汽車車門限位涂裝夾具的設計

嚴超兵+劉長潤

引言：隨著汽車涂裝工藝設備的快速發展，涂裝機器自動化程度要求的不斷提高，生產節拍的逐漸提升，推動了車身輔助夾具的不斷發展。

車門限位涂裝夾具在整個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，防止車門自動關閉；另一方面還能限制車門的最小開度，防止車門自動打開。

車門限位涂裝夾具隨車運動防止車身在急速運動過程中車門自動打開或者關閉，以避免車門碰傷甚至毀壞，噴涂時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狀態下的碰傷。由此可見車門限位涂裝夾具的設計對車門的有效限位控制，保證車門油漆質量起著非常關鍵的作用。車門限位涂裝夾具連接桿的設計是保證車門限位器夾具能否順暢工作的基礎。

本文重點介紹車門限位涂裝夾具的原理及其連接限位桿的曲線設計并運用solidworks仿真運動模擬，使夾具的設計更加合理。

1.車門限位涂裝夾具的工作原理及優點

車門限位涂裝夾具是一種雙滾輪的車門限位涂裝夾具結構，它是由固定座部件、滾輪、扭簧、連接頭和連接限位桿組成。連接限位桿一側設有限位凹凸槽，與固定座裝配使用，形成相對滑動關系的限位機構，該機構采用雙滾輪結構，其中定位滾輪隨扭簧固定在固定座定位孔中，活動滾輪隨扭簧在固定座滑槽中運動，依靠扭簧的扭轉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，達到車門限位的目的。

車門限位涂裝夾具優點：結構簡單，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，便于搬運裝配簡單可靠等優點。

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設計相應的車門限位器來保證車門開度的幾個固定位置，但鑒于不適用涂裝車間，故設計車門限位涂裝夾具尤為重要，其安裝孔采用其原車設計的安裝孔，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圍上，通過連接限位桿與固定座的相對滑動滿足車門的兩個開度，夾具安裝位置如下圖所示：

3.車門限位涂裝夾具的設計

車門限位涂裝夾具具有反復使用，多次拆裝等特點，為提高生產節拍，將夾具設計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，這種簡單快捷的裝配結構。

車門限位涂裝夾具旋轉軸線與鉸鏈軸線必須平行，制造偏差控制在1度以內，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運動造成漆渣飛濺，若固定座設計過小，漆渣從門安裝孔處飛濺到汽車外表面影響表面質量，同時夾具固定座也不能設計過長，太長影響夾具的穩定性，應根據車型實際情況調整，一般情況下固定座長度不小于70mm。夾具一般使用5次左右清洗一次表面油漆。

4.連接限位桿的設計

車門限位夾具的設計主要是限位連接桿的曲面設計和開、關門凹、凸槽位置和形狀的設計。由于車門限位涂裝夾具必須在車門內部運動，而車門內部情況復制，運動受到局限性，為了不和這些零件干涉

（車門內板、車門外板，玻璃導槽、門加強筋等），同時又能使連接限位桿在固定座內順暢運動，我們需要對連接限位桿進行運動模擬設計。車門連接限位桿曲面的設計、關門凸槽和開門凹槽位置和形狀的設計通過solidwoks作圖法仿真運動分析設計，擬合連接限位桿形狀。

在設計時考慮以下幾點：

1）夾具安裝后，在開門和關門過程中，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，應保證安全間隙不小于2mm；

2）連接限位桿開門和關門中間位置設計一段平滑曲面，此位置扭簧應處于不變形或者變形量很小，此位置尺寸應不小于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該設計在定輪一側，有效保證連接限位桿能順暢滑過滾輪。

4）根據開、關門力矩的大小來設計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，機器人需要的拉力也大，而拉力過大會使車門變形，反之尺寸小，夾具不能有效的防止門自動開、閉。根據不同的車型，該尺寸應控制在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位置也不一樣，尺寸根據實際情況確定）

考慮綜上情況，以及連接限位桿在關門和開門過程中運動情況，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仿真運動模擬，連接限位桿繞著夾具銷旋轉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介紹）。

5.結束語

本文詳細的介紹了車門限位涂裝夾具的使用原理、安裝位置及其設計要點，重點介紹了連接限位桿的設計要點，利用solidworks對其進行了仿真運動模擬，在進行干涉檢查的同時，還要考慮連接限位桿在運動過程中與門安裝孔的間隙，重要的是關門狀態下，連接限位桿尾部與門內部部件的間隙，以及曲面的連貫性設計，在充分考慮這些設計要求和結構要求后，設計的連接限位桿才能順暢的工作。