开闭件设计讲解

1、上海同济同捷科技股份有限公司文件名称 :汽车车身开闭件设计作业指导书文件编号 :YJY P0007A1-2004归口部门 :研究院文件版本号 : A1页码 : 1/28（二）开闭件在车身设计中应完成的工作：1、开闭件同车身间的间隙断面线的控制， 开闭件各个总成断面线的绘制； 通过 N 个断面检查 零件的干涉性；2、开闭件总成铰链的安装位置、铰链中心距、铰链结构形式，前后门的铰链轴线确定、内倾角 与后倾角的确定；前后门限位器结构形式、安装位置的确定；各个门或盖的开启度的确定；3、发动机舱盖及行李箱盖（后背门）锁或者锁扣的安装位置、支撑结构的确定；4、前后门玻璃升降器导轨位置的确定；前后门玻璃最大

2、下降位置确定；5、后门锁的安装位置（以及侧围上锁扣的安装位置）的确定；锁运动机构布置；门锁相关各 部分的运动空间的检查；6、密封条的安装位置确定；各个密封条的详细截面图的确定与绘制；7、内饰装配硬点的检查；8、检查每个零件的制造工艺性；9、由于开闭件都会有大片的外覆盖面的存在， 而这些地方往往都会受到一定的外界冲击， 为了 增强其刚性而不容易变形，减少相互振动，外板与内板的连接除四周包边连接外，还必须在内 板与外板之间局部涂一层 3mm6mm 左右的隔振胶粘接。例如：发动机罩在锁加强板、内板中 心附近，前后门在防撞梁与外板之间，因此，这些粘胶面都应该是由这些开闭件的外板偏置而 来的。（三）在设

3、计开闭件结构之前的准备工作 我们必须了解开闭件及开闭件周边一些总成的内部搭接关系和它们之间的相互关系， 往往我们会做一些关键部位的断面，一来作为设计前的参考，从断面图上表示出密封条断面和安装位 置、开闭件与周边相关件的间距硬点、大概的玻璃边界各钣金件之间的搭接关系、料厚，一些 附件的安装位置还有密封条结构形式的确定等；二来作为设计后的校核硬点、零件的干涉性还 有运动时的空间余量检查之用。1、在开闭件设计开始必须按输入的外表面和分缝线数模及参考车型点云数模进行初步结构关键 断面设计（含密封件等总成） ，此初步断面作为结构设计和开闭件附件采样（如密封条、门锁、 内外把手和铰链等）的原始依据在详细设

4、计过程中如有修改，必须及时更改初步断面，在完成 设计前冻结关键断面，以供参考（见表一） 。2、下面列出车门设计中的一些关键断面，其中有些尺寸可作为结构设计参考。上海同济同捷科技股份有限公司文件名称 :汽车车身开闭件设计作业指导书文件编号 :YJY P0007A1-2004归口部门 :研究院文件版本号 : A1页码 : 1/28初步断面设计代号： （表一）序号号 代注 备1DF1部 上 柱 A 门 车 前 左2左前车门2D33D部 上 柱 前 后门44D55FD66D77D88D99D010F1D1DF1122RD3左后车门3RD414RD516RD617RD718RD89RD901RD201R

5、D21发动机罩1222233244255266277281处 扣 锁 盖 箱 李 行李箱上海同济同捷科技股份有限公司文件名称 :汽车车身开闭件设计作业指导书文件编号 :YJY P0007A1-2004归口部门 :研究院文件版本号 : A1页码 : 1/28292行李箱盖左铰链处303行李箱盖右铰链处314行李箱盖包边处（典型）325行李箱盖内外板粘接结构336行李箱盖与左侧围分缝处347行李箱盖与左后灯分缝处（四）部分关键断面的图解分析DF1：左前车门 A柱上部：此处的断面图可以很直观地表现出 A 柱内板、 A柱加强板、前 门内板、前门外板等钣金件的断面结构和 A 柱内饰件的关系，还有前风窗与

6、 A 柱、前门内板与 侧围、前车门玻璃与玻璃导槽之间的密封关系和间距。DF2 左前车门上窗框处： 此处的断面图可以很直观地表现出前门内外板、侧围外板、顶盖还有 顶盖横梁等钣金件的断面结构，还有顶盖和车门、门内板与侧围、前车门玻璃与玻璃导槽之间 的密封关系和间距。上海同济同捷科技股份有限公司文件名称 :汽车车身开闭件设计作业指导书文件编号 :YJY P0007A1-2004归口部门 :研究院文件版本号 : A1页码 : 1/28DF3 左前车门后柱、后门前柱上部 ：此处的断面图可以很直观地表现出前后门与 B 柱的配合和 密封关系，有利于 B 柱、B 柱加强板和前后门的设计和玻璃边界的确定。DR3

