汽車車門限位涂裝夾具的設(shè)計(jì)

嚴(yán)超兵+劉長(zhǎng)潤(rùn)

引言：隨著汽車涂裝工藝設(shè)備的快速發(fā)展，涂裝機(jī)器自動(dòng)化程度要求的不斷提高，生產(chǎn)節(jié)拍的逐漸提升，推動(dòng)了車身輔助夾具的不斷發(fā)展。

車門限位涂裝夾具在整個(gè)噴涂過程中起著非常重要的意義，它一方面限制了車門的最大開度，還能使車門停留在最大開度，防止車門自動(dòng)關(guān)閉；另一方面還能限制車門的最小開度，防止車門自動(dòng)打開。

車門限位涂裝夾具隨車運(yùn)動(dòng)防止車身在急速運(yùn)動(dòng)過程中車門自動(dòng)打開或者關(guān)閉，以避免車門碰傷甚至毀壞，噴涂時(shí)保證車身和車門外表面形成膜厚和色澤均勻一致，防止四門表面與車身主體接觸后造成漆膜在濕潤(rùn)狀態(tài)下的碰傷。由此可見車門限位涂裝夾具的設(shè)計(jì)對(duì)車門的有效限位控制，保證車門油漆質(zhì)量起著非常關(guān)鍵的作用。車門限位涂裝夾具連接桿的設(shè)計(jì)是保證車門限位器夾具能否順暢工作的基礎(chǔ)。

本文重點(diǎn)介紹車門限位涂裝夾具的原理及其連接限位桿的曲線設(shè)計(jì)并運(yùn)用solidworks仿真運(yùn)動(dòng)模擬，使夾具的設(shè)計(jì)更加合理。

1.車門限位涂裝夾具的工作原理及優(yōu)點(diǎn)

車門限位涂裝夾具是一種雙滾輪的車門限位涂裝夾具結(jié)構(gòu)，它是由固定座部件、滾輪、扭簧、連接頭和連接限位桿組成。連接限位桿一側(cè)設(shè)有限位凹凸槽，與固定座裝配使用，形成相對(duì)滑動(dòng)關(guān)系的限位機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)采用雙滾輪結(jié)構(gòu)，其中定位滾輪隨扭簧固定在固定座定位孔中，活動(dòng)滾輪隨扭簧在固定座滑槽中運(yùn)動(dòng)，依靠扭簧的扭轉(zhuǎn)力矩和連接限位桿的凹凸槽卡住連接限位桿，有效保持車門的位置，達(dá)到車門限位的目的。

車門限位涂裝夾具優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，限位精度高、限位保持力好，加工方便快捷，成本低，空間小，重量輕，便于搬運(yùn)裝配簡(jiǎn)單可靠等優(yōu)點(diǎn)。

2.車門限位涂裝夾具的安裝位置

通常情況下汽車車門都會(huì)設(shè)計(jì)相應(yīng)的車門限位器來保證車門開度的幾個(gè)固定位置，但鑒于不適用涂裝車間，故設(shè)計(jì)車門限位涂裝夾具尤為重要，其安裝孔采用其原車設(shè)計(jì)的安裝孔，固定座通過掛鉤和螺釘緊固在車門上，連接限位桿通過連接頭用螺栓緊固在車身側(cè)圍上，通過連接限位桿與固定座的相對(duì)滑動(dòng)滿足車門的兩個(gè)開度，夾具安裝位置如下圖所示：

3.車門限位涂裝夾具的設(shè)計(jì)

車門限位涂裝夾具具有反復(fù)使用，多次拆裝等特點(diǎn)，為提高生產(chǎn)節(jié)拍，將夾具設(shè)計(jì)成掛鉤配合螺釘緊固在車門上，連接限位桿隨連接頭通過螺栓與車身緊固，這種簡(jiǎn)單快捷的裝配結(jié)構(gòu)。

