就是對(duì)知識(shí)的自動(dòng)化處理。目前，基于知識(shí)的工程 (Knowledge Based Engineering，KBE)技術(shù)是解決這一問(wèn)題最有前途的方案。 2.3限位器的作用 車門(mén)限位器是車門(mén)運(yùn)動(dòng)開(kāi)啟與關(guān)閉過(guò)程中的定位裝置，同樣是不可忽視的部件。 限位器具有以下功用： 1)保護(hù)車門(mén)前邊框，防止與車身板金接觸； 2)實(shí)現(xiàn)一定角度區(qū)域內(nèi)的自動(dòng)開(kāi)啟定位與自動(dòng)關(guān)閉車門(mén)； 3)刮風(fēng)天，特別是車輛順風(fēng)開(kāi)門(mén)時(shí)，它能保護(hù)車門(mén)，限制到一定程度、而不被損 壞。 2.4限位器的分類 1 滑移式 橡膠雙面壓力彈簧 最大扭矩：~35Nm 質(zhì)量：~190g 2 凹坑式 金屬雙面壓力彈簧 最大扭矩：40Nm 質(zhì)量：~170g-240g 3 輥軸式 螺旋彈簧 最大扭矩：50Nm 質(zhì)量：~270g 4 輥軸式 扭轉(zhuǎn)彈簧 最大扭矩：50Nm 質(zhì)量：~320g 5 滑移式 金屬雙面壓力彈簧 最大扭矩：60Nm 質(zhì)量：~300g 我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中，常常根據(jù)不同的扭力需求，選用不同的結(jié)構(gòu)類型。 同時(shí)，以上5種不同的結(jié)構(gòu)形式，按照次序，價(jià)格依次增加。 2.5車門(mén)限位器工作原理 無(wú)論哪種類型的限位器，其工作原理均是通過(guò)車門(mén)的開(kāi)閉，帶動(dòng)安裝在車門(mén)上的限位器盒，使限位器盒里的彈性元件與限位主臂間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，靠主臂的形狀使彈性原件產(chǎn)生或大或小的彈性力，壓擠主臂產(chǎn)生摩擦限位力，最終實(shí)現(xiàn)達(dá)到開(kāi)門(mén)手感要求和車門(mén)限位的目的。 2.6限位器的主要結(jié)構(gòu)形式 限位器主要結(jié)構(gòu)如圖2.6.1所示，一般由四部分組成：①固定在車體上的支座；②固定在車門(mén)上的限位盒；③提供限位力的彈性元件，如橡膠塊、螺旋彈簧、扭桿彈簧等限位結(jié)構(gòu)；④主臂或凸輪。根據(jù)彈性原件及限位結(jié)構(gòu)的不同，目前汽車上的限位器常見(jiàn)結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。 圖 2.1 3設(shè)計(jì)分析 3.1 F202前車門(mén)限位器的任務(wù)要求 3.1.1基本要求及選擇 限位器應(yīng)符合圖紙的規(guī)定，并按經(jīng)規(guī)定程序批準(zhǔn)的產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件制造。我們將設(shè)計(jì)的是一款新型大眾型商務(wù)車，既然面向大眾所以我們要嚴(yán)格控制成本，另外又要考慮到自身工藝水平等因素，而且這款車在車門(mén)限位方面沒(méi)有特別的要求，所以我們根據(jù)2.4的限位器分類來(lái)看，我們選用最便宜這款滑移式，橡膠雙面壓力彈簧，最大扭矩35N。 3.1.2外觀及工作要求 （1）限位器外觀色澤均勻，金屬表面處理層均勻、無(wú)碰劃傷等缺陷； （2）塑料件表面無(wú)縮痕和斑點(diǎn)以及損傷等缺陷； （3）各摩擦部位應(yīng)按照?qǐng)D紙要求均勻涂圖紙規(guī)定牌號(hào)的潤(rùn)滑脂，且必須遵守圖紙上有關(guān)潤(rùn)滑脂數(shù)量的規(guī)定，不允許不抹潤(rùn)滑脂或抹得過(guò)多。 （4）限位器應(yīng)限位準(zhǔn)確、可靠，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中無(wú)卡滯、異響等缺陷。 3.1.3操作特性 （1）車門(mén)最大開(kāi)啟力和最大關(guān)閉力滿足圖紙的要求：如果圖紙無(wú)要求，可以采用以下標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收：30-35N。 （2）操作扭矩特性曲線滿足圖紙要求; （3）限位器抗拉強(qiáng)度承受最大扭矩390N.m時(shí)應(yīng)無(wú)破壞。 耐候性： （1）限位器應(yīng)經(jīng)-322C耐寒性試驗(yàn)后，操作扭矩變化率應(yīng)在30%以內(nèi)，工作過(guò)程中應(yīng)無(wú)異響，任何部位不允許出現(xiàn)開(kāi)裂等缺陷。 （2）限位器經(jīng)+802C、75%濕度的耐熱性試驗(yàn)后，操作扭矩變化率應(yīng)在30%以內(nèi)，工作過(guò)程中應(yīng)無(wú)異響，任何部位不允許出現(xiàn)開(kāi)裂、變形等缺陷。操作扭矩變化率應(yīng)在5%以內(nèi)； （3）限位器在經(jīng)過(guò)高低溫試驗(yàn)，恢復(fù)室溫后，工作過(guò)程中應(yīng)無(wú)異響，任何部位不允許出現(xiàn)開(kāi)裂等缺陷。 耐久性： 限位器經(jīng)50000次循環(huán)耐久性試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程中，任何部位不允許出現(xiàn)異常磨損、開(kāi)裂等缺陷，操作扭矩變化率應(yīng)在30%以內(nèi)，工作過(guò)程中應(yīng)無(wú)異響。 耐腐蝕性： 限位器經(jīng)114小時(shí)鹽霧試驗(yàn)后，試驗(yàn)后各部位應(yīng)無(wú)肉眼可見(jiàn)的腐蝕、發(fā)漲、表層脫落等缺陷。