7、 左后车门后柱处 ：此断面用于确定后车窗玻璃的后部边界和 C 柱的结构DF4 左前车门窗沿： 窗沿线用于确定前玻璃下边界，同时确定窗框和玻璃导槽的宽度余量，还 可以了解到窗沿加强板的结构，玻璃在玻璃升降器上的固定方式，还有窗沿处密封条的断面结上海同济同捷科技股份有限公司文件名称 :汽车车身开闭件设计作业指导书文件编号 :YJY P0007A1-2004归口部门 :研究院文件版本号 : A1页码 : 1/28DF5 左前车门窗衬和玻璃前部 ：窗衬框用于确定窗框边和门玻璃的前部边界DF6 左前车门上铰链处 ：在上铰链处的断面图可用来校核门和铰链的旋转空间余量，从而改进前立柱。体现铰链的形式、安装方

8、式、位置上海同济同捷科技股份有限公司文件名称 :汽车车身开闭件设计作业指导书文件编号 :YJY P0007A1-2004归口部门 :研究院文件版本号 : A1页码 : 1/28即最大开DF8 左前车门灯开关处在前车门灯开关处的断面用于给门灯开关定位和开关结构的剖析。上海同济同捷科技股份有限公司文件名称 :汽车车身开闭件设计作业指导书文件编号 :YJY P0007A1-2004归口部门 :研究院文件版本号 : A1页码 : 1/28DR6左后车门上铰链处 左后车门上铰链处的 B 柱用于校核门绕着铰链中心旋转时的空间余量，柱的结构，体现后门上铰链的安装位置和形式。表现门的DR2左后车门下铰链处 确

9、定下铰链处的 B 柱结构，体现后门下铰链的结构，安装，也用于校核后门的开启度，还让保险带的下端的安装位置得到体现左后车门灯开关处在车门灯开关处的断面用于给门灯开关定位和开关结构的剖析上海同济同捷科技股份有限公司文件名称 :汽车车身开闭件设计作业指导书文件编号 :YJY P0007A1-2004归口部门 :研究院文件版本号 : A1页码 : 1/28DF9左前车门把手处 体现前门外把手在外表面上的安装位置，把手在此处的结构断面，大概的安装结构等车门锁扣处此处断面表 现的是锁和锁扣的配合关系， 锁和锁扣在车身上的大概位置，锁加强板的大概断面结构等上海同济同捷科技股份有限公司文件名称 :汽车车身开闭

10、件设计作业指导书文件编号 :YJY P0007A1-2004归口部门 :研究院文件版本号 : A1页码 : 1/28DF11左前车门门槛处 此断面表现的是左前门与门槛处的配合关系，前门玻璃的下限位置和 车门下装饰条的安装结构。以上只是列举一些比较典型的例子， 对于车身上与开闭件有关的断面还有很多，这里我们就不一一指出分析， 在开闭件设计的过程中， 断面的制作和分析应该是放在第一位的，无论是正向还是逆向的设计，如果没有对结构断面线的分析，就不可能严谨地设计出一套完整的开闭件来，所以，我们在此次开闭件设计指导书中也着重强调断面分析的重要性！（五）开闭件中部分零部件的设计要求和设计注意事项1、车门铰

11、链的设计原则 车门铰链是车门能符合设计者的设计思路、按照它的运动轨迹运动的保证。如果铰链的设 计出了问题，那么，乘客就无法顺利地进出了，可见其重要性！上海同济同捷科技股份有限公司文件名称 :汽车车身开闭件设计作业指导书文件编号 :YJY P0007A1-2004归口部门 :研究院文件版本号 : A1页码 : 1/28门铰链装置是确定车门与车身的相对位置，并能控制车门运动轨迹的装置，它包括门铰链 和限位器。铰链是车门和车身相联接，能够绕上下方向的同一轴线回转且相互结合部件的总称。 门铰链的技术要求：1 门铰链表面应进行防腐蚀处理，并符合制造厂要求。2 门铰链的最大开度角应不小于设计要求的车门开度

12、角，门铰链的最小关闭角应小于设计要求的 车门关闭角。对于装有车门开度限位器的门铰链，其限位应可靠。3 纵向负荷 门铰链装置应能承受 11 110N 的纵向负荷，不得脱开。4 横向负荷 门铰链装置应能承受 8 890N 的横向负荷，不得脱开。5 耐久性 门铰链装置应进行 10万次耐久性试验，试验后门铰链应能正常工作，并能满足 4.4和4.5 的要 求。门铰链的布置 布置门铰链时考虑的几个方面：a) 铰链型式的选择 铰链的选择的基础是：要能够符合车门的旋转，符合设计时的空间要求和过行程旋转标准。互动式冲压铰链示意图)b) 铰链在平面上的定位 内表面极限线是用来确定铰链在侧围部件上的位置的，上下铰链

