淺談一種汽車側(cè)門分裝臺架的開發(fā)技術(shù)

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(cè)門分裝方式大部分采用將側(cè)門內(nèi)外板總成裝在車身上之后再進行整個側(cè)門零部件的分裝，并非單獨將側(cè)門所有零部件裝好之后再將側(cè)門總成裝到車身上。這種分裝側(cè)門的優(yōu)點就是不會單獨占用其它空間進行分裝側(cè)門總成，然而這種分總裝側(cè)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(dāng)側(cè)門安裝在車身上開始分裝側(cè)門零部件時側(cè)門外板邊緣會碰到舉升機立柱，導(dǎo)致側(cè)門外板邊緣經(jīng)常刮花、甚至變形；由于龍門舉升立柱間尺寸有限，當(dāng)打開側(cè)門時，側(cè)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(dǎo)致操作者進出車內(nèi)不寬敞，且分裝側(cè)門內(nèi)側(cè)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(cè)門已經(jīng)是完全被打開狀態(tài)，同樣舉升機立柱會占用側(cè)門前的大部分空間，導(dǎo)致操作者不易操作，裝配效率低；這種方式分裝側(cè)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(shè)計制造了一種汽車側(cè)門分裝機構(gòu)，本文則簡單論述了一種汽車側(cè)門分裝臺架的開發(fā)應(yīng)用技術(shù)。

2 分裝臺架的原理和應(yīng)用

設(shè)計的側(cè)門分裝臺架如圖1 所示，其構(gòu)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(yù)緊螺栓（6）、凸形固定塊B（7）、可旋轉(zhuǎn)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?？傮w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(jié)構(gòu)而構(gòu)成。

圖1 側(cè)門分裝臺架結(jié)構(gòu)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(dāng)使用螺栓組件e（24）調(diào)節(jié)定位滑塊A（3）橫向移動后可使整個限位裝置A 實現(xiàn)橫向位置的變換。當(dāng)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(cè)門被夾持邊調(diào)節(jié)到合適的高度位置進行限位夾持。

圖2 限位裝置A 結(jié)構(gòu)圖

限位裝置B 如圖3 所示，由底板（1）、縱向滑塊（5）、預(yù)緊螺栓（6）、凸形固定塊B（7）、可旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)連接軸（8）焊接起來，可旋轉(zhuǎn)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(yù)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(dāng)使用固定螺栓組件a（10）調(diào)節(jié)定位滑塊B（9）后整個限位裝置B 實現(xiàn)橫向位置的變換。當(dāng)使用預(yù)緊螺栓（6）調(diào)節(jié)縱向滑塊（5）后整個限位裝置B 實現(xiàn)縱向位置的和變換。當(dāng)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(cè)門被夾持邊調(diào)節(jié)到合適的高度位置進行限位夾持。

圖3 限位裝置B 結(jié)構(gòu)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(dāng)使用螺栓組件d（20）調(diào)節(jié)縱向套管（19）后整個支撐裝置實現(xiàn)縱向位置的變換。

圖4 支撐裝置結(jié)構(gòu)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(dāng)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(xiàn)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(jù)自己的身高調(diào)節(jié)加長桿的固定位置，然后將側(cè)門放置在同一側(cè)的三個支撐裝置上并調(diào)節(jié)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(cè)門兩側(cè)進行夾緊固定，最后調(diào)節(jié)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(cè)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(cè)門零部件的分裝。

圖5 現(xiàn)場使用過程圖

3 解決的技術(shù)問題

該結(jié)構(gòu)的設(shè)計不僅可以實現(xiàn)側(cè)門邊緣的限位，還可以調(diào)節(jié)橫向位置，使側(cè)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(xiàn)側(cè)門一側(cè)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(xiàn)定位滑塊A 和凸形固定塊A 橫向調(diào)節(jié)功能，以滿足側(cè)門放置在最佳位置且不會碰到主體架方鋼；同時該結(jié)構(gòu)的設(shè)計除了可以實現(xiàn)限位和橫向調(diào)節(jié)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(xiàn)側(cè)門另外一側(cè)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(xiàn)定位滑塊B 和凸形固定塊B 橫向調(diào)節(jié)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(cè)而不是穿透方鋼的方式，當(dāng)旋鈕圓形頭緊固螺栓時縱向滑動將帶動整個側(cè)門限位裝置B 縱向移動；