限位功能正常，工作過(guò)程中應(yīng)無(wú)卡滯、異響等缺陷。 螺紋連接強(qiáng)度要求 螺紋的鏈接強(qiáng)度不小于13N.m 。 3.2 理論分析 為了保證汽車在一定角度的斜坡上車門(mén)保持開(kāi)啟狀態(tài)的能力（如下圖3.1），需要該限位器最大扭矩達(dá)到一定值。 圖3.1 最大扭矩S為門(mén)開(kāi)啟到最大角度時(shí)，門(mén)的重力產(chǎn)生的圍繞鉸鏈軸心線的使門(mén)關(guān)閉的扭矩。根據(jù)最大扭矩值選用限位器類型。 1）關(guān)于力臂 圖3.2 當(dāng)車門(mén)開(kāi)啟時(shí)， F（N）H（m）=T(Nm) 其中，F(xiàn)為限位器臂所受的張力，H為限位器力臂，則T為限位器圍繞鉸鏈軸產(chǎn)生的扭矩。T值不能超過(guò)限位器所能承受的最大扭矩。根據(jù)第三章的限位器任務(wù)要求，最大開(kāi)門(mén)力F最大為35N，H限位力臂臨界值為60mm所以當(dāng)門(mén)開(kāi)啟時(shí)臨界狀態(tài)T=2.1Nm 下圖是力臂隨著開(kāi)啟角度增大的變化曲線： 圖3.3 力臂大小60mm是臨界狀態(tài)。在車門(mén)開(kāi)閉的始終，力臂大小要大于臨界狀態(tài)。 2）關(guān)于開(kāi)門(mén)操作力 開(kāi)門(mén)力的大小等于用來(lái)克服門(mén)自身關(guān)閉傾向的力與開(kāi)門(mén)過(guò)程中限位器自身圍繞鉸鏈軸心線產(chǎn)生的扭矩之和。 圖3.4 在評(píng)判操作力的大小方面，無(wú)硬性的法規(guī)要求，亦沒(méi)有相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值。市場(chǎng)上存在的車型中，操作力大小亦各不同樣。限位明確，開(kāi)關(guān)順暢無(wú)停滯感為最佳。所以我們接著采用第三章任務(wù)要求里面的30-35N為準(zhǔn)。 3）關(guān)于檔位 一般分為兩檔和三檔： 如果分為兩檔，則一般分為：30~35，55~65； 如果分為三檔，則一般分為：30，50，70。 對(duì)于F202這款車型，因?yàn)樗亩ㄎ皇敲嫦蛞话闳巳簾o(wú)特殊需求的，所以考慮到成本和制造難度等原因，我們采用兩檔！第一檔設(shè)置在30，第二檔設(shè)置在55。 3.3 F202前車門(mén)限位器布置方法 由于限位器的布置相對(duì)來(lái)說(shuō)比較獨(dú)立，而且要保證與周邊零件的安全間隙，因此，限位器的具體布置工作應(yīng)該在車門(mén)其他附件如車門(mén)內(nèi)外板、A柱、B柱等鈑金件以及玻璃滑槽等零件設(shè)計(jì)完成之后進(jìn)行的布置基本完成后進(jìn)行。 限位器布置的輸入條件：所用限位器的結(jié)構(gòu)類型（在上文已經(jīng)確定了用滑移式，橡膠雙面壓力彈簧限位器）、車門(mén)鉸鏈中心線位置、玻璃滑槽位置、車門(mén)玻璃運(yùn)動(dòng)包羅面、車門(mén)內(nèi)外蒙皮邊界條件、密封面、側(cè)圍外蒙皮邊界條件及車門(mén)內(nèi)飾板邊界條件等這些必須要考慮的因素不能和其發(fā)生干涉，這樣會(huì)影響磨損和異響。 布置限位器時(shí)應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求： 布置空間要求：為減小限位器的有效摩擦力，提高使用壽命，降低開(kāi)發(fā)難度，一般要求限位器相對(duì)于鉸鏈中心線的最小力臂盡量大，因此，限位器中心線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離車門(mén)鉸鏈中心線，以增大限位器的力臂。在前期總體布置時(shí)，應(yīng)考慮車門(mén)內(nèi)外蒙皮之間的厚度能滿足限位器布置的空間要求。 限位器最大開(kāi)啟角度比車門(mén)鉸鏈開(kāi)啟角度小大約5左右。 限位器旋動(dòng)軸線與鉸鏈軸線應(yīng)平行。 限位器在Z方向上的布置應(yīng)盡量布置在上下鉸鏈間或靠下的位置，盡量在玻璃滑槽最彎處。 限位器盒固定螺釘周圍要有工具安裝空間。 限位器盒與車門(mén)玻璃包羅面、玻璃滑槽應(yīng)有足夠的安全間隙。 限位器臂運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與玻璃包羅面應(yīng)有足夠的安全間隙。 限位器臂尾部運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與內(nèi)飾板應(yīng)有足夠的安全間隙。 限位器臂運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與內(nèi)蒙皮焊接哦那個(gè)城應(yīng)有足夠的安全間隙。 限位器臂運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與限位盒的夾角一般不大于8。 限位器在車門(mén)內(nèi)蒙皮上的安裝位置的鈑金結(jié)構(gòu)工藝可行性應(yīng)考慮。 4 F202前車門(mén)限位器設(shè)計(jì) 本次F202前車門(mén)的設(shè)計(jì)主要包括限位器主臂軌跡的設(shè)計(jì)、限位器主臂形狀的設(shè)計(jì)。 限位器主臂軌跡設(shè)計(jì)是限位器設(shè)計(jì)的核心部分，而且他是設(shè)計(jì)出該款限位器的第一步再得到了軌跡之后才能進(jìn)行其他零部件的設(shè)計(jì)以及驗(yàn)證。 限位器主臂形狀的設(shè)計(jì)包括了限位器的力學(xué)研究、重力矩的計(jì)算、開(kāi)門(mén)力矩的計(jì)算、限位器有效分力的計(jì)算。 4.1 限位器主臂軌跡的設(shè)計(jì) 車門(mén)限位臂的軌跡設(shè)計(jì)方法主要采用斷面作圖法，因?yàn)槠渚哂屑群?jiǎn)單而且精度也足夠了，工作量較小的優(yōu)點(diǎn)。 