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畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 題目審定表 指導(dǎo)教師姓名 鮑宇 職稱 高級實(shí) 驗(yàn)師 從事專業(yè) 車輛工程 是否外聘 是 否 題目名稱 轎車前車門設(shè)計(jì) 課題適用專業(yè) 車輛工程 課題類型 Y 課題簡介 主要內(nèi)容 意義 現(xiàn)有條件 預(yù)期成果及表現(xiàn)形式 一 主要研究內(nèi)容 完成限位器設(shè)計(jì) 后視鏡設(shè)計(jì) 外板設(shè)計(jì) 內(nèi)板設(shè)計(jì) 門鎖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 密封設(shè)計(jì) 玻璃升降器 設(shè)計(jì) 防撞梁設(shè)計(jì) 門玻璃等設(shè)計(jì) 研究方法 通過對威馳轎車前車門進(jìn)行測試分析 借助已有轎車前車門的數(shù)據(jù)收集 總結(jié)轎車前車門的工作 特征 來滿足人們的需求 二 研究的意義 隨著汽車技術(shù)的發(fā)展 汽車的舒適性不斷提高以滿足人們的要求 汽車車門是車上相對獨(dú)立的 總成 車門設(shè)計(jì)不但關(guān)系到汽車的實(shí)用性 對汽車也有很大的裝飾作用 因此車門的設(shè)計(jì)也越來越 講究 而且使用越來越多的網(wǎng)絡(luò)和電控技術(shù) 三 現(xiàn)有條件 會(huì)使用 CAD 繪制二維圖 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)威馳轎車 四 預(yù)期成果及表現(xiàn)形式 1 設(shè)計(jì)說明書 2 設(shè)計(jì)圖紙 3 使用說明書 指導(dǎo)教師簽字 年 月 日 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合度 好 較好 一般 較差 2 對學(xué)生能力培養(yǎng)及全面訓(xùn)練的程度 好 較好 一般 較差 3 選題與生產(chǎn) 科研 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等實(shí)際的結(jié)合程度 好 較好 一般 較差 4 論文選題的理論意義或?qū)嶋H價(jià)值 好 較好 一般 較差 5 課題預(yù)計(jì)工作量 較大 適中 較小 6 課題預(yù)計(jì)難易程度 較難 一般 較易 教 研 室 意 見 教研室主任簽字 年 月 日 系 部 教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)意見 負(fù)責(zé)人簽字 年 月 日 注 課題類型填寫 W 科研項(xiàng)目 X 生產(chǎn) 社會(huì) 實(shí)際 Y 實(shí)驗(yàn)室建設(shè) Z 其它 SY 025 BY 1 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 任務(wù)書 學(xué)生姓名 邵佳琪 系部 汽車與交通工程學(xué) 院 專業(yè) 班級 車輛工程 B06 6 班 指導(dǎo)教師姓名 鮑宇 職稱 高級實(shí) 驗(yàn)師 從事專業(yè) 車輛工程 是否外聘 是 否 題目名稱 轎車前車門設(shè)計(jì) 一 設(shè)計(jì) 論文 目的 意義 隨著汽車技術(shù)的發(fā)展 汽車的舒適性不斷提高以滿足人們的要求 汽車車門是車上相對獨(dú)立的總 成 車門設(shè)計(jì)不但關(guān)系到汽車的實(shí)用性 對汽車也有很大的裝飾作用 因此車門的設(shè)計(jì)也越來越講 究 而且使用越來越多的網(wǎng)絡(luò)和電控技術(shù) 車門是整個(gè)車身中結(jié)構(gòu)復(fù)雜又相對獨(dú)立的一個(gè)總成 它主 要由車門骨架及蓋板 車門護(hù)面 門窗 車門玻璃及玻璃升降器 門鎖及其手柄 車門鉸鏈 車門 密封條和車門開關(guān)機(jī)構(gòu)組成 車門是汽車車身設(shè)計(jì)中的一個(gè)相對獨(dú)立的零部件 在車門設(shè)計(jì)中其安 全性尤為重要 它必須保證在車輛發(fā)生碰撞時(shí) 盡可能地減少對行人和乘員造成的傷害 因此必須 要求車門外覆蓋件表面光潔 有韌性 門鎖 門鉸鏈以及車門門體必須能夠按照A柱一B柱一C柱的 路線傳遞碰撞沖擊力 碰撞后的車門必須能夠輕松地不借助于任何輔助工具用手打開 鑒于側(cè)面碰 撞對乘員造成的危險(xiǎn)性 在設(shè)計(jì)車門時(shí)注意將車門的變形限制在一定范圍內(nèi) 為乘員提供一個(gè)有效 的生存空間 這些都要求車門必須具備足夠的強(qiáng)度和剛度 在汽車車身設(shè)計(jì)的過程中 車門總成的 布置設(shè)計(jì)除與整體設(shè)計(jì)有著協(xié)調(diào)配合關(guān)系外 可稱的上是一個(gè)相對獨(dú)立的 最具有代表性的車身總 成設(shè)計(jì) 它不僅要與整車造型協(xié)調(diào)一致 還要保證必要的開度 方便上下車 良好的安全性 穩(wěn)定 的操縱性 密封性 工藝性 足夠的強(qiáng)度剛度 以滿足功能上的要求 因此車門的設(shè)計(jì)成為車身設(shè) 計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié) 二 設(shè)計(jì) 論文 內(nèi)容 技術(shù)要求 研究方法 設(shè)計(jì)內(nèi)容 完成限位器設(shè)計(jì) 后視鏡設(shè)計(jì) 外板設(shè)計(jì) 內(nèi)板設(shè)計(jì) 門鎖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 密封設(shè)計(jì) 玻璃升降器設(shè) 計(jì) 防撞梁設(shè)計(jì) 門玻璃等設(shè)計(jì) 研究方法 通過對威馳轎車前車門進(jìn)行測試分析 借助已有轎車前車門的數(shù)據(jù)收集 總結(jié)轎車前車門的工作特 征 來滿足人們的需求 三 設(shè)計(jì) 論文 完成后應(yīng)提交的成果 1 設(shè)計(jì)說明書 2 設(shè)計(jì)圖紙 3 使用說明書 SY 025 BY 2 四 設(shè)計(jì) 論文 進(jìn)度安排 1 收集相關(guān)技術(shù)資料 結(jié)合任務(wù)書制定設(shè)計(jì)方案 針對具體設(shè)計(jì)要求 進(jìn)行必要的準(zhǔn)備 撰開題 報(bào)告第 1 周 2 收集威馳轎車前車門數(shù)據(jù) 提出車門限位器 后視鏡等部分的設(shè)計(jì)方案 第 2 周 3 按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行具體設(shè)計(jì) 主要完成外板設(shè)計(jì) 內(nèi)板設(shè)計(jì)等部分的設(shè)計(jì)方案 第 3 4 周 4 完成門鎖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 密封設(shè)計(jì)等部分的設(shè)計(jì)方案 繪制相關(guān)圖紙 第 5 6 周 5 完成玻璃升降器 門玻璃等部分的設(shè)計(jì)方案 繪制相關(guān)圖紙 第 7 周 6 完成防撞梁的設(shè)計(jì)方案 繪制相關(guān)圖紙 第 8 周 7 繪制相關(guān)圖紙 整理設(shè)計(jì)思路 撰寫設(shè)計(jì)說明書 第 9 12 周 8 設(shè)計(jì) 論文 審核與修改第 13 14 周 9 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 答辯第 15 16 周 五 主要參考資料 1 期刊類 汽車運(yùn)用類 汽車維修類 有關(guān)大學(xué)學(xué)報(bào)等 2 書 發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造 汽車電器 汽車維修 機(jī)械設(shè)計(jì)類 制圖類 及相關(guān)專業(yè)書 3 手冊 汽車維修手冊等 4 網(wǎng)絡(luò) 關(guān)鍵詞 限位器 密封 防撞梁 玻璃升降器等 5 其它 相關(guān)產(chǎn)品廣告 參觀有關(guān)產(chǎn)品展覽會(huì) 六 備注 指導(dǎo)教師簽字 年 月 日 教研室主任簽字 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)評閱人評分表 學(xué)生 姓名 邵佳琪 專業(yè) 班級 車輛 06 6 班 指導(dǎo)教 師姓名 鮑宇 職稱 高級實(shí)驗(yàn)師 題目 橋車前車門設(shè)計(jì) 序號(hào) 評 價(jià) 項(xiàng) 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度 綜合訓(xùn)練情況 題目難易度 10 2 題目工作量 題目與生產(chǎn) 科研 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等實(shí)際的結(jié)合程度 10 3 綜合運(yùn)用知識(shí)能力 設(shè)計(jì)涉及學(xué)科范圍 內(nèi)容深廣度及問題難易度 應(yīng)用文獻(xiàn)資料能力 15 4 設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn) 能力 計(jì)算能力 數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理能力 外文應(yīng)用能力 25 5 計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力 對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力 或綜合分析能力 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析能力 15 6 插圖 圖紙 質(zhì)量 設(shè)計(jì)說明書撰寫水平 設(shè)計(jì)的實(shí)用性與科學(xué)性 創(chuàng)新性 20 7 設(shè)計(jì)規(guī)范化程度 設(shè)計(jì)欄目齊全合理 SI 制的使用等 5 得 分 Y 評 語 參照上述評價(jià)項(xiàng)目給出評語 注意反映該論文的特點(diǎn) 評閱人簽字 年 月 日 SY 025 BY 7 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯評分表 