13、的右角都是用来定位的，此时 我们就可以比较方便地确定中心线了。 计算内表面极限线 从内表面极限线出发，利用合适的标准铰链在后视图上给上铰链定位。 在设计时允许的两个铰链之间的最大距离，给下铰链在后视图上给下铰链定位。c) 车门长度 车门的长度是从铰链的中心线到在侧视图上类似鱼嘴地方的中心线所测得的距离。d) 车门的开度角 车门的最大开度一般由车门的限位器来限制。它的作用是防止车门外板与车体相碰，还必上海同济同捷科技股份有限公司文件名称 :汽车车身开闭件设计作业指导书文件编号 :YJY P0007A1-2004归口部门 :研究院文件版本号 : A1页码 : 1/28须能使车门停留在最大开度，起着

14、防止车门自动关闭的作用。习惯上，车门的最大开度一般在 65 75，这是根据上、下车方便，上车后关门方便以及车门与车身不干涉等条件而定的。现在常使用限制器与铰链结合在一起的结构，即采用气弹簧和连杆机构与铰链组合成一体。 在气弹簧的作用下， 机构对车门产生绕固定轴 O1转动的力矩 M1，当车门开启到超过中间位置时， 此力矩驱动车门自动打开。为了操纵方便，车门维持在最大开度位置的力矩以 20Nm 30 Nm为宜。 前车门： 56 -64 后车门： 60 -70 有的达到 75甚至 80e）铰链的内外倾角分别是指铰链轴线在 x=0平面上的投影与 z 轴之间的夹角，铰链轴线在 y=0 平面上的投影与 z

15、 轴之间的夹角。铰链轴线内倾角一般为 0 4铰链是车门总成与车门本体的连接件之一，当车门关闭时，车门上的承力件为门锁和铰链； 打开车门时，车门的重力完全由铰链来承受 ! 铰链轴线的布置会影响车门的开度、门柱的尺寸 以及车门开缝线的位置和形状 ! 在布置铰链时，应注意在结构允许的情况下，车门上下两铰链 之间的距离应尽可能大 ! 为了避免打开车门时与其它部分干涉，铰链的轴线应尽可能外移，使 其靠近车身侧面 ! 车门上下铰链必须布置在同一直线上，并具有内倾角和后倾角，从车的侧面 看过去，一般是一条向车后侧倾的直线；从车的正面看过去，应为一条向内倾的直线 !如图所示，先确定铰链轴线沿车身方向的尺寸变化

16、范围（ X1 ，X2），并在此范围内任选一 值 Xm，将轴线限制在与 X 轴垂直的平面 x=Xm内， 在 x=Xm平面内确定铰链轴线的倾斜状态： 先分别求出 x=Xm平面与内外板曲面的交线 C1和C2，并求出 C1和C2对应的 Y方向的极限坐标 位置 Ymin（内板投影线最左端）、 Ymax（外板投影线最右端）；在 X=Xm平面内通过输入直线 方程 y=B，B（ Ymin，Ymax）来生成一条与 Z 轴平行的轴线 Z1Z2；确定铰链轴线中心点的 Z 坐标值：通过内板上下边框或外板上下边框求出平均位置坐标z=C，并根据它在 y=B 直线上求出一点 O；根据铰链轴线内倾角范围 （04），将 y=B

17、 直线绕 O点逆时针旋转 角度，得到轴线位置 O1O2。 根据铰链间距 L（ 300mm，500mm），以铰链中心 O为初始点，沿 直线 y=B确定两点 D和 E，使两点间线段长度为 L，调整 L 值以及轴线外板的距离，保证在铰链 宽度方向不与外板干涉的情况下，轴线尽量靠近外板的极限位置（ L 值确定已知时）。若 L 值 可以改变，则可以考虑稍微减小 L 值，但轴线更靠近外板（车门外板曲率较大时）。 可以通过 改变最初的 B值重新生成轴线 O3O4或作 O1O2的平行线来改变轴线到外板的距离。当轴线位置 最终确定后，根据 D，E 两点位置可将铰链模型正确地放入车门门腔内，待进一步运动校核及干上

18、海同济同捷科技股份有限公司文件名称 :汽车车身开闭件设计作业指导书文件编号 :YJY P0007A1-2004归口部门 :研究院文件版本号 : A1页码 : 1/28涉检验。f）铰链中心距由于受到车门外形曲线的限制 , 一般希望上下两个铰链的跨距在 350mm500mm之间，大多保 持在 400mm左右。铰链中心距车门长度 =33%或更长例如：铰链中心距 =377.19mm车门长度 =1143.0mm377.19 1143.0=33%2、发动机罩、后行李箱的设计原则a）舱盖在铰链处需设计成向内收口，否则打开会干涉；b）舱盖的最大开启度需略大于处于被支撑状态时的开启度；c）舱盖在被支撑状态时高度