采用斷面作圖分析方法確定限位器臂形狀，其原理是：理想狀態(tài)的限位器是要求限位臂始終與限位器盒垂直，實(shí)際上不能達(dá)到，但我們作出限位器的運(yùn)動(dòng)一些主要斷面，在這些斷面位置要求限位臂與限位器盒垂直，采用逼近的方法作出限位臂的初步運(yùn)動(dòng)軌跡，斷面越多越準(zhǔn)確，然后運(yùn)動(dòng)校核得出最佳位置。 1)通過(guò)F202的鉸鏈布置，初步確定限位器盒和限位器臂安裝位置，理想狀態(tài)的限位器是要求主臂始終與限位器盒垂直，取限位臂一段作為分析單元，并在初始位置垂直限位盒，如下圖藍(lán)色粗實(shí)線。 圖4.1 2)F202車門(mén)最大開(kāi)度設(shè)計(jì)在55度間，以3～5度為單位，作出車門(mén)繞鉸鏈中心02的旋轉(zhuǎn)斷面，限位臂單元隨車門(mén)旋轉(zhuǎn)獲得新的位置，如下圖所示： 圖4.2 3) 作出限位臂單元與限位器旋轉(zhuǎn)中心01的連接線，測(cè)量出相鄰兩條連接線的夾角，如下圖所示角度。 圖4.3 4) 使相鄰兩限位臂單元首尾相連，并使次限位臂單元繞連接點(diǎn)沿與車門(mén)旋轉(zhuǎn)相反的方向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為兩條連接線的夾角，如圖中第二個(gè)限位臂單元旋轉(zhuǎn)角度為6度，第三個(gè)限位臂單元旋轉(zhuǎn)角度為5度，以此類推。 圖4.4 5)作出每一個(gè)限位臂單元的中點(diǎn)，通過(guò)所有限位臂單元中點(diǎn)和旋轉(zhuǎn)中心01，擬合出一條平滑的曲線，形成了限位器臂的軌跡。 圖4.5 圖4.6 6)作出限位臂在初始位置、第一檔位置（30）、第二檔位置（55）斷面圖，校核是否與其它零件干涉，出現(xiàn)干涉需要從新調(diào)整安裝位置，重新進(jìn)行布置設(shè)計(jì)，直到滿足設(shè)計(jì)要求。 圖4.7 4.2限位器主臂的形狀設(shè)計(jì) 4.2.1限位器的力學(xué)研究 車門(mén)限位器滿足的第一個(gè)功能：在平路時(shí)，車門(mén)打開(kāi)或關(guān)閉過(guò)程中的任何位置均要滿足車門(mén)開(kāi)關(guān)力曲線。根據(jù)限位器的工作原理可知，限位器盒在隨車門(mén)開(kāi)啟時(shí)，拉動(dòng)限位器主臂繞限位器本身的固定中心線轉(zhuǎn)動(dòng)，在此過(guò)程中限位器本身作為二力桿，對(duì)車門(mén)的運(yùn)動(dòng)起到限制作用。此時(shí)車門(mén)受力情況如圖4.8所示。 由圖4.8可知，車門(mén)受力應(yīng)滿足以下關(guān)系式： （1） 圖4.8 式中 ——車門(mén)開(kāi)啟力； ——鉸鏈軸與間的力臂； ——限位器產(chǎn)生的力； ——限位器的力臂； ——車門(mén)鉸鏈等零件對(duì)車門(mén)產(chǎn)生的阻力矩； ——車門(mén)鉸鏈軸傾斜門(mén)重量引起的力矩。 由于一般情況下只有1—4N.M左右，相對(duì)來(lái)說(shuō)比較小，可以忽略不計(jì)，此時(shí)，門(mén)的受力就應(yīng)滿足： （2） 限位器滿足的第二個(gè)功能是，在指定的斜坡路面條件下，車門(mén)打開(kāi)到檔位位置時(shí)能夠保持車門(mén)靜止，既不自關(guān)也不自閉，此時(shí)車門(mén)應(yīng)滿足以下公式： （3） 4.2.2重力矩的計(jì)算 由圖4.8可以看出 （4） 式中 ——重力臂； ——重力在相應(yīng)平面P上的分力； A——各種路面條件下重力臂和分力夾角。 重力對(duì)于鉸鏈中心線的矩的計(jì)算分為平路情況和斜坡情況。 對(duì)于斜坡情況，應(yīng)考慮其極限狀態(tài)下的重力矩。但斜坡的極限狀態(tài)，由于沒(méi)有統(tǒng)一的技術(shù)要求，各廠家考慮的情況不同。所以我們這里就以長(zhǎng)安要求的最惡劣情況：上下坡20%的基礎(chǔ)上再加路邊臺(tái)階=150與車寬的比值的側(cè)坡的情況來(lái)研究重力矩的求解過(guò)程。 由于上坡時(shí)，車門(mén)重力矩對(duì)車門(mén)產(chǎn)生關(guān)門(mén)的作用趨勢(shì)；下坡時(shí)，車門(mén)重力矩對(duì)車門(mén)產(chǎn)生開(kāi)門(mén)的作用趨勢(shì)；而側(cè)坡時(shí)，車門(mén)重力矩對(duì)上車門(mén)有關(guān)門(mén)的作用趨勢(shì)；對(duì)下車門(mén)右開(kāi)門(mén)的作用趨勢(shì)，因此，對(duì)于一個(gè)車門(mén)而言，不同坡度時(shí)的極限組合為： 關(guān)門(mén)極限狀態(tài)：上坡（20%坡度）+側(cè)坡（=150，=輪距）上門(mén) 開(kāi)門(mén)極限狀態(tài)：下坡（20%坡度）+側(cè)坡（=150，=輪距）下門(mén) 由此可見(jiàn)，重力矩的計(jì)算過(guò)程非常復(fù)雜，為簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，我們采用了CATIA參數(shù)化模型方法對(duì)不同狀態(tài)下的重力矩進(jìn)行計(jì)算，我們將F202的所有參數(shù)導(dǎo)入其中，得到了在不同路面情況下的重力矩曲線圖 圖 4.9 不同路面情況下的重力矩曲線圖 4.2.3開(kāi)門(mén)力矩的計(jì)算 根據(jù)公式(2)可知 開(kāi)關(guān)門(mén)力矩= 式中 ——車門(mén)開(kāi)關(guān)力； ——鉸鏈軸與間的力臂。 這里，為求限位器主臂形狀，需要將一般的經(jīng)驗(yàn)得出的開(kāi)關(guān)門(mén)力曲線如圖4.10所示作為已知條件，求出開(kāi)關(guān)門(mén)力矩。