淺談一種汽車側門分裝臺架的開發技術

黎觀祥 柳治佳 宋健星

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545007

1 概述

在樣車試制階段，汽車側門分裝方式大部分采用將側門內外板總成裝在車身上之后再進行整個側門零部件的分裝，并非單獨將側門所有零部件裝好之后再將側門總成裝到車身上。這種分裝側門的優點就是不會單獨占用其它空間進行分裝側門總成，然而這種分總裝側門方式同時存在諸多缺點：因車身是放置在龍門舉升機上總裝零件的，故當側門安裝在車身上開始分裝側門零部件時側門外板邊緣會碰到舉升機立柱，導致側門外板邊緣經常刮花、甚至變形；由于龍門舉升立柱間尺寸有限，當打開側門時，側門開啟到三分之二處被舉升機立柱擋住，不能完全被打開，導致操作者進出車內不寬敞，且分裝側門內側零件時操作者立身空間有限不易操作，即不符合人機工程，又降低了裝配效率；倘若車身放置到舉升機時側門已經是完全被打開狀態，同樣舉升機立柱會占用側門前的大部分空間，導致操作者不易操作，裝配效率低；這種方式分裝側門零部件時，整個車身不能舉升至較高的位置進行安裝車身底部的零部件，不利于提升整車裝配效率。為解決以上存在的問題，我們設計制造了一種汽車側門分裝機構，本文則簡單論述了一種汽車側門分裝臺架的開發應用技術。

2 分裝臺架的原理和應用

設計的側門分裝臺架如圖1 所示，其構成形式包括有：底板（1）、凸形塊固定A（2）、定位滑塊A（3）、主體架（4）、縱向滑塊（5）、預緊螺栓（6）、凸形固定塊B（7）、可旋轉連接軸（8）、定位滑塊B（9）、固定螺栓組件a（10）、小儲物盒（11）、固定螺栓組件b（12）、加長桿（13）、底座組件（14）、滑輪（15）、螺栓組件c（16）、支撐底板（17）、支撐限位塊（18）、縱向套管（19）、螺栓組件（20）、定位銷（21）、固定螺栓（22）、大儲物盒（23）、螺栓組件e（24）和限位塊（25）組成。總體而言，是由限位裝置A、限位裝置B、支撐裝置和臺架底座四大結構而構成。

圖1 側門分裝臺架結構圖

限位裝置A 如圖2 所示，由底板（1）、凸形固定塊A（2）、定位滑塊A（3）、定位銷（21）、固定螺栓（22）、螺栓組件e（24）和限位塊（25）組成。首先將底板（1）和凸定位滑塊A（3）焊接在一起，再將凸形固定塊A（2）用兩個定位銷（21）和一個固定螺栓（22）連接固定起來，然后將組合體通過定位滑塊A（3）套進主體架（4）中。當使用螺栓組件e（24）調節定位滑塊A（3）橫向移動后可使整個限位裝置A 實現橫向位置的變換。當凸形固定塊A（2）和兩個定位銷（21）以及一個固定螺栓（22）三者一起延著底板（1）的長孔上下移動時，可使側門被夾持邊調節到合適的高度位置進行限位夾持。

圖2 限位裝置A 結構圖

限位裝置B 如圖3 所示，由底板（1）、縱向滑塊（5）、預緊螺栓（6）、凸形固定塊B（7）、可旋轉連接軸（8）、定位滑塊B（9）、固定螺栓組件a（10）、定位銷（21）、固定螺栓（22）和限位塊（25）組成。首先用定位銷（21）、固定螺栓（22）將底板（1）和凸形固定塊B（7）連接，再將其與可旋轉連接軸（8）焊接起來，可旋轉連接軸（8）另一端則套進縱向滑塊（5）里面，且軸、孔配合為間隙配合。同時，將縱向滑塊（5）套在主體架（4）上并用預緊螺栓（6）固定。最后再將組合體通過定位滑塊B（9）套在縱向滑塊（5）上并用焊接好的限位塊（25）限制與縱向滑塊（5）之間的相對縱向移動。當使用固定螺栓組件a（10）調節定位滑塊B（9）后整個限位裝置B 實現橫向位置的變換。當使用預緊螺栓（6）調節縱向滑塊（5）后整個限位裝置B 實現縱向位置的和變換。當凸形固定塊B（7）和兩個定位銷（21）以及一個固定螺栓（22）三者一起延著底板（1）的長孔上下移動時，可使側門被夾持邊調節到合適的高度位置進行限位夾持。

圖3 限位裝置B 結構圖

支撐裝置如圖4所示，由螺栓組件c（16）、支撐底板（17）、支撐限位塊（18）、縱向套管（19）和螺栓組件d（20）組成。首先將支撐底板（17）和支撐限位塊（18）通過螺栓組件c（16）進行連接，同時將縱向套管（19）套在主體架（4）上，然后將裝有支撐限位塊（18）的支撐底板（17）和縱向套管（19）通過螺栓組件d（20）連接固定。當使用螺栓組件d（20）調節縱向套管（19）后整個支撐裝置實現縱向位置的變換。

圖4 支撐裝置結構圖

臺架底座由固定螺栓組件b（12）、加長桿（13）、底座組件（14）和滑輪（15）組成。將加長桿（13）焊接在底座組件（14）上，然后將其與滑輪（15）安裝起來形成臺架底座整體，最后將加長桿（13）插進主體架（4）的方鋼中。當變換固定螺栓組件b 在主體架（4）上的三個不同位置時，可實現整個分裝臺架的高度隨之變換。