學(xué)生 姓名 邵佳琪 專業(yè) 班級 車輛 06 6 班 指導(dǎo) 教師 鮑宇 職 稱 高級實(shí)驗(yàn)師 題目 橋車前車門設(shè)計(jì) 答辯時(shí)間 月 日 時(shí) 答辯組 成員姓名 出席 人數(shù) 序 號(hào) 評 審 指 標(biāo) 滿 分 得 分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度 綜合訓(xùn)練情況 題目難易度 工作量 與實(shí)際的結(jié)合程度 10 2 設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn) 能力 對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力 計(jì)算能力 綜合運(yùn)用知識(shí)能力 10 3 應(yīng)用文獻(xiàn)資料 計(jì)算機(jī) 外文的能力 10 4 設(shè)計(jì)說明書撰寫水平 圖紙質(zhì)量 設(shè)計(jì)的規(guī)范化程度 設(shè)計(jì)欄目齊全合理 SI制的使用等 實(shí)用性 科學(xué)性和創(chuàng)新性 15 5 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備情況 5 6 畢業(yè)設(shè)計(jì)自述情況 20 7 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯回答問題情況 30 總 分 Z 答辯過程記錄 評語 答辯組長簽字 年 月 日 SY 025 BY 8 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 成績評定表 學(xué)生姓名 邵佳琪 性別 男 系部 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè) 車輛工程 班級 車輛 06 6 班 設(shè)計(jì) 論文 題目 橋車前車門設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師姓名 職稱 指導(dǎo)教師評分 X 評閱教師姓名 職稱 評閱教師評分 Y 答辯組組長 職稱 答辯組評分 Z 百分制 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 成績 五級分制 答辯委員會(huì)評語 答辯委員會(huì)主任簽字 蓋章 系部公章 年 月 日 注 1 指導(dǎo)教師 評閱教師 答辯組評分按百分制填寫 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 成績百分制 0 3X 0 2Y 0 5Z 2 評語中應(yīng)當(dāng)包括學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 選題質(zhì)量 能力水平 設(shè)計(jì) 論文 水平 設(shè)計(jì) 論文 撰寫質(zhì)量 學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 實(shí)施或?qū)懽鬟^程中的學(xué)習(xí)態(tài)度及學(xué)生答辯情況等內(nèi)容的評價(jià) SY 025 BY 9 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 推薦表 題 目 轎車前車門設(shè)計(jì) 類別 畢業(yè)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 邵佳琪 系 專業(yè) 班級 汽車與交通工程學(xué)院車輛工程 06 6 班 指導(dǎo)教師 鮑宇 職 稱 高級實(shí)驗(yàn)師 設(shè)計(jì)成果明細(xì) 答辯委員會(huì)評語 答辯委員會(huì)主任簽字 蓋章 系部公章 年 月 日 備 注 注 類別 欄填寫畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計(jì) SY 025 BY 10 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 轎車前車門設(shè)計(jì) 系部名稱 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級 車輛工程 BW06 6 班 學(xué)生姓名 邵佳琪 指導(dǎo)教師 鮑宇 職 稱 高級實(shí)驗(yàn)師 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二 一 年六月 The Graduation Design for Bachelor s Degree Design of Car s Front Door Candidate Shao Jiaqi Specialty Vehicle Engineering Class BW06 6 Supervisor Senior Experimentalist Bao Yu Heilongjiang Institute of Technology 2010 06 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒 論 1 1 行業(yè)概述 隨著汽車技術(shù)的發(fā)展 汽車的舒適性不斷提高以滿足人們的要求 汽車車門是車 上相對獨(dú)立的總成 車門設(shè)計(jì)不但關(guān)系到汽車的實(shí)用性 對汽車也有很大的裝飾作用 因此車門的設(shè)計(jì)也越來越講究 而且使用越來越多的網(wǎng)絡(luò)和電控技術(shù) 從 1957 年新 中國的第一輛汽車正式生產(chǎn)下線 中國汽車在 20 世紀(jì)中期經(jīng)歷了漫長的緩慢發(fā)展階 段 在經(jīng)過 2003 年和 2006 年的兩輪爆發(fā)式增長后 開始步入平穩(wěn)增長階段 2009 年嚴(yán)峻的宏觀經(jīng)濟(jì)形勢下 中國汽車行業(yè)的發(fā)展面臨著前所未有的挑戰(zhàn)與機(jī)遇 同時(shí) 也受到來自各個(gè)方面的沖擊 中國要想從汽車制造大國發(fā)展成為汽車產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國 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 與他們幾 十年甚至上百年的技術(shù)革新與經(jīng)驗(yàn)積累是分不開的 翻開他們汽車產(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)作為中國經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一 近年來在技術(shù)研發(fā)上的投入力度 明顯增加 從過去的汽車產(chǎn)品進(jìn)口到產(chǎn)品引進(jìn)生產(chǎn)再到技術(shù)轉(zhuǎn)化 近幾年來更是直接 的技術(shù)引進(jìn) 并購國外先進(jìn)的汽車企業(yè) 中國的汽車技術(shù)如雨后春筍般迅猛發(fā)展 車門是整個(gè)車身中結(jié)構(gòu)復(fù)雜又相對獨(dú)立的一個(gè)總成 它主要由車門骨架及蓋板 車門護(hù)面 門窗 車門玻璃及玻璃升降器 門鎖及其手柄 車門鉸鏈 車門密封條和 車門開關(guān)機(jī)構(gòu)組成 車門是汽車車身設(shè)計(jì)中的一個(gè)相對獨(dú)立的零部件 在車門設(shè)計(jì)中 其安全性尤為重要 它必須保證在車輛發(fā)生碰撞時(shí) 盡可能地減少對行人和乘員造成 的傷害 因此必須要求車門外覆蓋件表面光潔 有韌性 門鎖 門鉸鏈以及車門門體 必須能夠按照 A 柱一 B 柱一 C 柱的路線傳遞碰撞沖擊力 碰撞后的車門必須能夠輕 松地不借助于任何輔助工具用手打開 鑒于側(cè)面碰撞對乘員造成的危險(xiǎn)性 在設(shè)計(jì)車 門時(shí)注意將車門的變形限制在一定范圍內(nèi) 為乘員提供一個(gè)有效的生存空間 這些都 要求車門必須具備足夠的強(qiáng)度和剛度 在汽車車身設(shè)計(jì)的過程中 車門總成的布置設(shè) 計(jì)除與整體設(shè)計(jì)有著協(xié)調(diào)配合關(guān)系外 可稱的上是一個(gè)相對獨(dú)立的 最具有代表性的 車身總成設(shè)計(jì) 它不僅要與整車造型協(xié)調(diào)一致 還要保證必要的開度 方便上下車 良好的安全性 穩(wěn)定的操縱性 密封性 工藝性 足夠的強(qiáng)度剛度 以滿足功能上的 要求 因此車門的設(shè)計(jì)成為車身設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 生產(chǎn)廠家為了能在市場競爭中立于不敗之地 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 本課題的研究內(nèi)容就是在這樣的情況下產(chǎn)生的 1 2 基于流程與知識(shí)的轎車車門布置的背景與意義 1 2 1 汽車行業(yè)的背景 如今汽車產(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 是相對獨(dú)立的過程 很多跨國汽車公司早在幾十年前就已經(jīng)打破了這種相對的獨(dú)立 將設(shè)計(jì)的每一個(gè)過程凝練提升 形成一個(gè)個(gè)模塊 按照系統(tǒng)的方法組織起來 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)過程 從而順利高效地完成設(shè)計(jì) 在國內(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 在國內(nèi)愈演愈烈的汽車產(chǎn)品競爭中 這些企業(yè)的產(chǎn)品競爭力有著明顯的優(yōu)勢 產(chǎn)品更新速度快 質(zhì)量可靠 深得用戶的信賴 可見研發(fā)流程的建立對企業(yè)的重要意 義 伴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)經(jīng)成為車輛制造行業(yè)發(fā)展的必然趨勢 參數(shù)化設(shè)計(jì)是以一種全新的思維方 式來進(jìn)行產(chǎn)品的創(chuàng)和修改設(shè)計(jì)的方法 1 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 吸收國外汽車車身設(shè)計(jì)的先進(jìn)技術(shù) 快速響應(yīng)市場 提高我國自主設(shè)計(jì)開發(fā)汽車的能 力 