限位器設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)再驗(yàn)證開(kāi)門(mén)力是否符合人的開(kāi)門(mén)感覺(jué) 圖 4.10 開(kāi)關(guān)門(mén)力經(jīng)驗(yàn)曲線 根據(jù)以上圖可得出各開(kāi)關(guān)車門(mén)角度下的力，而通過(guò)測(cè)量求得，因此可求得開(kāi)關(guān)門(mén)力矩如表4.1所示 表4.1 車門(mén)開(kāi)關(guān)力矩表 開(kāi)關(guān)門(mén)力矩 開(kāi)門(mén)力力矩 關(guān)門(mén)力力矩 開(kāi)門(mén)角度 開(kāi)門(mén)力 力矩 關(guān)門(mén)角度 關(guān)門(mén)力 力矩 0 3.6258 3.12544 0 -3.2575 -1.4659 1 3.6258 3.12544 1 -3.2575 -1.4659 2 3.6258 3.12544 2 -3.2575 -1.4659 3 3.6258 3.12544 3 -3.2575 -1.4659 4 3.6258 3.12544 4 -3.2575 -1.4659 5 3.6258 3.12544 5 -3.2575 -1.4659 6 3.6258 3.12544 6 -3.2575 -1.4659 4.2.4限位器有效分力計(jì)算 將5.2中的平路狀態(tài)下的重力矩（根據(jù)上圖可能平路狀態(tài)下的=5N.m）及4.2.3的開(kāi)關(guān)門(mén)力矩（開(kāi)門(mén)力矩3.12544N.m，關(guān)門(mén)力矩-1.4659N.m）代入公式（2）中，得到非檔位角度下各開(kāi)門(mén)角度對(duì)應(yīng)的限位器力矩 （5） 開(kāi)門(mén) =15.6272 關(guān)門(mén) = - 7.3295 將4.2.2中的檔位角度對(duì)應(yīng)的斜坡極限狀態(tài)下要求的車門(mén)的重力矩及4.2.3的開(kāi)關(guān)門(mén)力矩（）代入公式（2）中得到檔位角度對(duì)應(yīng)的限位器力矩 （6） 安全系數(shù)需要根據(jù)實(shí)車試裝效果進(jìn)行合理調(diào)整。 由公式（5）和公式（6）可計(jì)算出限位器各開(kāi)門(mén)角度（包括檔位和非檔位）對(duì)應(yīng)的限位器合力。 根據(jù)限位器受力分析，得出限位器合力與有效分力之間的關(guān)系如圖4.11所示。 圖 4.11 ：限位器合力 ：限位器摩擦分力（有效分力） ：限位器離心分力 ：限位器初始位置時(shí)限位器盒中心與鉸鏈中心的連線與鉸鏈中心和限位器中心的連線的夾角 ：開(kāi)門(mén)角度 ：限位器中心與鉸鏈中心的連線與限位器盒安裝面中心線的夾角 ：鉸鏈中心到限位器盒中心的長(zhǎng)度 ：鉸鏈中心到限位器旋轉(zhuǎn)中心的距離 ：任何位置的限位器盒中心線 由圖4.11可知： 其中 所以 又因?yàn)? 所以 所以 …………（7） 因?yàn)槊總€(gè)位置都要能出一個(gè)結(jié)果，再此我們就一個(gè)位置為例來(lái)計(jì)算出。 根據(jù)上文的條件。 我們?nèi)￠_(kāi)門(mén)角度為30時(shí) 即=30 那在開(kāi)門(mén)角度為30時(shí) =15.6272 又=0.5M 所以=31.2544 ：鉸鏈中心到限位器旋轉(zhuǎn)中心的距離根據(jù)車門(mén)的布置可以得到g=0.4m ：鉸鏈中心到限位器盒中心的長(zhǎng)度。在開(kāi)門(mén)角度為30的時(shí)候用千分尺測(cè)量出R=0.55m ：限位器初始位置時(shí)限位器盒中心與鉸鏈中心的連線與鉸鏈中心和限位器中心的連線的夾角限位器布置時(shí)已確定為5 所以根據(jù)了已知的這些條件再加上公式（7） =12.239 =45.805 代入公式得： =26.04N 即 在開(kāi)門(mén)角度為30時(shí)=26.04N 4.2.5限位器主臂形狀設(shè)計(jì) 限位器主臂的軌跡求出后，還需要考慮主臂與限位器盒內(nèi)彈性元件相對(duì)應(yīng)的主臂形狀，此形狀使彈性元件產(chǎn)生或大或小的彈性力，壓擠主臂產(chǎn)生摩擦力，即為限位器有效限位力。 一般限位器主臂形狀如圖4.12所示 圖 4.12 根據(jù)公式（7）可得。 （8） （9） 可得各開(kāi)門(mén)角度對(duì)應(yīng)的，通過(guò)光順各對(duì)應(yīng)的線段頂點(diǎn)，即得開(kāi)門(mén)限位器主臂形狀。 這里根據(jù)限位器主臂桿件表面材料和與主臂桿件接觸的彈性元件的滾珠或滑塊材料有關(guān)。當(dāng)限位器彈性元件與主臂桿件為滑動(dòng)時(shí)，為滑動(dòng)摩擦系數(shù)，當(dāng)其為滾動(dòng)時(shí)，則為滾動(dòng)摩擦系數(shù)。 則與彈性元件的材料結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般為彈簧、扭簧或橡膠彈簧的彈性系數(shù)。 4.3限位器其他零部件的選擇 限位器的限位器盒、連接座、橡膠片等東西都是基本通用的，所以我們根據(jù)了長(zhǎng)安以往的車型限位器的選用，最后借用了長(zhǎng)安之星2前門(mén)限位器的零部件。 5.限位桿的沖壓工藝設(shè)計(jì) 5.1沖壓件的工藝性分析及工藝方案 5.1.1沖壓件的尺寸精度 根據(jù)指導(dǎo)書(shū)要求，沖裁件的精度按IT13確定，沖模制造精度按IT6-IT7確定 5.1.2生產(chǎn)批量 要應(yīng)用模具的零件一般都是重大批量生產(chǎn)，但是對(duì)于模具來(lái)說(shuō)，模具的制造是屬于單間小批量生產(chǎn)方式。