分體式鉸鏈同軸度研究

劉峰，杜坤，陳素平

安徽江淮集團汽車股份有限公司 安徽合肥 230601

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，對整車品質(zhì)性能的要求越來越高。車門的關(guān)門品質(zhì)及裝配強度直接影響著消費者的購車體驗。鉸鏈是車門與車身連接的關(guān)鍵部件。目前，車門鉸鏈主要分為沖壓鉸鏈、型鋼鉸鏈和鑄造鉸鏈，其中型鋼鉸鏈又分為整體式和分體式。型鋼鉸鏈在強度、精度、承載載荷及車門開關(guān)耐久性等方面更優(yōu)于傳統(tǒng)沖壓鉸鏈［1］，因此在乘用車上應(yīng)用越來越廣泛。

分體式型鋼鉸鏈特點及裝配流程

1.分體式型鋼鉸鏈特點

型鋼鉸鏈體積小，精度好，更美觀且易于通用化，其精度和一致性更加容易控制。目前，國內(nèi)主機廠在乘用車上正在逐步推廣應(yīng)用型鋼鉸鏈，如吉利博越、領(lǐng)克01、星越及長城全新H6和F5等。自定位式?jīng)_壓鉸鏈與分體式型鋼鉸鏈對比分析見表1。

表1 沖壓鉸鏈與型鋼鉸鏈對比

（續(xù)）

2.分體式鉸鏈車門裝配流程

焊裝調(diào)整線邊布置四個工位進行車門側(cè)鉸鏈安裝，車身側(cè)鉸鏈通過裝具進行安裝，車門總成通過裝具裝配到車身上。流轉(zhuǎn)到總裝后，松開鉸鏈緊固螺栓，拆卸車門后進行車門分裝，最后再經(jīng)過合裝線完成車門最終裝配，如圖1所示。

圖1 分體式鉸鏈車門裝配流程

分體式型鋼鉸鏈同軸度影響因素分析

運用尺寸工程技術(shù)并結(jié)合整個工藝過程對鉸鏈同軸度可能的影響因素進行分析，一般需要從人、機、料、法、環(huán)、測多維度系統(tǒng)分析，形成樹狀排查圖或者魚刺圖，通過相關(guān)圖表進行深入展開分析，輸出影響鉸鏈同軸度的9個末端因素，逐一進行分析確認（見圖2）。

圖2 車門鉸鏈同軸度影響因素分析

后門內(nèi)板和車身鉸鏈間隙問題，需要通過運動仿真分析確認設(shè)計空間對車門同軸度的影響；夾具上鉸鏈軸定位偏差通過確認鉸鏈夾具定位策略及定位精度的影響；鉸鏈面精度極差主要確認車身側(cè)及門蓋側(cè)鉸鏈面的精度狀態(tài)。

1.裝配空間影響

對產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行尺寸工藝可行性檢查，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及焊接工藝性進行優(yōu)化并提交報告。

尺寸工藝可行性主要包含板件搭接間隙、搭接結(jié)構(gòu)、放件方式、零件裝配性以及車身工藝流程等，良好的工藝性是整車質(zhì)量保證的前提。其中，零件裝配性在前期工藝審查時容易遺漏，導(dǎo)致后期實物出現(xiàn)裝配干涉等問題。車門裝配時，需要至少抬高23mm才能進行鉸鏈裝配操作，車門內(nèi)板與鉸鏈的最初設(shè)計避讓間隙為3.0mm，經(jīng)運動仿真校核，當左右后車門抬高14mm時，鉸鏈與車門內(nèi)板開始出現(xiàn)干涉，車門抬高23mm時，最大干涉量達到2.4mm。為避免車門裝配過程中干涉導(dǎo)致的難裝配及同軸度問題，要求車門內(nèi)板面與鉸鏈避讓間隙＞5mm（見圖3）。