提高汽車產(chǎn)品競爭能力 1 2 2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在汽車工程技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用 自從上世紀(jì) 70 年代 隨著計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的迅速發(fā)展 車 身設(shè)計(jì)過程中部分或全程引入計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng) CAD CAM 軟件 在計(jì)算機(jī)中構(gòu)建車 身三維數(shù)字化模型 以 所見即所得 的交互方式完善設(shè)計(jì)方案 是現(xiàn)代車身設(shè)計(jì)方法 的主要特點(diǎn) 其基本流程 經(jīng)過市場調(diào)研 形成車型的整體要求 制作手繪效果圖 也可利用計(jì)算機(jī)輔助軟件繪制 制作縮比例模型及 1 1 主模型 以三坐標(biāo)掃描或激光 掃描的方式在計(jì)算機(jī)中構(gòu)建車身數(shù)字模型 進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 構(gòu)建 A 級模型 生成 NC 代碼 生產(chǎn)樣車 在計(jì)算機(jī)中不但可以對車身外觀及內(nèi)飾建立數(shù)字模型 而且可以對發(fā)動(dòng)機(jī) 底盤 等其它零部件建立模型 并直接進(jìn)行有限元分析 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 分析 甚至虛擬裝配 虛擬風(fēng)洞試驗(yàn)等 使得設(shè)計(jì)人員可以在計(jì)算機(jī)中構(gòu)建虛擬的電子樣車并進(jìn)行試驗(yàn) 能 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 在實(shí)際生產(chǎn)前預(yù)先發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題 提高了效率 降低了成本 通常各零件模 型分類存放在大型數(shù)據(jù)庫中 以后對車型做改進(jìn)時(shí)可直接到數(shù)據(jù)庫中匹配類似的零部 件 修改其相關(guān)參數(shù)即可滿足要求 無需重新設(shè)計(jì) 非常有利于車型的系列化 生產(chǎn) 商應(yīng)對迅速變化的市場的能力也強(qiáng)得多 現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展 對汽車設(shè)計(jì)以及工藝設(shè)計(jì)的要求越來越高 但是相對越來 越低的生產(chǎn)與設(shè)計(jì)成本 大大縮短的設(shè)計(jì)周期 要求對汽車設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化 鈑金成 型以及 NVH 的研究在設(shè)計(jì)過程中就應(yīng)該介入 傳統(tǒng)的后期介入會(huì)浪費(fèi)大量的費(fèi)用 設(shè)計(jì)周期很長 這在愈發(fā)激烈的市場競爭中已經(jīng)逐步淘汰 軟件工具的應(yīng)用使設(shè)計(jì)中 期的分析工作開展成為可能 1 2 3 基于知識(shí)工程的汽車設(shè)計(jì)的發(fā)展 人工智能技術(shù) 特別是專家系統(tǒng)的技術(shù)與現(xiàn)有的 傳統(tǒng)的 CAD 技術(shù)相結(jié)合開發(fā) 一些專用的 CAD 軟件和程序模塊是今后 CAD 發(fā)展的必然趨勢 知識(shí)工程 KBE Knowledge Based Engineering 是人工能領(lǐng)域的一個(gè)重要分支 它研究的主要內(nèi)容包括知識(shí)的獲取 知識(shí)的表達(dá)知識(shí)庫的構(gòu)造 知識(shí)的自動(dòng)獲取和更 新等 其核心是如何運(yùn)用知識(shí)來解問題 知識(shí)工程實(shí)質(zhì)上是突破了簡單的邏輯運(yùn)算 把經(jīng)驗(yàn)和推理合起來 將邏輯思維和形象思維結(jié)合起來 實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的智能化 KBE 系統(tǒng)存儲(chǔ)產(chǎn)品模型包含幾何 非幾何信息以及描述產(chǎn)品如何設(shè)計(jì) 分析和制造的工程 準(zhǔn)則 知識(shí)工程是研究知識(shí)信息處理的學(xué)科 提供開發(fā)智能系統(tǒng)的技術(shù) 是人工智能 數(shù)據(jù)庫技術(shù) 數(shù)理邏輯 認(rèn)知科學(xué) 心理學(xué)等學(xué)科交叉發(fā)展的結(jié)果 KBE 系統(tǒng)將重復(fù)的設(shè)計(jì)和工程任務(wù)自動(dòng)化 縮短了產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間 將設(shè)計(jì) 分 析 制造集成起來實(shí)現(xiàn)并行工作 使用 KBE 建立模型可以將幾何造型與分析等結(jié)合 起來 實(shí)現(xiàn)多學(xué)科優(yōu)化 并確切地進(jìn)行可行性評估 應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來提高產(chǎn)品 的質(zhì)量 對設(shè)計(jì)實(shí)踐 過程經(jīng)驗(yàn)等知識(shí)信息進(jìn)行數(shù)字化獲取和重用 從而提高自動(dòng)化 過程的效率 1 2 4 車門設(shè)計(jì)的流程化道路 車門是汽車車身結(jié)構(gòu)中重要的組成部分 同時(shí)相對獨(dú)立 是供乘員或貨物進(jìn)出的 必要通道 車門設(shè)計(jì)的好壞直接影響到整車的造型效果 安全性 密封性 視野 噪 聲控制以及乘坐空間等諸方面的優(yōu)劣 車門主要由車門內(nèi)外板 內(nèi)飾板 加強(qiáng)梁 加強(qiáng)板 車門玻璃及升降器 門鎖 內(nèi)外手柄 車門鉸鏈 限位器 車門密封條和車門開關(guān)機(jī)構(gòu)組成 車門從布置到設(shè)計(jì) 再到制造 每一個(gè)環(huán)節(jié)考慮的因素都比較多 既要保證車門與整車的協(xié)調(diào)一致 還要 保證車門本身的技術(shù)要求 很多時(shí)候 各個(gè)環(huán)節(jié)是一個(gè)循環(huán)反復(fù)的過程 造成了傳統(tǒng) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 的車門設(shè)計(jì)難度與周期很長 車門設(shè)計(jì)必須走流程化的道路 并且要利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)平臺(tái)做早期的判斷分 析 循環(huán)優(yōu)化 是目前我們公司正在努力探索的一個(gè)方向 車門結(jié)構(gòu)分析的早期介入 可以及早解決因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理造成的機(jī)能件運(yùn)動(dòng)干涉 鈑金成型性差 總成的振動(dòng) 特性無法滿足整車 NVH 的需要 避免后期修改造成的資金與時(shí)間上的大量浪費(fèi) 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展 結(jié)合知識(shí)工程 各大汽車公司紛紛建立了自己的研發(fā) 流程 確立了現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在汽車領(lǐng)域的主導(dǎo)地位 長期以來 車門設(shè)計(jì)一直是一個(gè)難點(diǎn) 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用 使得車門設(shè)計(jì)的后 期分析可以提前到設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行 使設(shè)計(jì)的難度降低 車門設(shè)計(jì)兼顧的方面多 初 期布置復(fù)雜 需要有豐富的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn) 基于流程與知識(shí)的車門布置很好的解決了這 個(gè)問題 所以本課題以某款新車的開發(fā)為例 在該領(lǐng)域做一些研究是很有意義的 1 3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 早于七 八十年代 國外大型汽車公司已建立了相當(dāng)規(guī)模成套的 CAD CAE 和 CAM 等計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng) 使得車身設(shè)計(jì)方法發(fā)生了根本性的變革 運(yùn)用三維 CAD CAM 技術(shù)替代了以 主圖板 主模型 為主的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式 CAD 是一種技術(shù) 其中人與計(jì)算機(jī)結(jié)合為一個(gè)問題求解組 緊密配合 發(fā)揮各自 所長 從而使其工作優(yōu)于每一方 并為應(yīng)用多學(xué)科方法的綜合性協(xié)作提供了可能 日 本豐田公司很早就引進(jìn)了 CAD 系統(tǒng) 并且在初步升級改善 美國福特公司從 1967 年就開始開發(fā)車身設(shè)計(jì) CAD 系統(tǒng) 目前百分之八十以上的設(shè)計(jì)由 CAD 完成 大大 降低了產(chǎn)品成本 提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)能力 美國通用汽車公司在 1988 年投資千萬美 元完成了以三維 CAD 系統(tǒng) UG 為核心的 CAD CAM CAE CIM 的 4C 集成化工程 達(dá) 到信息流暢 公司的轎車和概念車的開發(fā)試制時(shí)間由五年縮短到兩年 設(shè)計(jì)階段從 24 個(gè)月縮短到 14 個(gè)月 一些零部件的設(shè)計(jì)從六個(gè)月縮短到一個(gè)月 我國各大汽車公 司近幾年來紛紛引進(jìn)了先進(jìn)的 CAD CAM CAE 軟件用于汽車車身設(shè)計(jì)和開發(fā) 并取 得較好的成果 一汽 東風(fēng)汽車公司在八十年代就開始在車身設(shè)計(jì)方面研究與應(yīng)用 