這里的生產(chǎn)批量就按照模具的制造來(lái)定，用單件小批量。 5.1.3沖壓工藝方案的確定 本沖壓件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸較小，內(nèi)部有孔，無(wú)彎曲存在，這里采用簡(jiǎn)單的給進(jìn)沖孔模，沖孔落料便可得到?jīng)_裁件。 5.2初始計(jì)算 5.2.1搭邊設(shè)計(jì) （1）搭邊的確定 搭邊能起到補(bǔ)償定位誤差的作用，保持條料有一定的剛度，以保證零件的質(zhì)量和送料方便。在設(shè)計(jì)搭邊時(shí)，如果搭邊過(guò)大，材料浪費(fèi)。如果搭邊過(guò)小，沖裁是容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖裁毛刺，有時(shí)還會(huì)拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命，后影響送料工作。 搭邊值通常由經(jīng)驗(yàn)值確定，此處查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2.5.2確定搭邊值：矩形工件邊長(zhǎng)L>50mm材料厚度為3.2mm 兩工件間的搭邊：； 工件邊緣搭邊： （2）條料寬度的確定 有側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度計(jì)算 圖5.1 對(duì)于有側(cè)壓裝置的模具，能使條料始終源基準(zhǔn)導(dǎo)料板送料 ，因此條料寬度可按下式計(jì)算： 式中，B條料寬度的基本尺寸， mm D條料寬度方向零件輪廓的最大尺寸，154.18mm a條料的搭邊3.2mm 條料下料剪切公差，查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2.5.3,得。 代入數(shù)據(jù)得： 5.2.2排樣圖設(shè)計(jì) 由以上條料的寬度為96mm，根據(jù)模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)表1-2，可查得，取板料寬1500mm長(zhǎng)3300mm 分析零件形狀，因?yàn)閳A形制件排樣方式很簡(jiǎn)單，直接一個(gè)接一個(gè)的排放就可以了，如下圖5.2所示： 圖5.2 由以上鋼板的尺寸 mm 每個(gè)條料的寬度為162mm，則有：每條料可以制件3300/32.93=100數(shù)件 每板料可以割條料數(shù)為： 每板料共制件數(shù)為： 件 3.1.3材料利用率計(jì)算 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為 利用率按下式計(jì)算 式中,S工件的實(shí)際面積 所用材料面積，包括工件面積與廢料面積 代入數(shù)據(jù)得： 5.3工藝計(jì)算 5.3.1工藝力計(jì)算 .落料部分 落料形狀圖5.3如下： 圖5.3 計(jì)算工藝力的目的是為了合適選用沖壓設(shè)備、設(shè)計(jì)模具和檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度。壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力 采用平刃沖裁模，拉深力可以按下式計(jì)算： 材料的抗剪強(qiáng)度，45鋼查表取；L為沖裁周邊的總長(zhǎng)，經(jīng)零件圖計(jì)算得301.342mm；材料的厚度；安全系數(shù)一般取。 將以上數(shù)據(jù)代入公式得： 當(dāng)完成一次沖裁后，還有卸料力、推料力的計(jì)算。一般采用經(jīng)驗(yàn)公式加以計(jì)算。 卸料力: 推料力： 頂件力： 式中，沖裁力，上面已計(jì)算為626791.36N； K卸料力系數(shù)，其值為0.02~0.06,考慮到材料的厚度取0.03； 推料系數(shù)，其值一般為0.03-0.07，考慮到材料的厚度取0.04； 頂件力系數(shù)，其一般值為0.04-0.08，這里取為0.05 n梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量，，h為直刃口部分的高度，t為材料厚度，更具凹模形狀，初步選取n=1。 將以上數(shù)據(jù)代入公式得： 卸料力: 推料力： 頂件力： 當(dāng)選用剛性卸料裝置和下出模具時(shí)，則其總的沖裁力為： =651863.05N 5.3.2沖孔8.5以及6 工序結(jié)束后形狀為圖5.4： 圖5.4 5.3.3工藝力計(jì)算 采用平刃沖裁模，拉深力可以按下式計(jì)算： 材料的抗剪強(qiáng)度，45鋼查表?。籐為沖裁周邊的總長(zhǎng)，經(jīng)零件圖計(jì)算得45.55mm；材料的厚度；安全系數(shù)一般取。 將以上數(shù)據(jù)代入公式得： 當(dāng)完成一次沖裁后，還有卸料力、推料力的計(jì)算。一般采用經(jīng)驗(yàn)公式加以計(jì)算。 卸料力: 推料力： 頂件力： 式中，沖裁力，上面已計(jì)算為41400.45N； K卸料力系數(shù)，其值為0.02~0.06,考慮到材料的厚度取0.03； 推料系數(shù)，其值一般為0.03-0.07，考慮到材料的厚度取0.04； 頂件力系數(shù)，其一般值為0.04-0.08，這里取為0.05 n梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量，，h為直刃口部分的高度，t為材料厚度，更具凹模形狀，初步選取n=1。 將以上數(shù)據(jù)代入公式得： 卸料力: 推料力： 頂件力： 當(dāng)選用剛性卸料裝置和下出模具時(shí)，則其總的沖裁力為： =45190N 總工藝力為F=45190+651803.05=696993.05N 5.3.4設(shè)備選擇 (1)沖壓設(shè)備選擇的依據(jù)： 1）所有壓力機(jī)的公稱壓力必須大于總沖壓力，即，又因?yàn)楫?dāng)選用剛性卸料裝置和下出模具是有：=696993.053N，公稱壓力必須大于696993.05N。 