19、应满足国家标准；d）舱盖内板设计过程中，基准主大面同外板为偏置关系，偏置距离为35mm，中空内板偏进1535mm；e）舱盖同外板连接方式，除周边的包边外，内板和外板之间还均匀分布涂胶点，涂胶处需设计 凸起的特征；f）有些舱盖表面有喷水口结构；g）有些舱盖在内板中部位置有折弯特征，主要用途在于碰撞时保证舱盖在该处折弯变形吸能；h）舱盖同前舱件（横梁）间、后背门和侧围之间需设有缓冲结构，如橡胶缓冲垫，用以减少路 面、开闭时激励引起的震动；i）舱盖内板结构设计不能太强，一般在发动机舱盖中部设计有一条贯穿的横筋，要保证碰撞过 程中不能撞断铰链进入成客舱；j）对于发动机罩和后行李箱盖（后背门）来说，发动

20、机罩内板的几何形状是自由选择的。但有 几点在设计中是需要注意的：1）由于发动机罩和后行李箱盖（后背门）的原始状态和最大开度的关系，无论是撑杆、铰 链还是空气弹簧，它们所起到的都是支撑力的作用。2）将发动机罩、后行李箱盖打开至预定的角度（一般为 90o左右），它们不应与前后风窗玻 璃接触，且应保持一个约为 10mm的最小间距，后背门开度角一般在 75o到 90o之间，或者以后 背门打开后最低点距地面高度为 18002200mm作为标准；3）还应考虑到它们的加工工艺、轻量化、车身的防腐蚀和最低成本的原则。 由于发动机罩和后行李箱盖（后背门）中附件比较少，而且不需要限位，所以在设计和校核的 过程中只

21、需要校核发动机罩和后行李箱盖（后背门）在运动过程中不要与周边零部件干涉。3、门锁的设计原则 门锁与上下铰链共同构成车门的三个受力点，因此要求门锁高度的理想位置居于铰链轴 线中心垂直面；门锁的位置还应保证车门的顺利开启和锁止，因此在后视图中锁舌的中心线必 须与铰链轴线平行，允许误差 1；特别需要注意的是，门锁位置必须保证玻璃升降空间，不 仅是门锁本体，还包括锁体上相关附件，运动拉杆机构等都要避开玻璃的运动轨迹。在后视图中校核锁到门外板表面的空间余量。锁扣到门内板鸭嘴口的距离在设计的时候有两种方案： 1、当锁扣超出车门内板表面时，直 接留足锁顺利开启和锁止的余量，超出锁体口边缘 3mm；2、当锁扣

22、不超出车门内板表面时，要 求锁扣到门内板鸭嘴口的距离在超出锁体口边缘的情况下为 10mm以上。这是考虑碰撞之后车门上海同济同捷科技股份有限公司文件名称 :汽车车身开闭件设计作业指导书文件编号 :YJY P0007A1-2004归口部门 :研究院文件版本号 : A1页码 : 1/28仍能顺利打开而规定的！4、门外把手的设计原则 门外把手应在后视图中显示和定位。门把手的旋转无干涉，旋转角度应能保证锁的开关行 程。一般门外把手安装的结构中应该有三个安装点，外加一个定位销，而且把手与外表面之间 必须增加减振垫，一来为了减振，二来可以起到密封的作用。外板上的结构必须 在满足门外把 手安装结构、保证强度的

23、基础上，易于冲压。门外把手一般设计在车门外板的棱线上，门外把手在设计的时候，首先要保证本身运动部 分的旋转无干涉，旋转角度应能保证锁的开关行程。而我们一般选用厂家成熟的产品，所以考 虑得更多的是它在门外表面上的安装面既要保证门把手的安装需要，又要满足车门外表面的冲 压工艺性。而且，门把手的设计开角行程要大于能让车门打开所需的行程。5、玻璃升降器的设计原则： 玻璃升降器是车门设计中很重要的一个环节，它的合格与否，直接影响到车窗的开闭！ 玻璃升降器在设计的过程中，关键在于安装和玻璃导轨的曲线确定。在安装的过程，包括 电机和导轨的安装位置的确定，而玻璃导轨的曲线就要由 B 柱和玻璃型面来决定了。车窗玻璃在运动到最低点时与车门内板底部的距离不能小于12.0mm。给防撞杆定位时从防撞杆边缘到外表面距离最小是 5mm。防撞杆的中心和 H 点尽可能的近。 确保在调整以后，车窗玻璃下降后和防撞杆有 12.5mm 的距离。当把车窗玻璃降到车门窗沿中，从侧面检查限位器（扭杆，铰链螺栓，饰钉等）是否有运 动干涉。为了和外造型匹配，达到玻璃升降的平顺性，玻璃要设计为双圆环面，