CAD CAM 技術(shù) 另外在 CAE 領(lǐng)域也取得了不少成績 電子樣機(jī) DMU Digital Mock Up 技術(shù)主要是指在計(jì)算機(jī)平臺(tái)上 通過三維 CAD CAE CAM 軟件 建立完整的產(chǎn)品數(shù)字化樣機(jī) 組成電子化樣機(jī)的每個(gè)部件除 了準(zhǔn)確定義三維幾何圖形外 還賦有相互間的裝配關(guān)系 技術(shù)關(guān)聯(lián) 工藝 公差 材 料等信息 電子樣機(jī)應(yīng)具有從產(chǎn)品設(shè)計(jì) 制造到產(chǎn)品維護(hù)各階段所需的所有功能 為 產(chǎn)品和流程開發(fā)提供一個(gè)平臺(tái)的電子樣機(jī)功能由專門的模塊完成 從產(chǎn)品的造型 上 下關(guān)聯(lián)的并行設(shè)計(jì)環(huán)境 產(chǎn)品的功能分析 產(chǎn)品瀏覽和干涉檢查 信息交流 產(chǎn)品可 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 維護(hù)性分析 產(chǎn)品易用性分析 支持虛擬實(shí)現(xiàn)技術(shù)的實(shí)時(shí)仿真 多 CAX 支持 產(chǎn)品 結(jié)構(gòu)管理等各方面提供了完整的電子樣機(jī)功能 能夠完成與物理樣機(jī)同樣的分析 模 擬功能 從而減少制作物理樣機(jī)的費(fèi)用 并能進(jìn)行更多的設(shè)計(jì)方案驗(yàn)證 電子樣機(jī)技 術(shù)在現(xiàn)代汽車業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛 正在逐步取代物理樣機(jī)用于多方面的研究 DMU 主要有以下功能和特點(diǎn) 1 與 CAX 系統(tǒng)完全集成 并以 上下關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì) 方式作業(yè) 2 提供強(qiáng)大的可視化手段 除了虛擬顯示和多種瀏覽功能 還集成了 DMU 漫游和 截面透視等先進(jìn)手段 3 具備各種功能性檢測手段 如安裝 拆卸 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng) 干涉檢查 截面掃描等 4 具有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的配置和信息交流功能 由于電子樣機(jī) DMU 技術(shù)加強(qiáng)了設(shè)計(jì)過程中最為關(guān)鍵的空間和尺寸控制之間 的集成 在產(chǎn)品開發(fā)過程中不斷對電子樣機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證 大部分的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤都能被發(fā)現(xiàn) 或避免 從而大大減少實(shí)物樣機(jī)的制作與驗(yàn)證 AutoForm 軟件包是 AUTOFORM 工程有限公司包括瑞士研發(fā)與全球市場中心和 德國工業(yè)應(yīng)用與技術(shù)支持中心推出的板料成形模擬軟件包 它將來自世界范圍內(nèi)的許 多汽車制造商和供應(yīng)商的廣泛的訣竅和經(jīng)驗(yàn)融入其中 并采取用戶需求驅(qū)動(dòng)的開發(fā)策 略 以保證提供最新的技術(shù) 可以幫助結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員方便地求解各類板料成形問題 同時(shí) AutoForm 也最大限度地發(fā)揮了傳統(tǒng) CAE 技術(shù)的作用 減少了產(chǎn)品開發(fā)的成本 和周期 目前世界上大多數(shù)大汽車公司都已經(jīng)將鈑金成形模擬作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必有過 程 避免了鈑金模具的后期修改問題 我國汽車行業(yè)經(jīng)過十多年努力和發(fā)展 CAD 技術(shù) 專家系統(tǒng) 知識(shí)庫技術(shù)等新 興技術(shù)在我國汽車行業(yè)的應(yīng)用已取得很大的進(jìn)步 但由于起步較晚 車身技術(shù)與國外 汽車公司相比還有很大的差距 國內(nèi)各汽車公司普遍存在設(shè)計(jì)效率低下 后期問題難 以預(yù)測的問題 加大 CAD CAM CAM 軟件在汽車開發(fā)中的應(yīng)用力度 并且結(jié)合汽車 設(shè)計(jì)的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)一些面向汽車設(shè)計(jì)的專業(yè)設(shè)計(jì)流程以幫助設(shè)計(jì)人員提高產(chǎn)品的開 發(fā)效率和質(zhì)量 是縮短我國與國外汽車設(shè)計(jì)水平的差距 早日實(shí)現(xiàn)我國轎車自主開發(fā) 能力的有效措施之一 國外各大汽車和設(shè)計(jì)公司積累了幾十年的轎車車身開發(fā)經(jīng)驗(yàn) 形成了較完善的數(shù) 據(jù)庫和設(shè)計(jì)規(guī)范 筆者曾親身體驗(yàn)過豐田公司的設(shè)計(jì)檢查卡 CHECKLIST 與德國 大眾公司的對標(biāo)數(shù)據(jù)庫 在每一個(gè)細(xì)節(jié) 總括了在該領(lǐng)域的各種車型的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)與經(jīng) 驗(yàn)值 詳盡嚴(yán)密地表述出設(shè)計(jì)流程 經(jīng)過整理的知識(shí)庫就像一個(gè)專家委員會(huì) 指導(dǎo)設(shè) 計(jì)師的工作 引導(dǎo)設(shè)計(jì)師進(jìn)行每一步設(shè)計(jì) 指出所選擇的尺寸和參數(shù)的界限 并驗(yàn)證 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)是否合理 及時(shí)糾正設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤 使設(shè)計(jì)師避免誤入歧途和返工 絕對不會(huì)因經(jīng)驗(yàn)不足和考慮不周而造成嚴(yán)重疏忽 有了這樣的數(shù)據(jù)庫 設(shè)計(jì)時(shí)就能對 自己不熟識(shí)的內(nèi)容信心百倍 并可迅速獲得設(shè)計(jì)結(jié)果而且確信它是正確的 因?yàn)樵撛O(shè) 計(jì)是由綜合的知識(shí)庫創(chuàng)造出來的 其中包含了寶貴的專家知識(shí)和設(shè)計(jì)知識(shí)的法規(guī) 規(guī) 則 隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展 消費(fèi)者的消費(fèi)觀念更趨理性 對汽車的需求偏好也逐 步發(fā)生變化 升級 由于國內(nèi)消費(fèi)者換車周期的大幅縮短 使得汽車的更新?lián)Q代也加 快了 汽車設(shè)計(jì)技術(shù)及手段的不斷發(fā)展 特別是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代工程技術(shù) 方法的飛速進(jìn)步 日益成熟的 CAD CAE CAM 一體化產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)在轎車車身設(shè)計(jì) 領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用 汽車設(shè)計(jì)方法正逐步由傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 向著以大大縮短產(chǎn)品開 發(fā)周期和提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)精度為目標(biāo)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法轉(zhuǎn)變 國內(nèi)外成熟的計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié) 合汽車行業(yè)日漸成形的汽車模塊化思想 為我們在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中縮短開發(fā)周期與提 高工作效率奠定了基礎(chǔ) 縱覽以上 我們有必要建立一套全面的設(shè)計(jì)流程 1 4 本課題的研究內(nèi)容 本課題研究是以威馳汽車開發(fā)項(xiàng)目為依托 以 CAD 為軟件平臺(tái) 在開發(fā)過程中 從造型數(shù)據(jù)模型確立 到前車門各個(gè)機(jī)能件選型 結(jié)構(gòu)布置 直到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成 并 結(jié)合工藝 工裝的設(shè)計(jì)驗(yàn)證 建立起一套完善的車門設(shè)計(jì)解決方案 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 第 2 章 車門設(shè)計(jì) 2 1 車門參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù) 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)完成對圖形中相關(guān)部分的改動(dòng) 從而實(shí)現(xiàn)對圖形的驅(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 對位置的編輯可以簡單地通過改 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) 非常簡便 2 2 車門的結(jié)構(gòu)類型 一般來講 乘用車車門分為帶窗框車門和無窗框車門 Frameless GlassConstruction 多見于高檔跑車 俗稱硬頂車 兩大類 其中帶窗框車門又可以 分為整體式 Full Stamped Inner and Outer Panel Construction 即內(nèi)外門板帶著窗框部 分一起沖壓成型 和獨(dú)立窗框 Loose Upper Frame Construction 即窗框部分與窗口 線以下的內(nèi)外板分別成型 兩大類 如圖 2 1 所示 實(shí)際上車門還可以做更細(xì)致的區(qū)分 現(xiàn)在按照以下分類對各個(gè)類型的優(yōu)缺點(diǎn)略做 