2）壓力機(jī)的行程大小適當(dāng)。 3）所選壓力機(jī)的最大高度應(yīng)與沖模的閉合高度相適應(yīng)。即滿足：沖模的閉合高度介于壓力機(jī)的最大閉合高度和最小和高度之間要求。 4）壓力機(jī)工作臺(tái)面的尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸，并要求留有安裝固定的余地。但在過(guò)大的工作臺(tái)面上安裝過(guò)小尺寸的沖模時(shí)，對(duì)工作臺(tái)的受力條件也是不利的。 (2)壓力機(jī)的選擇 根據(jù)總沖裁力=696.99KN，對(duì)于淺垃深時(shí)有 式中復(fù)合時(shí)所有力的總和，是壓力機(jī)的公稱壓力，則有： 模具閉合高度，沖床工作臺(tái)面尺寸等，用JD21-100開(kāi)式雙柱固定臺(tái)式壓力機(jī)。主要的工藝參數(shù)如下： 公稱壓力：1000 KN 滑塊行程：120mm,(壓力行程7mm) 行程次數(shù)：75次/min 最大封閉高度： 400mm 最大裝模高度： 300mm 封閉高度調(diào)節(jié)量： 850mm 立柱間距： 480mm 工作臺(tái)尺寸： 前后6000mm，左右1000mm 墊板尺寸： 厚度100mm，孔徑200mm 模柄孔尺寸： 直徑60mm，深度80mm 電動(dòng)機(jī)功率：7.5KW 5.3.5凸模與凹模刃口部分尺寸的計(jì)算 落料部分 由圖可知，該零件屬于無(wú)特殊要求的一般沖裁件。由外輪廓落料獲得，查表2.2.3得2,2，則 2 無(wú)特殊要求取公差等級(jí)為IT12,查表得，有教材表2.3.1取x=0.5,設(shè)凸模，凹模分別按IT6,IT7級(jí)加工制造，則 校核： 由于凸凹模刃口都比較復(fù)雜，刃口的尺寸由軟件的偏移得到，凹模刃口尺寸由零件尺寸偏移一個(gè)x即可，凸模尺寸在凹模的基礎(chǔ)上在偏移一個(gè)就可以了 凹模的刃口尺寸結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)下圖5.5 圖5.5 凸模的結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)下圖5.6 圖5.6 沖孔 部分 無(wú)特殊要求取公差等級(jí)為IT12,查表得，有教材表2.3.1取x=0.75,設(shè)凸模，凹模分別按IT6,IT7級(jí)加工制造，查表得，則有： 校核： 0.012+0.008=0.020mm<0.108mm 故： 孔部分 無(wú)特殊要求取公差等級(jí)為IT12,查表得，有教材表2.3.1取x=0.75,設(shè)凸模，凹模分別按IT6,IT7級(jí)加工制造，查表得，則有： 校核： 0.011+0.018=0.029mm<0.108mm 故： 5.4凸、凹模結(jié)構(gòu) 5.4.1凹模洞口的類型 根據(jù)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)書(shū)中第72頁(yè)取直筒式刃口凹模，其特點(diǎn)是制造方便，刃口強(qiáng)度高，刃磨后工作部分尺寸不變廣泛應(yīng)用于沖裁公差要求較小，形式復(fù)雜的精密制作。 β取2~3度，h=4~10mm, 此時(shí)β取3，且取h=5mm。 凹模的外形尺寸凹模的外形一般為矩形與圓形兩種，凹模的外形尺寸應(yīng)保證有足夠的強(qiáng)度，剛度和修模量，凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖壓材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸確定的，如圖： 圖5.7 凹模結(jié)構(gòu)如圖7所示。 根據(jù)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)書(shū)中第72頁(yè)有： 凹模厚度 （2.4.1） 凹模壁厚 （2.4.2） 由，，查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)書(shū)中表2.8.1得：K=0.42。故計(jì)算凹模厚度為，因此取。又由得；根據(jù)零件有：歩距S=30+a1，查表有a1=2.8mm，則有：S=32.8mm，則 由，取A=290mm 。 5.4.2凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具結(jié)構(gòu)采用彈壓式卸料板結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5.8： 圖5.8 凸模的長(zhǎng)度計(jì)算為： （2.4.3） 式中，，，分別為凸模固定板、卸料板、導(dǎo)料板的厚度；為附加長(zhǎng)度，包括凸模的修磨量、凸模進(jìn)入凹模的深度及凸模固定板與卸料板間的安全距離。 在t≤1.5mm時(shí)，，在時(shí)，這里取。導(dǎo)料板的厚度，卸料板的厚度，則取L=70mm。 因d=10，故取D=14mm,, h=5mm。 1. 卸料裝置 采用彈壓卸料裝置，由卸料板，彈性元件，卸料螺釘組成。這里選用導(dǎo)料板導(dǎo)向的用在沖模中的彈性卸料裝置。卸料板的凸臺(tái)部分的高度h應(yīng)比導(dǎo)料板的厚度H?。?.1~0.3）t（t為坯料厚度）。即h=H-（0.1~0.3）t。具體結(jié)構(gòu)如下 圖5.9 彈性卸料板具有卸料和壓料雙重作用，多用于沖制薄件，使工件的平面度提高，其平面的外形尺寸等于或稍微大于凹模板尺寸，厚取為凹模厚度的0.6~0.8倍，卸料板的雙邊間隙根據(jù)沖件的料厚確定，一般取為0.1~0.3mm，在級(jí)進(jìn)模中特別小的沖孔凸模與卸料板的雙邊間隙可取為0.3~0.5mm。 