圖3 車門內(nèi)板面與鉸鏈避讓空間

2.工裝定位設(shè)計

工裝定位設(shè)計是尺寸前期的一項重要活動，RPS（定位點系統(tǒng)）作為夾具的關(guān)鍵定位點以及檢具定位的依據(jù)，保證了夾具與檢具的基準一致。RPS必須經(jīng)過尺寸鏈的驗證和工藝同步分析驗證，才能確認其正確性和實施的有效性。

在設(shè)計RPS之前，必須充分了解零部件的功能要求，并盡可能將功能基準與RPS保持一致。經(jīng)過功能分析和初步基準選擇之后，按照六點定位原則完成初步RPS設(shè)計。初步的RPS必須符合RPS設(shè)計的四項規(guī)則。然后再根據(jù)零件的自身剛性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及其他因素增加合理過定位，形成完整的RPS（見圖4）。

圖4 鉸鏈定位點系統(tǒng)

車門鉸鏈通過鉸鏈夾具定位，安裝在車門鉸鏈夾具上。采用工裝定位鉸鏈銷軸，鉸鏈同軸度和定位重復(fù)性控制較好。為了保證車門側(cè)上下鉸鏈的同軸度，鉸鏈夾具軸套精度要求：單個鉸鏈軸套偏差＜0.1mm，上下鉸鏈之間軸套極差控制在0.1mm。

3.零件公差設(shè)計

公差是產(chǎn)品或者工序特性可以接受的范圍。應(yīng)從實際制造的工藝能力和滿足功能所需要的公差范圍結(jié)合考慮進行定義。零件及總成公差的設(shè)定首先要考慮滿足功能要求，其次要考慮公差受到工藝水平和成本的制約。

為保證上下鉸鏈同軸度，對車門上下鉸鏈面極差要求≤0.3mm。分別將10臺車門鉸鏈面進行實車檢測，記錄鉸鏈面精度，上下鉸鏈面極差超差。對車門拉延工序在線3臺坯料流入量進行檢測，發(fā)現(xiàn)車門鉸鏈側(cè)坯料流入量局部超出控制要求，造成了上下鉸鏈面極差偏大。針對此問題，對模具OP10拉延鉸鏈面進行精密研配，藍丹著色率≥90%以上，控制拉延坯料流入量與分析偏差在5mm內(nèi)；OP20-40消除車門內(nèi)板模具對應(yīng)后工序干涉點，使得全工序型面保持一致。

鉸鏈軸、軸套同軸度一致性控制要求：車身側(cè)鉸鏈尺寸公差10.10～10.20mm；車門側(cè)鉸鏈尺寸公差9.85～9.95mm。隨機抽查30套鉸鏈尺寸，均符合精度要求（見圖5）。

圖5 鉸鏈尺寸公差散布

4.焊接工藝規(guī)劃

車門鉸鏈安裝面外露，外觀焊點質(zhì)量一定程度上影響車身品質(zhì)。

因此，焊接部位零件間的搭接間隙需要嚴格控制，為了避免飛濺，外觀焊點位置需要加裝銅板。焊槍通過銅板與板件接觸，需要控制銅板與板件的貼合狀態(tài)。避免板件搭接不良或者銅板與板件貼合不良導(dǎo)致的焊接凹凸不平等質(zhì)量問題。焊鉗電極與板件焊接角度也會直接影響鉸鏈面的平整度。因此，焊接工藝規(guī)劃前期要充分考慮相關(guān)影響因素。

結(jié)語

分體式型鋼鉸鏈的應(yīng)用，提高了車門的裝配強度及開關(guān)門品質(zhì)，有效地提升了整車的感官品質(zhì)。本文重點介紹了分體式鉸鏈同軸度的影響因素。通過分析公差設(shè)計、工裝定位、零件精度等方面對分體式鉸鏈同軸度的影響，識別關(guān)鍵影響因素并確保分體式鉸鏈同軸度達標，為分體式型鋼鉸鏈應(yīng)用提供借鑒和參考。隨著研究的不斷深入，分體式型鋼鉸鏈將得到更加廣泛的應(yīng)用。