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 評述 2 2 1 無窗框車門 Frameless Glass 優(yōu)點(diǎn) 造型前衛(wèi)時(shí)尚 且外觀上各處配合對消費(fèi)者很是養(yǎng)眼 因?yàn)闆]有窗框部 分 的金屬板材 內(nèi)外板沖壓成型不必考慮此處廢料損失 可將廢料率降至最低 左右內(nèi) 外 板可以在一個(gè)模具中成型 該類型車門具備整形能力 缺點(diǎn) 窗玻璃的穩(wěn)定性差 當(dāng)玻璃在 full up 位置時(shí) 至少在門肚子里留有露出 部 分的三分之一長度 否則容易失穩(wěn) 門肚子里需要有額外的支架來保持玻璃的穩(wěn)定 性 當(dāng)然這些都會(huì)增加產(chǎn)品成本 而且造成門密封性先天不足 為了改善其密封性 不得不花更多代價(jià) 除此之外 車身腰線 Belt line 也被抬高 2 2 2 獨(dú)立窗框式車門 Loose Upper Frame 優(yōu)點(diǎn) 廢料率同樣能降至最少 左右內(nèi) 外 板可以在一個(gè)模具中成型 該類 型 車門具備整形能力 門質(zhì)量好 缺點(diǎn) 可裝配性差 會(huì)產(chǎn)生匹配上的這樣那樣的問題 諸如 gap flush 等等 限制了主密封樣式的選擇范圍 而且也存在密封性差的潛在問題 2 2 3 內(nèi) 外板整體沖壓成型式車門 1 外板整體沖壓成型式車門 Full Stamped Inner and Outer Panel 窗框部分進(jìn) 入到車頂區(qū)域 into roof 從外觀看 就是車門上部有面共享了車頂面 優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)剛性好 密封性好 在整條 J Line 就是指車門在關(guān)閉時(shí) 車門上 與車身接觸的密封條區(qū)域 總裝車間一般稱為 頭道 或者 頭條 上可以作出對結(jié) 構(gòu)有利的拔模斜角 缺點(diǎn) 廢料多 增加了密封成本 如沿著車頂與車門邊的密封 沿著風(fēng)窗與車 門 邊的密封 不具備整形能力 2 內(nèi) 外板整體沖壓成型式車門 Full Stamped Inner and Outer Panel 窗框部 分側(cè)向暴露 exposed on side 相對于上面類型 2 2 4 窗框內(nèi)藏式車門 Frame Under Glass 該類型又可以分為兩類 一類是門內(nèi)板整體沖壓 Full Stamped Inner 質(zhì)量與密封性都好 而且 J line 的 工藝性拔模也可以做 外觀當(dāng)然極像無窗框式車門的新穎前衛(wèi) 但是內(nèi)板仍然要產(chǎn)生 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 許多廢料 密封性有待改善 整體沖壓的內(nèi)板剛度大 免去焊接的麻煩 尺寸精度高 另一類是獨(dú)立窗框 Loose UPR Frame 廢料率低 質(zhì)量也好 左右內(nèi) 外 板 可以在一個(gè)模具中成型 外觀優(yōu)勢同上 但凡獨(dú)立窗框 裝配時(shí)產(chǎn)生的問題是無法避 免的 而且因?yàn)闈L壓的窗框 使得密封形式的選擇有限 會(huì)導(dǎo)致潛在的密封性能問題 圖 2 1 車門結(jié)構(gòu)型式 所設(shè)計(jì)車門總裝圖如圖 2 2 所示 圖 2 2 車門總裝圖 2 3 車門的基本構(gòu)成 車門基本構(gòu)成分為鈑金件 機(jī)能件 密封件 裝飾件與電器線束件五大類 下面 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 分別說明 本設(shè)計(jì)采用分體式車門結(jié)構(gòu) 外板上集成窗框 內(nèi)板與車門框架集成一體 外 內(nèi)板之間焊接連接 車門附件均參照現(xiàn)有成熟結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)的具體部件包 括 鉸鏈 限位器 后視鏡 外板 內(nèi)板 門鎖 門玻璃 玻璃升降器 防撞梁及密 封等 2 3 1 車門鈑金 車門鈑金一般分為車門外板 內(nèi)板 外板加強(qiáng)板 防撞梁 內(nèi)板加強(qiáng)板 鉸鏈加 強(qiáng)板 鎖加強(qiáng)板 鉸鏈支座 窗框 如果為滾壓窗框 窗框安裝支架 玻璃前后導(dǎo) 槽 導(dǎo)槽安裝支架等 如圖 2 3 所示 圖 2 3 車門鈑金總成 1 車門外板 車門外板是汽車覆蓋件中極為重要的部件之一 是車身上的活動(dòng)部件 對其剛性及 表面質(zhì)量要求很高 它是典型的具有復(fù)雜型面的大型板料沖壓件 一般對車門外板的 質(zhì)量要求高 外觀表面光順平滑 棱線清晰 周邊尺寸精度 0 7mm 剛性好 由于門外板 是一種平坦淺拉延件 成形時(shí)凸模表面與毛坯以大平面接觸 由于平面上的拉應(yīng)力很 低 材料得不到充分的塑性變形 所以車門外板剛性差 一般選擇外板材料時(shí) 考慮 硬質(zhì)板材 如圖 2 4 所示 車門外板和內(nèi)板的裝配 一般采用點(diǎn)焊 粘接及咬合等方 法 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 2 4 車門外板 如圖 2 5 所示 車門外板采用強(qiáng)度適當(dāng) 沖壓性能好的薄鋼板材料 厚度為 1 mm 經(jīng)沖壓 輥壓等工藝制成 因車門外板是車身外表面件 中部不應(yīng)該有焊點(diǎn) 以免影響外觀質(zhì)量 這樣外板中部剛度就差 行車時(shí)易產(chǎn)生振動(dòng)噪音 因此必須對外 板剛度進(jìn)行加強(qiáng) 采取的措施有 在外板內(nèi)側(cè)粘貼磁性瀝青板 設(shè)計(jì)加強(qiáng)梁 與外板 柔性粘接 所設(shè)計(jì)車門外板如圖 2 6 所示 圖 2 6 車門外板 2 車門內(nèi)板 內(nèi)板是車門附件主要的安裝機(jī)體 許多主要受力件均安裝在內(nèi)板上 如鉸鏈 限 位器 門鎖等 為增加連接部位強(qiáng)度和剛度 使附件正常工作 須在連接部位設(shè)置加 強(qiáng)板 圖 2 5 外板的剛度加強(qiáng) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 車門內(nèi)板是車門中所有主要部件的安裝載體 其結(jié)構(gòu)形狀的構(gòu)建也是我們本課題 研究的重點(diǎn)之一 在車門靠近車身 A B 柱一側(cè) 由于需要考慮車門的下沉及鉸鏈等 結(jié)構(gòu)的安裝此處剛度和強(qiáng)度要求較高 為此這一部分鋼板厚度為 1 6mm 或 1 4mm 的 高強(qiáng)板 其余部分采用了 0 7mm 的鋼板 這樣在保證車門內(nèi)板必要的剛度和強(qiáng)度性 能時(shí)又能減輕質(zhì)量 降低成本 如圖 2 7 所示 圖 2 7 車門內(nèi)板 左側(cè) a 高強(qiáng)板 用于鉸鏈加強(qiáng)板 右側(cè) b 一般材料 鉸鏈加強(qiáng)板的型式多樣 一般根據(jù)性能與成本的需要來選擇 如圖 2 8 所示 圖 2 8 鉸鏈加強(qiáng)板型式 所設(shè)計(jì)車門內(nèi)板如圖 2 9 所示 圖 2 9 車門內(nèi)板 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 3 車門防撞梁 車門防撞梁 桿 Side Impact Beam Door Beam 也叫側(cè)門防撞梁 桿 是指 在車門內(nèi)部結(jié)構(gòu)中加上橫梁 從外面看不到 用以加強(qiáng)車輛側(cè)面的結(jié)構(gòu) 進(jìn)而提高 側(cè)面撞擊時(shí)的防撞抵抗力 以提升側(cè)面的安全 基于側(cè)面撞擊的概率 消費(fèi)者在選購 車子的時(shí)候 一定把防側(cè)撞鋼梁這一項(xiàng)重要的安全配置考慮進(jìn)去 如圖 2 6 所示 車門防撞作為一種額外吸能保護(hù) 可以降低乘員可能遭受的來自外部的力量 事 實(shí)證明 車門防撞梁在車輛撞擊固定物體 比如樹木 時(shí)的保護(hù)效果非常明顯 依據(jù) 美國國家公路交通安全管理局 NHTSA 發(fā)布的數(shù)據(jù) 車門防撞梁在 2002 年拯救了 994 名事故受害者 車門防撞梁的形狀 一般分為管狀和帽形兩種 日韓車常用管狀車門防撞梁 一 般情況下兩端有支架 用于連接固定防撞梁與車門 而歐美車門常用帽形防撞梁 一 般直接焊接在車門上 管狀防撞梁主要是圓管 也有矩形管 梅花形管 橢圓形管 等 這要綜合考慮許多因素 如車門內(nèi)部空間 吸能設(shè)計(jì)等 而帽形防撞梁主要有單 帽形狀 U 形 和雙帽形狀 m 形 車門防撞梁的布置方式 最常見的是對角線布置方式 也有垂直布置的 車門防撞梁的吸能效果主要與以下幾個(gè)因素有關(guān) a 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 這是最重要的一點(diǎn) 一般來說 帽形防撞梁的吸能效果比管狀防 撞梁好 另外 雙帽形結(jié)構(gòu)一般比單帽結(jié)構(gòu)要好 當(dāng)然 還有帽形結(jié)構(gòu)的高度 與 A B C 柱 車門檻等的匹配等都至關(guān)重要 b 材料的強(qiáng)度 人們通常以為里面的管子是普通水管之類的 其實(shí)不然 一般 日韓車中所用的管子抗拉強(qiáng)度高達(dá) 1400 1570MPa 目前有些國內(nèi)品牌車是用的較 為普通的管子 是普通管子強(qiáng)度的 4 倍以上 而歐美車中常見的帽形防撞梁的抗 拉強(qiáng)度一般為 1000 1600MPa c 材料的厚度 當(dāng)然是材料越厚 吸能效果越好 不考慮與 A B C 柱 車門檻 的匹配 吸能效果與材料的厚度成正比 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 圖 2 10 Y 型防撞梁結(jié)構(gòu)示意 圖 2 10 為 Y 型側(cè)門防撞梁 采用特殊材料的鋼材 大大提高了車門的抗扭性 保證了駕乘人員的安全 4 內(nèi)外板加強(qiáng)板 一般車門鈑金結(jié)構(gòu)中都有內(nèi)外板加強(qiáng)板 起到增加車門內(nèi)外板在窗框處的剛性的 作用 同時(shí)也可以作為正面碰撞時(shí)的力的傳遞途徑之一 將作用在門框上的力合理地 向后傳遞 當(dāng)然也有的車中取消了該加強(qiáng)板 如圖 2 11 圖 2 12 所示 圖 2 11 車門外板加強(qiáng)板 圖 2 12 車門內(nèi)板加強(qiáng)板 5 鉸鏈支座 車門鉸鏈支座是安裝在車門內(nèi)板上的鉸鏈座凸焊螺母的安裝載體 