其使用過程如圖5 所示，首先操作者根據自己的身高調節加長桿的固定位置，然后將側門放置在同一側的三個支撐裝置上并調節好各個支撐裝置的縱向距離，再通過限位裝置A 和限位裝置B 將側門兩側進行夾緊固定，最后調節限位裝置A、限位裝置B 和支撐裝置的各個橫向縱向位置來控制側門放置在分裝臺架的最佳位置并固定夾緊，從而輕松快速地完成側門零部件的分裝。

圖5 現場使用過程圖

3 解決的技術問題

該結構的設計不僅可以實現側門邊緣的限位，還可以調節橫向位置，使側門放置在最佳位置。采用在凸形固定塊A 上開V 形槽，然后將凸形固定塊A 焊接在定位滑塊A 上的方式實現側門一側的定位。同時采用在定位滑塊A 上開兩組長度為110mm 的長孔，通過松開螺栓，使滑塊延著長孔移動，即輕松實現定位滑塊A 和凸形固定塊A 橫向調節功能，以滿足側門放置在最佳位置且不會碰到主體架方鋼；同時該結構的設計除了可以實現限位和橫向調節外，整個裝置還可以縱向移動。采用在凸形固定塊B 上開V 形槽，然后將凸形固定塊B 焊接在定位滑塊B 上的方式實現側門另外一側的定位。同時采用在定位滑塊B 上開兩組長度為110mm 的長孔，通過松開螺栓，使滑塊延著長孔移動，即輕松實現定位滑塊B 和凸形固定塊B 橫向調節功能。采用增加一個縱向滑塊，直接將縱向滑塊套在主體架方鋼上，且將兩個螺栓安裝在方鋼一側而不是穿透方鋼的方式，當旋鈕圓形頭緊固螺栓時縱向滑動將帶動整個側門限位裝置B 縱向移動；

除了限位、橫向及縱向調節外，該結構的設計可實現角度調節，以滿足各種側門不同寬度不同斜度的限位夾緊。可旋轉連接軸一端采用被套在定位滑塊B 上且軸孔之間為間隙配合，同時端頭處設計有一圈1mm 后的擋邊使連接軸不會掉落，另一端則采用開卡槽后焊接在凸形固定塊B 上的方式實現凸形固定塊B 隨著連接軸旋轉，從而達到調節凸形固定塊B 角度的功能，以滿足各種不同曲線邊緣的側門的限位夾緊。與此同時，凸形固定塊底板的設計可實現凸形固定塊延著底板上下調節，以滿足各種邊緣的側門定位。凸形固定塊開口尺寸的設計可滿足各種厚度側門的放置，且該固定塊材料的選取不會使側門受到刮花等損傷。采用在定位滑塊上開一個長度為130mm 的長孔，然后用一個螺栓和兩個定位銷來連接凸形固定塊，通過松開螺栓來實現凸形固定塊延著底板移動，從而調節凸形固定塊夾持側門的位置。凸形固定塊用于夾持側門的開口采用“V”字形設計，大大提高了不同厚度側門的夾持適應性。同時，選取塑料塊制作凸形固定塊，從而有效的避免了側門被夾持后的刮花和碰傷。

支撐裝置的設計，可滿足不同寬度、不同厚度、不同弧度側門的支撐功能，且支撐塊材料選取不會損傷側門邊緣。支撐裝置采用固定板和支撐板等構成，其支撐板一側設計有四個相連的“V”形槽，一是用于支撐限位側門下邊緣，二是對應側門限位裝置調節橫向位置。同樣，“V”形槽的設計可以滿足各種厚度各種弧度門板的限位；儲物盒的設計，簡捷且使用方便。在這個分裝臺架主體架兩側焊接兩組不同大小的儲物盒，大小儲物盒呈上下分布，在有限的空間中使用起來互不干涉；滑輪的設計，實現整個分裝臺架便于移動，且具有自鎖功能，保證在分裝側門過程中穩定。采用直徑為100mm 的滑輪設計，滿足滑移和強度需求。而且滑輪上帶有鎖止機構，可在側門安裝過程中保證整個分裝臺架穩定不移動；臺架底座設計有加長桿，滿足不同高度操作者的安裝需求。將加長桿插進主體架方鋼中，利用設計的不同高度位置處緊固的螺栓實現整個分裝臺架增高40mm高度和80mm 高度的效果。

4 新技術帶來的有益效果

開發設計的汽車側門分裝臺架帶來了如下有益效果：

（1）獨立分裝臺架的設計，可以完全避免側門外邊緣出現刮花、變形等質量問題，且操作者單獨分裝門板零部件不受舉升機任何部位的限制。與此同時，避免了同時分裝車門和安裝底盤零件的矛盾，互不干擾，大大提高了整車裝配效率。

（2）分裝臺架的所有限位裝置、支撐裝置等均采用機械連接，既方便調節各部件到需要的位置又易于更換維修損壞部件。同時，限位裝置、支撐裝置和側門接觸面均采用塑料制作而成的凸形固定塊和支撐板，有效避免了側門在分裝過程中受到裝夾損傷。

（3）限位裝置和支撐裝置設計有橫向和縱向調節功能，完全適用于各種大小車門的夾持和分裝工作。同時，臺架底座加長桿的設計應用，滿足了不同身高操作者便于操作，符合人機工程。

5 結語

根據設計要求，我們利用車間零散、報廢材料和業余時間自制出一套汽車側門分裝臺架并應用在日常樣車項目造車過程中，不僅節約了分裝臺架制作開發成本，還縮短了加工制造周期。隨后通過現場應用，充分驗證了該分裝臺架的使用可以完全消除分裝側門等待時間而提升分裝效率，且因該分裝臺架呈左右對稱，可以滿足在同一個臺架上同時分裝左右側門的需求且互不干涉，與此同時也解決了在側門分裝過程中頻繁出現的外觀質量問題。