型鋼鉸鏈定位機構及調試方法

何軍蔚 孟大慶 石鵬

摘 要：根據現有鉸鏈產品的應用情況，及型鋼鉸鏈安裝現有技術難點分析，研究型鋼鉸鏈的定位策略及相關零件關鍵尺寸的控制，設計型鋼鉸鏈的定位機構，確保車門裝配一致性和精度穩(wěn)定性。結合在調整線安裝車門時產生的間隙段差因素，對定位機構進行調試，以保證車門安裝的間隙面差在尺寸公差范圍。

關鍵詞：型鋼鉸鏈 定位機構 定位策略

1 引言

汽車車門鉸鏈是車門總成與車身之間實現聯接固定的關鍵部件，是車門的主要承重部件。車門繞鉸鏈軸線轉動，實現車門開閉功能。型鋼鉸鏈由于在強度、精度、承重載荷、門開關耐久性等方面更優(yōu)于傳統(tǒng)沖壓鉸鏈，因此被廣泛應用在部分國產乘用車和大部分合資乘用車上。如圖1所示，車門型鋼鉸鏈由車門側鉸鏈塊、銷軸、車身側鉸鏈塊、頂絲螺釘等部分組成，銷軸與車門側鉸鏈塊采用鉚接技術連接在一起，鉚接處設置環(huán)形墊片，孔中設置用于減少摩擦的襯套;車身側鉸鏈塊通過頂絲螺釘與銷軸連接在一起。總裝拆卸門總成來安裝儀表板等零件時，只需要把頂絲螺釘拆下，向上抬起門總成，車身側鉸鏈塊與銷軸脫離，即可拆卸門總成。

車門型鋼鉸鏈是由上、下兩個鉸鏈組成，車門圍繞兩個鉸鏈的軸線轉動。根據現場安裝型鋼鉸鏈所發(fā)現的問題，主要有兩個問題：

1）上下兩個型鋼鉸鏈軸線與車身安裝面存在角度，工裝無法調整，車門安裝在白車身上間隙段差大，車門調整工位工作困難;

2）上下兩個型鋼鉸鏈軸線不同軸，安裝后鉸鏈存在應力扭曲，銷軸與鉸鏈塊卡滯，總裝車間工位無法通過拆裝頂絲螺釘來快速拆裝車門。

2 型鋼鉸鏈定位策略及定位結構

為解決現場反饋的問題，我們根據型鋼鉸鏈結構特點和產品零件關鍵尺寸精度控制等信息確定工裝定位策略。根據型鋼鉸鏈結構分析研究以及定位策略，我們設計出型鋼鉸鏈定位機構。

如圖2所示，把型鋼鉸鏈分為兩個部分，車門側部分和車身側部分。裝配工藝為：先將型鋼鉸鏈車門側部分安裝到車門上，再將型鋼鉸鏈車身側部分安裝在銷軸上，打緊頂絲螺釘釘完成車門鉸鏈安裝。

因此，如圖3所示。車門側部分定位策略采用銷軸做為零件X/Y向主定位基準，銷軸中段與車身側鉸鏈塊配合面作為零件Z向定位面基準，增加銷軸輔助壓緊，增加底部輔助支撐，防止零件旋轉;車身側部分定位策略采用銷孔做為零件主定位基，控制零件X/Y向;兩邊端面作為主定位面，控制零件Z向，夾緊零件;增加輔助限位，限制零件旋轉;

根據定位策略，型鋼鉸鏈車門側部分我們設計出如圖4所示定位結構。車門側鉸鏈定位機構由上下鉸鏈定位機構、角度調整機構、滑移機構等部分組成。

上下鉸鏈定位機構安裝在同一滑軌上，同時移動到鉸鏈安裝位置，由于鉸鏈安裝時扭力很大，我們使用兩個氣缸左右布置，將定位機構鎖定在正確的位置上，保證鉸鏈機構不偏移;將鉸鏈插入定位孔后，通過輔助壓緊氣缸將鉸鏈壓緊，保證鉸鏈定位機構能將鉸鏈零件穩(wěn)定可靠定位夾緊。通過三坐標測量，調整兩鉸鏈定位機構XYZ坐標，保證上下鉸鏈同軸度，通過角度調整機構將上下鉸鏈定位機構整體調整，與零件實配，消除鉸鏈安裝間隙與錯孔問題。

鉸鏈安裝動作順序如下：上下鉸鏈定位機構滑移到位后，將型鋼鉸鏈安裝在銷軸定位孔中，輔助壓緊機構壓緊，通過滑移機構將鉸鏈推到安裝位置，打緊緊固螺栓，打扭力，完成鉸鏈安裝過程。

3 型鋼鉸鏈機構調試方法

由于產品零件與數模存在差異性，以及工裝夾具加工制造存在的精度誤差等原因，導致工裝夾具經三坐標測量保證型鋼鉸鏈機構同軸后，仍然出現零件裝夾到鉸鏈安裝拼臺后，其與型鋼鉸鏈機構存在間隙和錯孔的問題，如圖5所示。因此在做零件工裝匹配時，我們需要對鉸鏈機構進行角度調整，在保證上下兩個鉸鏈軸線同軸的情況下，消除鉸鏈與零件之間的間隙和錯孔問題。

為解決車門上下兩個型鋼鉸鏈安裝面與內板安裝面有角度和軸線不同軸問題，型鋼鉸鏈機構設計了角度調整機構，在保證軸線同軸的情況下，進行角度調整，解決現場發(fā)現的問題。

我們以分體式型鋼鉸鏈XZ方向角度調整機構為例，如圖6所示，由固定安裝板、可調安裝板、旋轉軸、緊固螺栓、調整墊片等部分組成。

如圖7所示，根據三角形公式：h/l=tanθ=2H/L，其中h為間隙值，l為上下鉸鏈孔中心距，H為調整墊片值，L為角度調整機構兩旋轉軸中心距，θ為誤差角度。

因此我們在調試時，將狀態(tài)穩(wěn)定的門焊接總成零件放入鉸鏈安裝拼臺中，對鉸鏈安裝的狀態(tài)進行分析測量，根據實際測量間隙值來調整鉸鏈定位機構，通過對角度調整機構進行增減墊片，來消除鉸鏈與零件之間的間隙問題。同理，型鋼鉸鏈YZ方向角度也可以通過增減墊片來實現消除鉸鏈與零件之間的錯孔問題。通過對4個銷增減墊片，可調整型鋼鉸鏈銷軸X/Y/Z向角度，調試完成后螺釘緊固確定狀態(tài)，保證型鋼鉸鏈狀態(tài)一致性，提高白車身合格率。

4 結束語

型鋼鉸鏈定位機構已經在車門生產線的型鋼鉸鏈定位單元中使用，根據現場反饋有效提高車門型鋼鉸鏈的定位精度及定位穩(wěn)定性，保證兩型鋼鉸鏈安裝的同軸度，提高車門總成與車身裝配的段差和間隙合格率，減少調整的工作量。車門總成與車身裝配時段差和間隙的合格率由原來的84%提高到了97%，很大程度減少了調整線工位的調試工作及調試時間，提升調整線工位節(jié)拍。

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