通常形狀簡單 板材比較厚 如圖 2 13 所示 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 圖 2 13 鉸鏈支座 6 車門窗框 單獨(dú)對于窗框而言 我們可以簡單分為幾大類 與內(nèi)外板同體式窗框 一體閉合 式窗框 多體式窗框 滾壓窗框 如圖 2 14 所示 圖 2 14 窗框結(jié)構(gòu)型式 與內(nèi)外板同體式窗框在很多的小型車中有比較普遍的應(yīng)用 結(jié)構(gòu)簡單 窗框由于 與車門內(nèi)外板一體 所以剛性較好 工藝性也比較容易控制 缺點(diǎn)是材料利用率低 一體閉合式窗框由于窗框結(jié)構(gòu)閉合式 所以結(jié)構(gòu)剛性好 多體式窗框在一些較早的車 型上出現(xiàn) 成型工藝簡單 但是裝配誤差不容易控制 滾壓窗框 如圖 2 15 所示 的滾壓截面較為復(fù)雜 而且歐美日德的結(jié)構(gòu)各不相 同 如很多日系車沒有 belt pnl 即窗框加強(qiáng)板 前后兩個(gè)腳沒有加強(qiáng)板連接 剛度 和安全性都不太好 歐美系車大多數(shù)車窗框都帶有加強(qiáng)板窗框 滾壓窗框一般要經(jīng)過滾壓 拉彎或扭彎 沖切 點(diǎn)焊或氬弧焊 焊接總成 一 般后門獨(dú)立窗框的滾壓件較難 因?yàn)榇蠖鄶?shù)車型在 C 柱有很大的彎曲弧度 超過 90 度 有的是分成兩件滾彎 再焊接 容易造成焊接面的面差 批量生產(chǎn)難以滿足 有 的是一道彎曲 但是受材料流動(dòng)和成型工藝控制影響 會(huì)有縮頸或擴(kuò)口 修整調(diào)整模 具也很難解決問題 除非更改造型或更換材料 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 a 窗框 滾壓 b 窗框安裝支架 1 c 窗框安裝支架 2 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 d 玻璃導(dǎo)槽 圖 2 15 滾壓窗框 2 3 2 車門機(jī)能件 車門機(jī)能件包括車門鎖 車門外手柄 車門內(nèi)手柄 車門玻璃 玻璃升降器 車 門限位器 車門鉸鏈等 1 車門鎖 一個(gè)完整的汽車門鎖系統(tǒng)必須能實(shí)現(xiàn)內(nèi)開啟 外開啟 內(nèi)鎖止保險(xiǎn) 外鎖止保險(xiǎn) 及鎖緊車門的功能 因此汽車門鎖是一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜 功能要求多的組合系統(tǒng) 門鎖看 成是由多個(gè)構(gòu)件組成的運(yùn)動(dòng)鏈系統(tǒng) 應(yīng)用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖測繪法畫出在鎖緊狀態(tài)的機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)簡圖 如圖所示 從而為機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 運(yùn)動(dòng)分析及力分析提供依據(jù) 從圖2 16中可以清楚地看出整個(gè)車門鎖有如下幾部分機(jī)構(gòu)組成 1 鎖緊機(jī)構(gòu)部 圖 2 16 鉤簧鎖結(jié)構(gòu)圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 分 即圖中鎖鉤20 擋塊兒組成的機(jī)構(gòu) 當(dāng)關(guān)閉車門時(shí) 鎖鉤從擋塊兒的開口方向進(jìn) 入帶動(dòng)鎖鉤擺動(dòng)至圖示的嚙合狀態(tài) 實(shí)現(xiàn)鎖緊動(dòng)作 2 外開啟機(jī)構(gòu)部分為外拉式手 柄 是一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 原動(dòng)件是外開啟手柄 3 內(nèi)開啟機(jī)構(gòu)部分 由構(gòu)件11等機(jī) 架組成 為一空間四桿機(jī)構(gòu) 內(nèi)開啟手柄與擺桿的運(yùn)動(dòng)處在兩個(gè)相互垂直的平面內(nèi) 原動(dòng)件是內(nèi)開啟手柄 門鎖是重要的安全件 由兩個(gè)零件構(gòu)成 一個(gè)零件固定在車門上 另一個(gè)零件固 定在車身上 通過門閂阻止車門向外打開 通過簡單的杠桿運(yùn)動(dòng)或壓撳按鈕的動(dòng)作將 它們脫開 門鎖作為汽車車身上使用最頻繁的部件之一 具有功能性和裝飾性的雙重 作用 隨著我國汽車工業(yè)的不斷發(fā)展 人們對門鎖的安全性 輕便性 車門關(guān)閉和開 啟無聲 美觀等方面不斷提出新的更高的要求 促使大量新型門鎖產(chǎn)生 如圖 2 17 所示 車門鎖的基本作用有兩點(diǎn) 其一是栓緊作用 門鎖必須工作可靠 在正常關(guān)閉車 門后 除非轉(zhuǎn)動(dòng)或拉車門手柄 以及按鈕等正常操作 否則用其它外力不能打開車門 因而在汽車行駛時(shí)不會(huì)因振動(dòng)和沖擊使車門打開 其二是防止外人侵入的鎖緊作用 車門鎖的性能要求 1 易于制造 成本低 2 車門開啟與關(guān)閉應(yīng)輕便 靈活 3 磨損小 以保證足夠的使用壽命 4 工作可靠 門鎖必須可靠地將車門鎖緊 在汽車行駛時(shí)車門不允許自動(dòng)打開 5 操縱內(nèi) 外手柄時(shí)車門能輕便地打開 6 設(shè)有鎖止機(jī)構(gòu) 當(dāng)鎖止時(shí) 如按下鎖鈕或外手柄處于鎖止?fàn)顟B(tài)時(shí) 搬動(dòng)車門 內(nèi) 外手柄 不能打開車門 在車外只有使用鑰匙才能打開車門 在車內(nèi)只 有先拉起鎖止按鈕才能打開車門 7 當(dāng)車門開著 鎖止按鈕按下時(shí) 此時(shí)關(guān)閉車門撞動(dòng)鎖爪 即可通過聯(lián)動(dòng)桿來 解除鎖止?fàn)顟B(tài) 同時(shí)可以防止由于鑰匙遺忘在車內(nèi)而打不開車門 8 當(dāng)車門處于全鎖緊狀態(tài)時(shí) 車門鎖能經(jīng)受一定的縱向載荷 橫向載荷和沖擊慣 性力的作用 從而不因汽車碰撞 翻車 顛簸而使門鎖失靈 根據(jù)車門鎖的結(jié)構(gòu)類型 門鎖按其結(jié)構(gòu)大致可分為舌式 棘輪式和凸輪式 舌式 鎖結(jié)構(gòu)簡單 安裝容易 易于制造 對車門的安裝精度要求低 常見于載荷汽車和大 客車 如 CA15 EQ140 NJ130 等 但由于彈簧力大 操縱笨重 不能承受縱向載 荷 僅能承受開門方向的載荷 故現(xiàn)已在汽車上淘汰 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 棘輪式門鎖的特點(diǎn)是鎖內(nèi)有一套制楔機(jī)構(gòu) 它由鎖鉤 棘爪 棘輪組成 按門腔 外部的鎖拴與門柱上的擋塊形式不同 又可分為轉(zhuǎn)子鎖和卡板鎖 在選擇門鎖時(shí) 應(yīng) 考慮新車型及使用條件 對于輕型客車 一般在較好的路面上行駛 并且制造條件也 較好 故可選用操縱輕便的轉(zhuǎn)子鎖和卡板鎖 對于越野車 主要是在不平路面上行駛 道路條件不好 主要考慮可靠性 可選卡板鎖 對于載貨車 除了滿足門鎖的一般要 求外 應(yīng)選用工藝簡單 成本低的結(jié)構(gòu) 圖 2 17 車門鎖系統(tǒng) 所設(shè)計(jì)的車門鎖機(jī)構(gòu)如圖 2 18 所示 圖 2 18 車門鎖機(jī)構(gòu) 2 車門內(nèi)外手柄 外手柄有旋轉(zhuǎn)式 掀拉式 按鈕式 手摳式等 旋轉(zhuǎn)式外手柄結(jié)構(gòu)簡單 零件數(shù) 量少 但手柄易歪斜 脫落 影響汽車外形美觀 按鈕式外手柄結(jié)構(gòu)可靠 零件數(shù)稍 多 同時(shí)當(dāng)車門鎖開啟力大時(shí) 手指明顯有開啟沉重感 掀拉式外手柄平時(shí)隱藏在車 門外板內(nèi) 不易被碰壞 但轉(zhuǎn)軸易壞 手摳式外手柄是近年來出現(xiàn)的新款式 可以安 裝的與外板齊平 使其不產(chǎn)生危險(xiǎn)性 也有利于減小空氣阻力 門鎖的內(nèi)手柄有旋轉(zhuǎn) 式 掀拉式 按鈕式和手摳式 從安全考慮 最好內(nèi)手柄布置在車門內(nèi)飾里或扶手下 面不易碰到的位置 手摳式內(nèi)手柄就是凹進(jìn)車門內(nèi)板之內(nèi)而與內(nèi)飾板平齊 外觀漂亮 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 不會(huì)碰開車門 安全可靠 所設(shè)計(jì)車門外手柄如圖 2 19 所示 圖 2 19 車門外手柄 所設(shè)計(jì)車門內(nèi)手柄如右圖 2 20 所示 圖 2 20 車門內(nèi)手柄 3 車門玻璃 目前幾乎所有車門玻璃都采用鋼化曲面玻璃 曲面玻璃在轎車上得到了廣泛的應(yīng) 用 曲面玻璃可以有效的利用車內(nèi)空間 減少車門厚度 并且外形美觀 使車身更趨 于流線型 車室內(nèi)的寬度也有所增大 但曲面玻璃在制造上有一定的難度 并且在升 過程中容易發(fā)生卡滯 一般將曲面玻璃的球面弦高控制在 4mm 以下 轎車車門玻璃面主要分為五種類型 a 圓柱面玻璃 這種玻璃生產(chǎn)的工藝比較簡單 但是對整車的造型美觀方面影 響 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 b 斜圓柱玻璃 在布置玻璃圓斷面方向時(shí)盡可能與玻璃導(dǎo)槽的方向一致 這導(dǎo) 槽的模擬就是一個(gè)圓 玻璃的升降布置比較順暢 c 圓環(huán)面玻璃 這種玻璃的滑槽的設(shè)計(jì)相對比較簡單一些 因?yàn)榍谐鰜淼那?