2. 模架選擇 模架是上模座、下模座、導(dǎo)柱和導(dǎo)套的組合件，根據(jù)模架導(dǎo)向用的導(dǎo)柱和導(dǎo)套間的配合性質(zhì)，模架可以分為滾柱導(dǎo)向模架和滑動(dòng)導(dǎo)向模架兩大類。每類模架按照導(dǎo)柱安裝位置和數(shù)量的不同，各自又具有多種模架類型。 選擇模架結(jié)構(gòu)要根據(jù)工件的受力變形特點(diǎn)、坯件定位和出件方式、材料的送進(jìn)方向、導(dǎo)柱的受力方向，以及操作是否方便等方面進(jìn)行綜合考慮。 選擇模架尺寸要從凹模的輪廓尺寸來(lái)考慮，一般在長(zhǎng)度及其寬度上模架都應(yīng)比凹模大30-40mm，模架厚度一般為凹模厚度的1—1.5倍。選擇模架是還要注意模架與壓力機(jī)的安裝關(guān)系，例如模架與壓力機(jī)工作臺(tái)孔的關(guān)系中，模座的寬度應(yīng)比壓力機(jī)工作臺(tái)孔的孔徑每邊約40-50mm。另外，沖壓模具的閉合高度應(yīng)大于壓力機(jī)的最小裝模高度，小于壓力機(jī)的最大裝模高度 這里我選用滑動(dòng)式對(duì)角導(dǎo)柱式，如下圖5.10所示： 圖5.10 5.5模具裝配圖及爆炸圖 圖5.11 圖5.12 圖5.13 圖5.14 總結(jié)與體會(huì) 本文結(jié)合企業(yè)實(shí)際工程項(xiàng)目，以F202開(kāi)發(fā)為研究對(duì)象，對(duì)前車門(mén)布置進(jìn)行了相關(guān)研究與分析，重點(diǎn)完成了前車門(mén)限位器的布置與設(shè)計(jì)的相關(guān)研究。首先通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外車身技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)的回顧以及對(duì)車身、限位器準(zhǔn)確的定位與理解用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)的流程化設(shè)計(jì)思想，首先對(duì)其基本結(jié)構(gòu)與組成進(jìn)行相關(guān)分析；然后對(duì)限位器的開(kāi)發(fā)流程進(jìn)行了相關(guān)研究，重點(diǎn)對(duì)限位器的各個(gè)要點(diǎn)進(jìn)行理論分析與知識(shí)庫(kù)經(jīng)驗(yàn)的判斷；接著限位器的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行選型與布置討論，形成用于詳細(xì)設(shè)計(jì)的總布置文件；最后做了F202限位器的限位桿的沖壓模，并對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)研究。 論文完成的主要的研究工作及所獲結(jié)論如下： 1）車門(mén)限位器開(kāi)發(fā)的前期選型定義要明確，通過(guò)結(jié)構(gòu)型式的定義，明確每一個(gè)零部件品的實(shí)施方案：新設(shè)、繼承還是繼承性的更改。 2）限位器機(jī)能件布置要流程化，對(duì)每一個(gè)部品的分析要做到充分合理，建立一條流程化的步驟。 3）車門(mén)布置的過(guò)程要通過(guò)大量的知識(shí)庫(kù)的經(jīng)驗(yàn)去判斷，結(jié)合理論分析，將車門(mén)的每一個(gè)部分布置得合理、有效、工藝受控、成本受控此文主要針對(duì)了限位器的布置。 4）限位器設(shè)計(jì)的過(guò)程思路要規(guī)范，采用CATIA中的參數(shù)化設(shè)計(jì)、關(guān)聯(lián)化設(shè)計(jì)方法，提高設(shè)計(jì)的效率與質(zhì)量。 5）車門(mén)限位器的分析過(guò)程是車門(mén)限位器從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的一個(gè)必經(jīng)階段，認(rèn)真做好這一階段的工作，可以真正能夠在設(shè)計(jì)階段了解掌握產(chǎn)品的性能、工藝狀況，從而更好地把握設(shè)計(jì)的方向，少走彎路、錯(cuò)路。 另外本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是對(duì)F202前車門(mén)限位器進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，由于限位器的設(shè)計(jì)計(jì)算沒(méi)有成熟的理論，所以設(shè)計(jì)計(jì)算都是按照前人所得出的方法經(jīng)驗(yàn)來(lái)做的。經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的投入和老師的指導(dǎo)，最后很好的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題任務(wù)，達(dá)到了預(yù)期的目的。 總的來(lái)說(shuō)，該畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題有著很多的意義，不單單是完成了一些前車門(mén)限位器的設(shè)計(jì)和計(jì)算。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，使我學(xué)習(xí)到了比這些更多的東西，我們將課本學(xué)到的知識(shí)和在公司學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，對(duì)以前從未接觸的車門(mén)限位器進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，使們對(duì)四年本科所學(xué)的知識(shí)有一個(gè)很好的回顧和對(duì)新的知識(shí)進(jìn)行了學(xué)習(xí)理解，更使我了解了對(duì)一項(xiàng)工作，該如何著手、如何準(zhǔn)備、如何一步步的分析并最終把它完成。 