車門限位涂裝夾具旋轉(zhuǎn)軸線與鉸鏈軸線必須平行，制造偏差控制在1度以內(nèi)，以防止固定座與連接限位桿摩擦力過大，車門安裝孔變形等因素。另外考慮夾具多次使用后連接限位桿上附帶油漆，滾輪與連接限位桿的相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成漆渣飛濺，若固定座設(shè)計(jì)過小，漆渣從門安裝孔處飛濺到汽車外表面影響表面質(zhì)量，同時(shí)夾具固定座也不能設(shè)計(jì)過長(zhǎng)，太長(zhǎng)影響夾具的穩(wěn)定性，應(yīng)根據(jù)車型實(shí)際情況調(diào)整，一般情況下固定座長(zhǎng)度不小于70mm。夾具一般使用5次左右清洗一次表面油漆。

4.連接限位桿的設(shè)計(jì)

車門限位夾具的設(shè)計(jì)主要是限位連接桿的曲面設(shè)計(jì)和開、關(guān)門凹、凸槽位置和形狀的設(shè)計(jì)。由于車門限位涂裝夾具必須在車門內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，而車門內(nèi)部情況復(fù)制，運(yùn)動(dòng)受到局限性，為了不和這些零件干涉

（車門內(nèi)板、車門外板，玻璃導(dǎo)槽、門加強(qiáng)筋等），同時(shí)又能使連接限位桿在固定座內(nèi)順暢運(yùn)動(dòng)，我們需要對(duì)連接限位桿進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模擬設(shè)計(jì)。車門連接限位桿曲面的設(shè)計(jì)、關(guān)門凸槽和開門凹槽位置和形狀的設(shè)計(jì)通過solidwoks作圖法仿真運(yùn)動(dòng)分析設(shè)計(jì)，擬合連接限位桿形狀。

在設(shè)計(jì)時(shí)考慮以下幾點(diǎn)：

1）夾具安裝后，在開門和關(guān)門過程中，連接限位桿不能與門安裝孔接觸，也不能與門的其他部件接觸，應(yīng)保證安全間隙不小于2mm；

2）連接限位桿開門和關(guān)門中間位置設(shè)計(jì)一段平滑曲面，此位置扭簧應(yīng)處于不變形或者變形量很小，此位置尺寸應(yīng)不小于30mm方便安裝工人快速拆裝，提高工作效率；

3）連接限位桿開槽的一面應(yīng)該設(shè)計(jì)在定輪一側(cè)，有效保證連接限位桿能順暢滑過滾輪。

4）根據(jù)開、關(guān)門力矩的大小來設(shè)計(jì)連接限位桿曲面最大位置的尺寸（也就是扭簧的最大變形量）。尺寸大，力矩也大，機(jī)器人需要的拉力也大，而拉力過大會(huì)使車門變形，反之尺寸小，夾具不能有效的防止門自動(dòng)開、閉。根據(jù)不同的車型，該尺寸應(yīng)控制在16.5mm至18.5mm.（車門開度角度不一樣，力矩也不一樣，固力矩限位桿與固定盒部件的相對(duì)位置也不一樣，尺寸根據(jù)實(shí)際情況確定）

考慮綜上情況，以及連接限位桿在關(guān)門和開門過程中運(yùn)動(dòng)情況，保證連接限位桿與車門部件最小間隙保證在2以上mm，用solidworks仿真運(yùn)動(dòng)模擬，連接限位桿繞著夾具銷旋轉(zhuǎn)作出連接限位桿的曲線圖，如下圖所示（作圖過程這里不詳細(xì)介紹）。

5.結(jié)束語

本文詳細(xì)的介紹了車門限位涂裝夾具的使用原理、安裝位置及其設(shè)計(jì)要點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了連接限位桿的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，利用solidworks對(duì)其進(jìn)行了仿真運(yùn)動(dòng)模擬，在進(jìn)行干涉檢查的同時(shí)，還要考慮連接限位桿在運(yùn)動(dòng)過程中與門安裝孔的間隙，重要的是關(guān)門狀態(tài)下，連接限位桿尾部與門內(nèi)部部件的間隙，以及曲面的連貫性設(shè)計(jì)，在充分考慮這些設(shè)計(jì)要求和結(jié)構(gòu)要求后，設(shè)計(jì)的連接限位桿才能順暢的工作。