曲率變化相對較小 d 啤酒桶面玻璃 很多玻璃均采用這種形式 相對于 2 和 3 玻璃的生產(chǎn)藝相 對復(fù)雜一點(diǎn) 但是更能保證車身整體的美觀 e 任意的 A 面 對于這種曲面的玻璃 主要就是去近似擬合一下滑槽 只要滿 足相應(yīng)的要求就好了 但是自由曲面玻璃在制造上有一定的難度 并且在降過程中容 易發(fā)生卡住現(xiàn)象 車門玻璃 如圖 2 21 所示 的形狀 大小 位置的確定是順利實(shí)現(xiàn)玻璃升降布 置的前提 也是車門布置的重要內(nèi)容 玻璃形狀和窗口處造型形狀及窗框結(jié)構(gòu)密切相 關(guān)確定時(shí)應(yīng)本著盡量逼近外形的原則 并保證玻璃沿導(dǎo)軌順利升降 逼近外形是指車 門玻璃的大小 形狀與車身造型所要求的窗口一致 并盡量使玻璃外表面與車身外表 面貼近 首先玻璃中心線的曲率和趨勢應(yīng)逼近外表面線 其次是保證玻璃沿導(dǎo)軌順利 升降 玻璃前后兩邊導(dǎo)軌平行且具有足夠的導(dǎo)向段 并要求導(dǎo)軌的曲率保持不變 傳統(tǒng)的柱面汽車車門玻璃 調(diào)質(zhì)玻璃 曲率 R 1210 mm 配合柱面導(dǎo)軌 其導(dǎo) 軌為單一半徑圓弧 前后導(dǎo)軌為柱面上的等距線 其設(shè)計(jì)簡單 運(yùn)動(dòng)校核方便 圖 2 21 車門玻璃 4 車門玻璃升降器 在車門及其附件設(shè)計(jì)中 車門玻璃及玻璃升降器是占有空間最大的部件 也是最 重要的一個(gè)子系統(tǒng) 玻璃升降器的功能是保證車門玻璃平穩(wěn)升降 門窗能隨時(shí)并順利 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 的開啟和關(guān)閉 它有著本身獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 玻璃升降器主要有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 止動(dòng)機(jī)構(gòu) 平衡機(jī)構(gòu)等幾大部分組成 根據(jù)結(jié)構(gòu)型式的不同 升降器可以 分為繩輪式 如圖 2 16 所示 叉臂式 軟軸式三大類 如表 2 1 表 2 1 玻璃升降器分類 結(jié)構(gòu)形式 動(dòng)力源 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 國內(nèi)配套車型 繩輪式 直流微電機(jī)由開關(guān)改變電機(jī)極性 作正反向旋轉(zhuǎn) 帶動(dòng)機(jī)構(gòu)作上下 運(yùn)動(dòng) 由電機(jī)傳動(dòng)軸帶動(dòng)卷絲筒 旋轉(zhuǎn) 卷絲筒帶動(dòng)鋼絲繩在導(dǎo)軌 上作上下運(yùn)動(dòng) 鋼絲繩再帶動(dòng)導(dǎo) 軌上的傳動(dòng)掣 用以固定窗玻璃 作上下運(yùn)動(dòng) 起到升降玻璃的作 用 1 重量輕 結(jié)構(gòu) 運(yùn)行順暢 噪音小 2 設(shè)計(jì)過程簡單 使其易于制造并提 高成本效率 又包 括單滑道和雙滑道 式兩種結(jié)構(gòu) 3 車型適用廣 奧迪 捷達(dá) 速 騰 邁騰 寶 來 別克 雅閣 帕 薩特等 叉臂式 直流微電機(jī)由開關(guān)改變電機(jī)極性 作正反向旋轉(zhuǎn) 帶動(dòng)機(jī)構(gòu)作上下 運(yùn)動(dòng)由電機(jī)傳動(dòng)軸上的小齒輪帶 動(dòng)叉臂中的長臂上的扇形齒輪在 一定角度內(nèi)旋轉(zhuǎn) 改變長臂與短 臂的夾角 起到升降玻璃的作用 該結(jié)構(gòu)能適用負(fù) 載較大車門玻璃 結(jié)構(gòu)簡單 制造成 本低 用于車門玻 璃弧度較小的車門 夏利 威樂 威 志 卡羅拉 海 獅 三菱等 軟軸式 直流微電機(jī)由開關(guān)改變電機(jī)極性 作正反向旋轉(zhuǎn) 帶動(dòng)機(jī)構(gòu)作上下 運(yùn)動(dòng) 由電機(jī)傳動(dòng)軸上小齒輪帶 動(dòng)螺旋型鋼絲軟軸在導(dǎo)向管內(nèi)作 上下運(yùn)動(dòng) 軟軸上傳動(dòng)掣帶動(dòng)玻 璃作上下運(yùn)動(dòng) 起到升降玻璃的 作用 該機(jī)構(gòu)簡單 制造 工藝比較復(fù)雜 切諾基 依維 柯 等 玻璃升降器是車門上主要附件之一 它帶動(dòng)玻璃上下運(yùn)動(dòng)占據(jù)門內(nèi)大量空間 在 選擇玻璃升降器時(shí)應(yīng)考慮以下因素 車門造型特點(diǎn) 車窗開口大小 玻璃形狀和安裝 方式等 大致有以下幾種類型 繩輪式 齒輪叉臂式 齒輪式和軟軸式等 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 本設(shè)計(jì)采用齒輪交叉臂式玻璃升降器 如圖2 22所示 其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)堅(jiān)固 使用 壽命長 運(yùn)行較穩(wěn)定 雙玻璃導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 但噪音相對較大 所設(shè)計(jì)升降器如圖 2 23 所示 圖 2 23 交叉臂式玻璃升降器 5 限位器車門限位器是車門運(yùn)動(dòng)開啟與關(guān)閉過程中的定位裝置 同樣是不可忽視 的部件 設(shè)計(jì)風(fēng)格的不一致 限位器的結(jié)構(gòu)型式也分為兩類 一類拉桿式限位器 傳 統(tǒng)形式 是一個(gè)獨(dú)立的限位系統(tǒng) 由于結(jié)構(gòu)簡單 成本低得到廣泛應(yīng)用 一般轎車上 圖 2 22 齒輪交叉臂式 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 都使用此類 如圖 2 24 所示 另一類是凸輪機(jī)構(gòu)式限位器 限位器是與鉸鏈合在一 起的 凸輪機(jī)構(gòu)式限位器可以更好的解決檔位不清 較易滿足力矩要求和開啟角度要 求 以及實(shí)現(xiàn)關(guān)門力的要求 而這種限位器的成本也自然高出很多 兩種類型限位器的作用都是一樣的 限位器具有以下功用 a 保護(hù)車門前邊框 防止與車身板金接觸 b 實(shí)現(xiàn)一定角度區(qū)域內(nèi)的自動(dòng)開啟定位與自動(dòng)關(guān)閉車門 c 刮風(fēng)天 特別是車輛順風(fēng)開門時(shí) 它能保護(hù)車門 限制到一定程度 而不被損 壞 圖 2 24 拉桿式限位器 車門的開度限位器用以限制車門的最大開度 防止車門外板與車體相碰 還必須 能使車門停留在最大開度 起著防止車門自動(dòng)關(guān)閉的作用 目前應(yīng)用的限位器類型有 兩種 拉桿式限位器 傳統(tǒng)形式 和凸輪機(jī)構(gòu)式限位器 與鉸鏈一體 本設(shè)計(jì)采用 拉帶式限位器 由于彈簧力作用 滾輪壓在限位桿 當(dāng)門的開度到滾輪被拉過限位桿 上的凸起時(shí) 由于限位桿端頭的橡膠緩沖塊與限位盒殼相碰而使門限制在最大開度 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 限位器的具體結(jié)構(gòu)尺寸 限位拉桿長 280 mm 寬 12 mm 厚 10 mm 滾輪 D 15 mm 2 限位器的拉伸強(qiáng)度校核 由于限位拉桿圓孔對桿的截面面積的削弱 所以要對桿進(jìn)行拉斷校核 為此 先 將拉桿端部截開 在截開的截面上有拉應(yīng)力 假定它是均勻分布的 其合力為 N1 由平衡條件可知 N 1 P 根據(jù)軸向拉伸強(qiáng)度校核公式 3 8 1 AN 式中 A 是被切開桿的橫截面積的凈面積 為 3 9 db 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入得 3 10 MPdbPAN30 2510 82 10 61 故所設(shè)計(jì)的限位桿滿足拉伸強(qiáng)度要求 所設(shè)計(jì)限位器如圖 2 26 所示 圖 2 26 限位器 6 車門鉸鏈 圖 2 25 限位器結(jié)構(gòu)圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 車門鉸鏈主要包括固定部分 即鉸鏈座 固定在門框上 活動(dòng)部分 安裝在車門上 和 鉸鏈軸 從結(jié)構(gòu)型式上區(qū)分 車門鉸鏈一般可以分為明鉸鏈和暗鉸鏈 a 明鉸鏈 明鉸鏈的旋轉(zhuǎn)軸心在車身外表面的外面 優(yōu)點(diǎn) 為結(jié)構(gòu)簡單 緊湊 體積小 重量輕 調(diào)整車門和鉸鏈拆裝容易 缺點(diǎn) 鉸鏈暴露在外 增大了風(fēng)阻系數(shù) 影響車的美觀 易刮碰 明鉸鏈在 卡車 吉普車 軍車上都有應(yīng)用 b 暗鉸鏈 暗鉸鏈的旋轉(zhuǎn)軸心在車身外表面的里面 優(yōu)點(diǎn) 是結(jié)構(gòu)堅(jiān)固 連接可靠 車門不易下沉 鉸鏈不外露 不破壞車身側(cè) 面造型 缺點(diǎn) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 尺寸大 重量重 安裝調(diào)整不方便 轎車的車門鉸鏈出于 美觀和空氣動(dòng)力學(xué)的要求 都采用暗鉸鏈 暗鉸鏈又有臂式和合頁式之分 臂式鉸鏈的鉸鏈軸安裝在門柱上 要求門柱粗大 優(yōu)點(diǎn)是開門時(shí)車門外移 發(fā)生干涉的可能性小 合頁式鉸鏈的鉸鏈軸安裝在門柱之外 與臂式鉸鏈相比 具有質(zhì)量輕 剛度好 結(jié)構(gòu)緊湊 裝配關(guān)系簡單等優(yōu)點(diǎn) 現(xiàn)在廣泛 采用 從制造工藝上區(qū)分 車門鉸鏈又可以分為壓鑄式鉸鏈與鍛壓成型鉸鏈 如圖 2 2 所示 壓鑄式鉸鏈剛度強(qiáng) 承載能力大 通用性好 但是成本比較高 在歐美一些比 較大型的轎車上有應(yīng)用 鍛壓成型鉸鏈在日韓系車上比較常見 通用性也很好 但是 剛度不如壓鑄式鉸鏈 圖 2 27 鍛壓式車門鉸鏈 鉸鏈?zhǔn)擒囬T與車身連接的關(guān)鍵部件 同時(shí)也是車門上一個(gè)重要的活動(dòng)部件 通常 車門鉸鏈采用強(qiáng)度適當(dāng) 沖壓性能好的鋼板材料 通常厚度為 4 mm 沖壓而成 并 使用螺栓緊固 車門鉸鏈的設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)簡單 安裝方便 工作可靠 成本低 結(jié)構(gòu) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 簡單也是鉸鏈設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢 圖 2 28 為鉸鏈的受力分析圖 其中 R 為手柄上的力沿豎直方向的分力 P 為車 門重力 S Q 為鉸鏈處的受力沿豎直和水平兩個(gè)方向的分力 本設(shè)計(jì)中選用的設(shè)計(jì)參數(shù)分別為 b 400 mm d 880 mm 鉸鏈軸線 后傾角 0 內(nèi)傾角 2 緊固件 M 10 2 2 校核鉸鏈軸與鋼板的擠壓強(qiáng)度 擠壓力F bs 325 NPPAbsjbs 20 16 048325js 鉸鏈軸與鋼板的擠壓強(qiáng)度足夠 3 校核鋼板的拉伸強(qiáng)度 活頁上鉸鏈軸截面拉伸鋼板時(shí)最危險(xiǎn)截面 其軸力 N 325 N MPtdbA160 3 204 81 5 鋼板的拉伸強(qiáng)度足夠 故所設(shè)計(jì)的車門鉸鏈滿足結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度要求 所設(shè)計(jì)鉸鏈機(jī)構(gòu)如圖2 29所示 圖2 29 鉸鏈機(jī)構(gòu) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 