通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不僅把所學(xué)知識(shí)融匯貫通，同時(shí)在查找資料的過(guò)程中也了解了很多課外知識(shí)開(kāi)拓了視野，認(rèn)識(shí)了機(jī)械行業(yè)的發(fā)展前景，使自己在專業(yè)知識(shí)方面和動(dòng)手能力方面有了質(zhì)的飛躍。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我作為一名學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一次作業(yè)，他既是對(duì)學(xué)校所學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和綜合利用，尤為今后走向社會(huì)的實(shí)際操作應(yīng)用鑄就了一個(gè)良好的開(kāi)端，畢業(yè)設(shè)計(jì)是我對(duì)所學(xué)知識(shí)理論的檢驗(yàn)與總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)者獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力，是我在校期間向?qū)W校所交的最后一份綜合性作業(yè)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我學(xué)到了很多東西，也培養(yǎng)了我的獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作的信心，相信對(duì)自己今后的學(xué)習(xí)、工作、生活有著非常重要的影響。在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我深深的感覺(jué)到自身知識(shí)的匱乏，很多東西都是在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同時(shí)，邊學(xué)邊做，難免會(huì)有不足，望老師見(jiàn)諒。 致謝詞 本文的研究工作是在導(dǎo)師廖敏老師的關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的，學(xué)生衷心感謝廖老師給予的指導(dǎo)、教誨及在各方面的關(guān)懷和鼓勵(lì)。導(dǎo)師事務(wù)繁多，但仍然保持著旺盛的精力，對(duì)學(xué)術(shù)研究一絲不茍，對(duì)科研工作的指導(dǎo)細(xì)致入微。他淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、豐富的科研經(jīng)驗(yàn)以及忘我的敬業(yè)精神都令學(xué)生欽佩不己，是我終生學(xué)習(xí)的表率。在此，謹(jǐn)向恩師致以崇高的敬意和衷心的謝意。 學(xué)生的論文工作得到了廖老師的指導(dǎo)，她給予了作者悉心的指導(dǎo)，在此表示感謝。論文研究過(guò)程中，也得到長(zhǎng)安的李西渝總工程師、范劍波主任以及多位師兄師姐給我的大力幫助等無(wú)微不至的關(guān)懷，在這里，學(xué)生一并致以誠(chéng)摯的謝意。 感謝我的家人，他們是使我潛心完成學(xué)業(yè)的重要保障。 感謝我的朋友，他們給予我的關(guān)懷、鼓勵(lì)和支持始終是我?jiàn)^斗的精神支柱，使我獲得拼搏的勇氣和力量，克服各種困難，順利完成學(xué)業(yè)。 感謝我的母?！魅A大學(xué)和我所在的機(jī)械學(xué)院，她們?yōu)槲覄?chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)條件。感謝大學(xué)四年來(lái)所有教過(guò)我的老師們對(duì)我的教育培養(yǎng)。他們細(xì)心指導(dǎo)我的學(xué)習(xí)與生活。 最后，再次誠(chéng)摯感謝每一位給予我關(guān)心、支持、鼓勵(lì)和幫助的老師、同學(xué)、親人和朋友！ 參考文獻(xiàn) [1] 劉維信.汽車設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社，2001.7 [2] 黃天澤.黃金陵.汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.9 [3] 樂(lè)玉漢.轎車車身設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社。2000.7 [4] 王望予.汽車設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.7 [5] 郭竹亭.汽車車身設(shè)計(jì).吉林科學(xué)技術(shù)出版社,1992.10 [6] 吳亞良.現(xiàn)代轎車車身設(shè)計(jì).上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000 [7] 丁玉蘭.人機(jī)工程學(xué).北京：北京理工大學(xué)出版社，2000.02 [8] 余志生.汽車?yán)碚摚ǖ?版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.06 [9] 江紅.《CATIA基礎(chǔ)教程》 機(jī)械工業(yè)出版社 2005.11 [10] 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