汽車中基于CATIA的塑料充電口蓋的一種旋轉軸布置設計

王立志 武峰 施大偉

上海銳鎂新能源科技有限公司杭州分公司 浙江 杭州 310000

前言

充電口蓋作為新能源汽車上使用頻次較高的一個系統，其產品質量及外觀匹配效果對消費者的購車體驗產生顯著的影響。

在充電口蓋的設計過程中，旋轉軸的布置是最關鍵的一部分，本文基于CATIA軟件，對本公司一款安裝在側圍的塑料充電口蓋的旋轉軸的布置進行簡單介紹。

1 輸入內容

1.1 造型A面

要求：充電口蓋周邊的鈑金面要盡量平整，避免出現臺階面、曲率小的弧面，明顯的特征線；A面要體現側圍外板與充電口蓋外板的間隙及面差，一般間隙定義2.5mm±0.5mm，面差-1mm±0.5mm；

1.2 產品料厚

要求：側圍外板鈑金料厚T1=0.7mm，充電口蓋外板料厚T2=3.5mm，充電口蓋旋轉軸結構空間為半徑R1=5mm的圓柱體。

1.3 其他限制條件

充電口蓋開啟角度∠1=90°，開啟過程中，充電口蓋外板到側圍圓角的最小距離L1≥1.5mm，旋轉軸結構空間到側圍外板內表面的最小距離L2≥3mm。

2 旋轉軸布置

2.1 旋轉軸的布置的基本面

充電口蓋的打開方向與車門的打開方向一致，從充電口蓋外板的邊緣上任意選取兩個點，做一條直線1，與充電口蓋邊緣近似平行，如圖1，選擇直線的中點做法向面1，面1作為旋轉軸的布置的基本面。

圖1 在CAS上做直線1

圖2 檢查圓柱體到cas的最小距離

2.2 草圖中繪制產品料厚

用平面1與側圍A面和充電口蓋A面求交線，在平面1上做草圖1，通過投影交線繪制側圍外板、充電口口蓋外板的料厚，并在開啟方向繪制旋轉軸結構空間，之后可通過約束調整2[1]。

2.3 草圖中求旋轉軸軸心

繼續繪制草圖，連接圓心與充電口蓋翻邊上X向的極限點得到直線2，以直線2為半徑畫圓2，圓2與圓1同心，從圓2上選一點連接到圓心，得到直線3，約束直線3與直線2角度為∠1=90°，約束圓2到側圍外板R角最小距離為L1=1.5mm，圓1到側圍外板內表面最小距離為L2=3mm，求得旋轉軸軸心。

2.4 在CATIA創成式設計中求旋轉軸

退出草圖，提取2.3草圖中的圓心，以此點為中點，做平面1的法線，長度L3（L3=直線1長度*（1/3-1/2）），即為旋轉軸1，以旋轉軸1為圓心，做半徑等于R1的圓柱體，檢查圓柱體與側圍外板A面的最小距離，要求≥L2+T1，并且上下間隙要均勻，如果不滿足，以軸心1為原點，YZ平面為X向，旋轉軸1為Z向，建立坐標系1，通過調整旋轉軸的角度，使圓柱體與cas的最小距離符合要求。

2.5 繪制拔模方向

提取充電口蓋外板的A面，做曲面的法線得到直線4，以步驟2.4中的軸線做曲線的法線得到平面2，直線4在平面2上投影，得到直線5，以直線5作為充電口蓋的出模方向，校核充電口蓋外板cas的拔模角，要求拔模角度＞1.5°，如果不滿足，修改步驟2.3、2.4中的參數或者外CAS[2]。

圖3 求拔模方向

3 結束語

本文僅對布置在翼子板、側圍的側開式充電口蓋的旋轉軸布置進行了介紹，希望能夠拋磚引玉，為從事同種行業的工程師們提供一種思路。