2 3 3 車門密封條 車門密封條是車門的重要內(nèi)容 車門密封條一般可以分為 車門口密封條 車門 頭道密封條 車門玻璃導(dǎo)條 車門外擋水條 車門內(nèi)擋水條 車門頂部密封海綿膠條 等 如圖 2 30 所示 密封條主要是由具有良好彈性和抗壓縮變形 耐老化 臭氧 化學(xué)作用 較寬的 使用溫度范圍 40 120 的三元乙丙橡膠 EPDM 橡膠發(fā)泡與密實(shí)復(fù)合而成 內(nèi)含獨(dú)特的金屬夾具和舌形扣 堅(jiān)固耐用 利于安裝 如表 2 2 所示 表 2 2 密封條一般材質(zhì) 產(chǎn)品規(guī)格 建議適用溫度范圍 PVC 材質(zhì) 20 F 150 F 29 65 5 EPDM 材質(zhì) 40 F 248 F 40 120 內(nèi)部金屬夾具材料 鋁或鋼 圖 2 30 車門密封位置分布 1 車門口密封條 車門口密封條安裝在車身側(cè)圍門口位置 主要由密實(shí)膠基體和海綿泡管組成 密 實(shí)膠內(nèi)含有金屬骨架 加強(qiáng)定型與固定作用 海綿泡管有受壓變形 卸壓反彈的功能 保證關(guān)門時(shí)的密封作用 此外 唇邊部分有裝飾作用 如有彩色膠構(gòu)成或貼有織物 色調(diào)更加美觀 如圖 2 31 所示 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 圖 2 31 車門口密封條 2 車門頭道密封條 車門頭道密封條是一種同門口條配合使用的密封條 它可以是密實(shí)膠基底加上海 綿膠唇邊 也可以是全海綿膠的泡管 用來增加車門與車體間的密封作用 如圖 2 32 所示 圖 2 32 車門頭道密封條 3 車門玻璃密封條 車門玻璃密封條是安裝在車門窗框上的密封條 一般由軟硬兩種密實(shí)膠組成 并可嵌入金屬骨架 在不同方向唇邊上植絨可降低玻璃升降時(shí)同玻璃間的摩擦阻力 還有減少噪音的作用 如圖 2 33 所示 圖 2 33 車門玻璃密封條 4 車門玻璃內(nèi)外擋水條 車門玻璃內(nèi)外擋水條位于車門窗框下方的車窗內(nèi)外側(cè)植絨密封條 一般由單種膠 料構(gòu)成 可提高整車外形的美觀水平 如圖 2 34 所示 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 圖 2 34 車門玻璃外擋水條 5 車門頂部密封海綿膠條 車門頂部密封海綿膠條采用三元乙丙橡膠 經(jīng)微波硫化工藝一次成型 表面光潔 美觀 具有良好的彈性和抗壓縮變形 耐候老化 耐臭氧 耐化學(xué)作用及較寬的使用 溫度范圍 40 120 等優(yōu)異性能 該密封條采用半圓形的設(shè)計(jì) 曲線斜率及曲 線曲率變化的連續(xù)性有效避免了車身多個(gè)部位產(chǎn)生汽流分離 同時(shí)擾亂了帶來噪音的 周期性尾流 增強(qiáng)氣密性能 可最大程度降低風(fēng)噪 使開關(guān)車門沉穩(wěn)厚重 提高車輛 氣密性及防塵能力 高效抑制風(fēng)噪 降低車內(nèi)噪音 改善車內(nèi)聲場 提升音響效果 如圖 2 35 所示 圖 2 35 車門頂部密封海綿膠條 2 3 4 車門裝飾件 車門裝飾件主要包括車門內(nèi)飾板 內(nèi)扣手 喇叭罩等 車門內(nèi)飾板功能 車門內(nèi) 飾板滿足車內(nèi)美觀需求 同時(shí)可以作為乘員乘降車功能件 控制件的安裝載體 隨著 現(xiàn)代汽車業(yè)的發(fā)展 車門內(nèi)飾板從結(jié)構(gòu)工藝 美觀要求以及材料要求都有了顯著的變 化 如圖 2 36 所示 車門內(nèi)飾板多采用復(fù)合板材 經(jīng)真空吸塑成型而成 該工藝方法可制造出凸凹結(jié) 構(gòu)板材 以適應(yīng)駕駛室內(nèi)各種形狀的要求 在美國 門內(nèi)飾板用 ABS 或 PP 注塑成形 的居多數(shù) 部分汽車內(nèi)飾板采用織物 歐洲汽車一般采用增強(qiáng)聚丙烯板材放填充物 再包皮的結(jié)構(gòu) 填充材大多數(shù)采用薄的聚氨脂泡沫塑料片 表皮材料為 PVC 也有 使用織物的趨向 近年來車門內(nèi)飾板為滿足耐候性和柔軟性 已開始使用熱塑性彈性 體與 PP 泡沫板相疊合的結(jié)構(gòu) 日本 Chisso 公司開發(fā)了一種沖壓成型 連續(xù)生產(chǎn)全 PP 車門內(nèi)裝飾板的技術(shù) 裝飾板包括 PP 內(nèi)襯板 PP 泡沫襯墊層和 PP EPDM 皮層結(jié) 構(gòu) 另外設(shè)計(jì)者為了有效提高車內(nèi)可利用空間 采用車門內(nèi)飾板與車門扶手一體化造 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 型 應(yīng)用改性 PP 或 ABS 做骨架材料 再復(fù)合軟飾材料制成整體門內(nèi)飾板 圖 2 36 車門內(nèi)飾件主要構(gòu)成 2 3 5 車門電器件 車門電器件主要包括車門線束 線束膠套 車門音響 車門控制面板等 如圖 2 37 所示 圖 2 37 車門電器 2 4 車門設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 車門設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的幾個(gè)設(shè)計(jì)或試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) GB 15084 94 汽車后視鏡的性能和安裝要求 QC T 636 2000 汽車電動(dòng)玻璃升降器 繩輪式 QC T 626 1999 汽車玻璃升降器 齒輪臂式 GB 9656 1996 汽車用安全玻璃 GB 18408 2001 汽車及掛車后牌照板照明裝置配光性能 GB 3730 3 汽車外廓尺寸界限 QC T 490 2000 汽車車身制圖 QC T 265 2004 汽車零部件編號(hào)規(guī)則 GB 15086 2006 汽車門鎖及車門保持件的性能要求和試驗(yàn)方法 GB15743 95 汽車側(cè)門強(qiáng)度 QC T 207 1996 汽車用普通氣彈簧 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 TB 1964 87 客車門窗用密封條檢驗(yàn)方法 HG T 3088 1987 車輛門窗橡膠密封條 2 5 本章小結(jié) 本章主要討論了車門的結(jié)構(gòu)構(gòu)成 主要分為鈑金 機(jī)能件 密封件 內(nèi)飾件 電 器件五大類 在這里重點(diǎn)討論了各個(gè)機(jī)能件的類型 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及密封條的類型與特 點(diǎn) 這些內(nèi)容是車門布置與設(shè)計(jì)必須了解的前提工作 這樣我們就可以根據(jù)成本和性 能的需要為車門布置與設(shè)計(jì)工作提供結(jié)構(gòu)型式定義 選型 第 3 章 車門布置與設(shè)計(jì)流程方法的應(yīng)用 在本章里 我們將以威馳車的開發(fā)為例 從車門外表面建立發(fā)布開始 到車門生 產(chǎn)裝車為止 介紹車門鈑金 密封與機(jī)能件的前期布置方法 設(shè)計(jì)流程以及簡單介紹 后期的技術(shù)處理 3 1 車門設(shè)計(jì)流程概要 車門設(shè)計(jì)一般來講分為定義 布置 設(shè)計(jì) 分析四個(gè)階段 如圖 3 1 所示 1 定義階段 首先需要確認(rèn)車門的結(jié)構(gòu)型式 包括車門 窗框 升降器 鉸鏈 門鎖 限位器 內(nèi)外手柄選型 密封型式定義 鈑金材料定義等等 在這一階 段 主要是根據(jù)從整車分解下來的車門成本以及車門安全等級來定義這些結(jié)構(gòu) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 型式 一旦確定之后 在布置階段主要就圍繞這些結(jié)構(gòu)型式來做工作 另外 在定義階段還有一項(xiàng)重要內(nèi)容就是車門開口線的確定 這是與車門鉸鏈的布置 同時(shí)完成并向下發(fā)布的 2 布置階段 主斷面設(shè)計(jì)是一個(gè)主要內(nèi)容 車門的密封條斷面 窗框斷面以及部 分機(jī)能件的布置是與主斷面設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行的 其他的機(jī)能件布置 內(nèi)外板作業(yè) 孔 乘降性分析 安全性 工藝分析等工作也在這一期間進(jìn)行 3 設(shè)計(jì)階段 主要包括了車門內(nèi)外板設(shè)計(jì) 其他鈑金件設(shè)計(jì) 機(jī)能件設(shè)計(jì) 內(nèi)飾 設(shè)計(jì) 車門密封設(shè)計(jì)幾大設(shè)計(jì)工作 4 分析階段 主要有性能與安全分析 成型性工藝分析工作 3 2 定義階段 3 2 1 車門結(jié)構(gòu)型式定義 在這里 我們需要列表表示出車門部件的設(shè)計(jì)模式 繼承 繼承 變更 新設(shè)計(jì) 車門機(jī)能件的選擇是車門設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行車門附件布置設(shè)計(jì)時(shí)非常煩瑣但又非常 關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié) 選擇的好壞往往會(huì)影響到整個(gè)車門布置設(shè)計(jì)的最后結(jié)果 3 2 2 玻璃面校核確認(rèn) 對過程外表面切斷面測量主要是對玻璃和車門外板面的成立性進(jìn)行探討 對玻 璃升降器需要的空間做初步分析 如圖 3 1 所示 對頂蓋 腰線 外手柄 地板邊梁 處做斷面分析 分析的目的是探討玻璃面和外板面的成立性 圖 3 1 玻璃面校核斷面 1 頂蓋斷面 A 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 此斷面主要對噪音等級做探討 首先確定 a 值 如在威馳車中 a 9 7mm 噪音 等級為 8 級 豐田標(biāo)準(zhǔn) 同時(shí)還要對車門開口線點(diǎn)相對密封膠條的位置做初步確定 并據(jù)此對頂蓋 窗框斷面做出初步設(shè)想 對開口線的間隙做初步確認(rèn) 如圖 3 2 所示 圖 3 2 頂蓋斷面 A 2 腰線斷面 B 此斷面主要對內(nèi) 外板及加強(qiáng)板在此處相對玻璃的關(guān)系作出分析 對玻璃升降器 的安裝面也要確認(rèn) 據(jù)此內(nèi)板一般面也可以有初步的定位 如圖 3 3 所示 圖 3 3 腰線斷面 B 3 車門外手柄斷面 C 對車門外手柄斷面的分析 主要目的是分析外手柄對玻璃的間隙 對此間隙要做 三種分析 如圖 3 4 所示 外