除了限位、橫向及縱向調(diào)節(jié)外，該結(jié)構(gòu)的設(shè)計可實現(xiàn)角度調(diào)節(jié)，以滿足各種側(cè)門不同寬度不同斜度的限位夾緊?？尚D(zhuǎn)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(shè)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(xiàn)凸形固定塊B 隨著連接軸旋轉(zhuǎn)，從而達到調(diào)節(jié)凸形固定塊B 角度的功能，以滿足各種不同曲線邊緣的側(cè)門的限位夾緊。與此同時，凸形固定塊底板的設(shè)計可實現(xiàn)凸形固定塊延著底板上下調(diào)節(jié)，以滿足各種邊緣的側(cè)門定位。凸形固定塊開口尺寸的設(shè)計可滿足各種厚度側(cè)門的放置，且該固定塊材料的選取不會使側(cè)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(xiàn)凸形固定塊延著底板移動，從而調(diào)節(jié)凸形固定塊夾持側(cè)門的位置。凸形固定塊用于夾持側(cè)門的開口采用“V”字形設(shè)計，大大提高了不同厚度側(cè)門的夾持適應(yīng)性。同時，選取塑料塊制作凸形固定塊，從而有效的避免了側(cè)門被夾持后的刮花和碰傷。

支撐裝置的設(shè)計，可滿足不同寬度、不同厚度、不同弧度側(cè)門的支撐功能，且支撐塊材料選取不會損傷側(cè)門邊緣。支撐裝置采用固定板和支撐板等構(gòu)成，其支撐板一側(cè)設(shè)計有四個相連的“V”形槽，一是用于支撐限位側(cè)門下邊緣，二是對應(yīng)側(cè)門限位裝置調(diào)節(jié)橫向位置。同樣，“V”形槽的設(shè)計可以滿足各種厚度各種弧度門板的限位；儲物盒的設(shè)計，簡捷且使用方便。在這個分裝臺架主體架兩側(cè)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(shè)計，實現(xiàn)整個分裝臺架便于移動，且具有自鎖功能，保證在分裝側(cè)門過程中穩(wěn)定。采用直徑為100mm 的滑輪設(shè)計，滿足滑移和強度需求。而且滑輪上帶有鎖止機構(gòu)，可在側(cè)門安裝過程中保證整個分裝臺架穩(wěn)定不移動；臺架底座設(shè)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(shè)計的不同高度位置處緊固的螺栓實現(xiàn)整個分裝臺架增高40mm高度和80mm 高度的效果。

4 新技術(shù)帶來的有益效果

開發(fā)設(shè)計的汽車側(cè)門分裝臺架帶來了如下有益效果：

（1）獨立分裝臺架的設(shè)計，可以完全避免側(cè)門外邊緣出現(xiàn)刮花、變形等質(zhì)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(diào)節(jié)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(cè)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(cè)門在分裝過程中受到裝夾損傷。

（3）限位裝置和支撐裝置設(shè)計有橫向和縱向調(diào)節(jié)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(shè)計應(yīng)用，滿足了不同身高操作者便于操作，符合人機工程。

5 結(jié)語

根據(jù)設(shè)計要求，我們利用車間零散、報廢材料和業(yè)余時間自制出一套汽車側(cè)門分裝臺架并應(yīng)用在日常樣車項目造車過程中，不僅節(jié)約了分裝臺架制作開發(fā)成本，還縮短了加工制造周期。隨后通過現(xiàn)場應(yīng)用，充分驗證了該分裝臺架的使用可以完全消除分裝側(cè)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(cè)門的需求且互不干涉，與此同時也解決了在側(cè)門分裝過程中頻繁出現(xiàn)的外觀質(zhì)量問題。