针对某一车型尾门铰链定位工装的开发研究

车门铰链是链接车身与车门的重要零件，它的主要作用是保证车门与车身的相对位置，从而确保车门安装到车身后间隙和段差能够满足公司标准。所以说铰链定位的精确与否事关重大，不容忍视。铰链定位夹具的设计要满足铰链零件在车门上的定位安装要求，即设计的夹具可以很好的将汽车焊接零件定位好，保证良好的焊接质量；同时，夹具的设计也要满足安装要求：车门铰链通过风枪安装螺栓到车门或车身侧，安装完成后按产品设计要求打扭力和检测扭力。此外，夹具的设计要符合风枪安装铰链时候的人机工程需要，有合适的操作高度，同时还有足够的风枪操作空间。

本文通过某一车型尾门铰链定位工装的开发研究，深入分析尾门铰链装配过程中的要点和核心，综合考虑定位和人机工程等关键要素，使设计达到最优，满足生产线装配生产需求。

1铰链机构分析

1.1铰链定位点分析

如图1所示：该铰链通过两根M8的螺杆与车门侧相连接，通过一根M8的螺杆与车身侧相连接，同时该铰链可以绕中间的轴进行一定的旋转。在本项目中，先通过风枪把铰链安装到车门上，之后再将车门挂到车身上。分析铰链的加工工艺，了解铰链控制尺寸的地方，结合定位要求，最终定下了如图2所示的定位策略。

1.2铰链初始设计姿态确定

在夹具设计时，为了方便现场夹具的测量调整，通常要求夹具的调整方向与测量时建立的相对坐标系方向保持一致。假如测量时发现X坐标多了1mm，就可以直接将该方向的垫片取掉1mm，而不需要经过计算才能确定某一方向的调整量。

在拼台设计时，首先需要确定的就是底板的位置，确定完底板的位置后，现场测量调整的三坐标方向就可以确定了。所以为了方便现场铰链定位夹具的测量调整，将铰链的初始姿态确定如下（如图3所示）：铰链车身侧定位面平行于底板面，这样就能保证铰链定位夹具三坐标测量时调整方向与三坐标测量坐标系方向一致，方便夹具调整，减少测量调整人员的工作量。

2铰链定位夹具数模设计

如图3所示可以发现铰链位于车门内，为了避免车门举升和搬取车门时车门与铰链定位夹具干涉，还需要设计一套伸缩机构，以确保铰链安装好后能把铰链定位夹具退出车门外，同时分析铰链定位策略（如图2所示）时，可以发现铰链上还存在压紧点，因此铰链定位夹具还需要一套翻转夹紧夹具，用来压紧铰链。从而可以确认，铰链定位夹具由两部分组成：一部分为伸缩定位机构，另一部分为翻转夹紧机构。

2.1伸缩定位夹具设计

2.1.1定位零件设计

通过分析铰链的定位策略（如图2所示），将铰链的定位点分别集成在伸缩机构和夹紧机构上，伸缩机构上需要集成铰链支撑、车身侧铰链两侧边限位和车身侧铰链靠近车门边缘处端面限位这几个功能零件。

如图4所示，铰链托块集成了铰链支撑和端面限位两种功能，两侧边的限位块实现了铰链侧边限位的功能，通过限制铰链的两个侧面就确定了铰链y的位置，通过铰链托块的卡槽就限制住了铰链往车门外侧移动的趋势，也就是限制住了铰链Z向的正方向，这样一来就确定铰链的位置，可以把铰链平稳的放置在预设计位置。

2.1.2伸缩机构设计

如图5所示，伸缩机构选用公司常用的一种机构。该机构主要由气缸、气缸安装座、线性轴承．连接块和导向轴等零件组成，精度主要由导向轴和线性轴承、连接块之间的配合精度来保证，因此这几个零件的加工要求都比较高：气缸安装座2的材料为45#钢，硬度要求为HRC38-42；导向轴5的材料为45#钢，硬度要求为HRC55-62，同时要高频淬火；连接块4的材料为45#钢，需要进行调质处理；连接块4与导向轴5的配合为过渡配合，孔的公差等级为H7，轴的公差等级为n7，因此，只要保证零件的加工精度，即可确保伸缩机构的定位精确可靠，即使由于长时间的高负荷作业导致的线性轴承磨损，只要更换线性轴承即可。在具体数模设计的时候，主要需要注意的是气缸行程的选择，确保机构收缩到位的时候，机构距车门边缘的最小距离大于15mm的安全距离，以免影响车门的举升和搬取。

最后，再设计一些小零件，将伸缩机构和定位零件两者连接起来，伸缩定位夹具就完成了（如图6所示)。

2.2翻转压紧夹具设计

分析铰链定位策略可知（如图2），翻转压紧夹具上需要集成铰链压紧和铰链车门内侧端面限位的功能。

在翻转压紧夹具设计过程中，需要着重考虑夹具气缸旋转点的选取：在夹具翻转过程中，应注意避免铰链压块与铰链之间的干涉，分析之后可以确定气缸的旋转点必须高于铰链压块端面的上端点，这样才能避免铰链压块在旋转打开过程中与铰链干涉（如图7所示）；同时，还要确保夹具打开后距离车门的最小距离要大于15mm的安全距离，具体原则为旋转点距车门边缘的距离要大于压紧点、旋转点之间最大距离值和安全距离值之和。

将翻转压紧夹具的气缸旋转点确定好之后，剩下的夹具设计就不存在什么技术难点了，设计的夹具具体结构如图8所示，翻转压紧夹具上气缸1翻转压紧，通过铰链压块-2的卡槽，就限制住了铰链往车门内侧移动的趋势，即将铰链Z的负方向限制住了；通过铰链压块-2和铰链压块二4的配合将铰链压紧并固定在门上，翻转压紧夹具和伸缩定位夹具相配合最终限制住了铰链的X、y、Z向，实现完全定位从而保证铰链定位的准确性和稳定性，提高门总成的精度和白车身的装配质量，减少返修，提高生产效率。

最后，该套夹具设计时还要注意让开风枪的操作空间，例如M8的螺栓，风枪枪头22～24mm，再留下至少7mm的安全距离，那么可以确定夹具零件离铰链螺孔中心点的距离应保持在18mm以上。

3夹具现场测量调整

夹具的测量采用三坐标测量方法，以底板的四个基准孔中的其中三个为基准建立测量坐标系，将三坐标测量仪采集到的数据与数模设计值相比较，得出调整量；夹具调整是为了控制尺寸的公差，尺寸控制主要包括制定测点文件及测量计划、规划检具和其他测量设备、样车试制测试、量产后的车身数据收集与整理分析、持续质量改进，涉及到的控制要素主要为间隙和段差，重要性不容忽视。

本文中介绍的该套夹具X、y、Z三个方向上都设计有调整垫片，垫片有1mm、0.5mm、0.3mm和0.2mm四种厚度规格。现场测量调整的时候，各个方向的调整精度可以精确到0.1mm以内，具体调整夹具精度的时候以满足车身段差和间隙等公司标准要求为最终目标。

4结束语

尾门铰链作为尾门开关的关键零部件，其定位精确与否直接影响车身的外观质量，影响到客户使用过程中的满意度，因此合理优化设计铰链定位夹具至关重要。本文中介绍的尾门铰链定位工装现已成功运用，该结构简单、定位精度高、调整方便、人机工程好，完全满足了铰链的定位要求。