引言

近幾年來,隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展以及人民生活水平的提升,人們在購物時越來越注重產(chǎn)品的性價比。產(chǎn)品性價比越高就越受歡迎,反之,則會在很大程度上降低產(chǎn)品的競爭力。本文介紹的一種滑移門下導(dǎo)軌限位機構(gòu)主要用于汽車車門,也可用于其他類似場合。現(xiàn)主要對該產(chǎn)品的功能進行優(yōu)化設(shè)計,以降低生產(chǎn)成本,并提升用戶的舒適度及產(chǎn)品的性價比。

1滑移門下導(dǎo)軌限位機構(gòu)工藝分析

本文主要研究滑移門下導(dǎo)軌限位機構(gòu)的優(yōu)化改進過程,目的在于提升該產(chǎn)品的經(jīng)濟性。圖1為滑移門下導(dǎo)軌限位機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1滑移門下導(dǎo)軌限位機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

1一"U"形支架2一彈片3一鉚釘

該機構(gòu)整體由三部分構(gòu)成,分別為"U"形支架、彈片以及鉚釘。其中,"U"形支架使用的材料為DC03,厚度為1.5mm,執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為O/BOB302一2003《冷成型用熱連軋鋼板及鋼帶》:彈片使用的材料為65Mn,厚度為1.5mm,執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB/T1222一1984《彈簧鋼》:鉚釘使用的材料為20鋼,規(guī)格為小5mm,執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB/T152.1一1988《緊固件鉚釘用通孔》。

利用CATIACAD軟件對滑移門下導(dǎo)軌限位機構(gòu)中的零部件分別進行建模,并分別對3個主要零部件結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化分析。CATIA建模軟件由某公司開發(fā),該軟件同時集成了CAD、CAE、CAM技術(shù),具有強化功能,完全能夠滿足本文的設(shè)計要求。

1.1"U"形支架的工藝方案分析及確定

1.1.1工藝方案分析

圖2為"U"形支架的結(jié)構(gòu)示意圖。該零件的主要加工流程為:落料二成型二沖孔。成型過程中底部的圓角半徑R為1.8mm,翻邊高度是14.80mm,在"U"形支架的底部進行沖孔,孔的直徑為5.00mm,主要作用就是定位。另外,在側(cè)面也進行沖孔,兩個孔的直徑都是4.00mm,兩個孔的作用分別是鉚釘安裝以及固定安裝。

圖2"U"形支架

1一定位孔2一鉚釘孔3一鉚釘固定安裝孔

1.1.2工藝方案的確定

結(jié)合"U"形支架的總體結(jié)構(gòu)特征,其成型過程可以采用兩種工藝方案來完成,分別如下:

方案一:首先進行落料和成型工藝,然后再進行切邊和沖孔。通過這種方案得到的零部件通常質(zhì)量較好,因為該方案可以精確控制翻邊高度。但缺點也很明顯,比如整個工序相對較多、較復(fù)雜,增加切邊模,在一定程度上增加了生產(chǎn)制造成本(包括人力成本和經(jīng)濟成本)以及生產(chǎn)周期,無法保證生產(chǎn)制造效率。因此,需要根據(jù)翻邊高度的精度要求來決定是否選擇此方案。

方案二:先落料,再成型,最后沖孔。實踐表明,通過這種方案生產(chǎn)制造出來的"U"形支架的翻邊高度精度不是很高,但這種方案的優(yōu)勢在于生產(chǎn)制造效率非常高。同樣需要根據(jù)翻邊高度的精度要求來確定是否選擇此方案。

本文涉及到產(chǎn)品"U"形支架上面需要安裝彈片以及導(dǎo)向機構(gòu),同時還需要和下導(dǎo)軌連接。因此,該零件對于翻邊高度沒有太高的要求,結(jié)合實際情況,翻邊高度只需要控制在±1.50mm誤差范圍內(nèi)即可。方案二生產(chǎn)的"U"形支架雖然翻邊高度有一定誤差,但其誤差能夠控制在要求范圍內(nèi),因此選擇方案二作為本文的"U"形支架生產(chǎn)工藝。

1.2彈片的工藝方案分析及確定

彈片使用的材料為65Mn彈簧鋼,這種材料很容易從市場中購買。該零件的生產(chǎn)工藝過程為:先落料,再成型,再沖孔,最后實施熱處理。其中熱處理工藝為:先在840℃的油中淬火:再進行回火,回火溫度為480℃:再對零件進行氫脆處理:最后利用磷酸鹽對彈片表面進行處理。

1.3鉚釘?shù)倪x用

鉚釘是一種標(biāo)準(zhǔn)件,可直接根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選擇合適的鉚釘,表1為國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T152.1一1988中與鉚釘用通孔有關(guān)的尺寸選擇。

根據(jù)表1中有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來選擇合適的鉚釘尺寸,利用鉚釘將彈片直接鉚接至"U"形支架中,可以得到如圖1所示的滑移門下導(dǎo)軌限位機構(gòu)。滑移門下導(dǎo)軌限位機構(gòu)還需要與下導(dǎo)軌連接才能正常工作,由于連接安裝的方式對鎖門效果有一定影響,因此如何將限位機構(gòu)安裝到下導(dǎo)軌中去是本文需要解決的問題。通過前期分析,認為有兩種可行的安裝連接方法,下面將對這兩種方式進行比較。

2滑移門下導(dǎo)軌限位機構(gòu)的安裝方法

在滑移門下導(dǎo)軌限位機構(gòu)的實際安裝操作中需要確定很多因素,比如彈片的安裝方式就是其中一個關(guān)鍵因素,安裝在內(nèi)側(cè)或者外側(cè)的最終結(jié)果也大有不同。另外,將限位機構(gòu)安裝到下導(dǎo)軌時,是直接焊接還是通過螺栓進行連接,也需要分析確定。

2.1滑移門下導(dǎo)軌限位機構(gòu)彈片的安裝方式

對于整個滑移門結(jié)構(gòu)而言,其總共有上、中、下3個導(dǎo)軌,并且每個導(dǎo)軌都具有各自的作用。上導(dǎo)軌的作用就是承受向外的力,避免側(cè)門在力的作用下向外側(cè)滑動:中導(dǎo)軌由于位置比較特殊,會承受向下和向外兩個方向的力:下導(dǎo)軌承受力的方向主要有兩個,即向下和向內(nèi)。

下導(dǎo)軌的受力方向會受到彈片安裝方式的影響,安裝后需要確保彈片不會長時間處于受壓狀態(tài),引起疲勞損壞,長此以往彈片彈性會慢慢削弱最終消失,最后還有可能出現(xiàn)斷裂。綜合多方面因素,本文最終選擇將彈片安裝在外側(cè)。因為將彈片安裝在外側(cè)時,能夠保證門在打開的時候彈片不會承受任何壓力,也不會出現(xiàn)彈性變形,能夠在一定程度上延長彈片的使用壽命。

2.2滑移門下導(dǎo)軌限位機構(gòu)與下導(dǎo)軌的安裝方式

圖3為滑移門下導(dǎo)軌限位機構(gòu)與下導(dǎo)軌的兩種安裝方式示意圖。很多情況下,生產(chǎn)廠家都會通過螺栓的形式進行連接,因為通過螺栓連接可以對限位機構(gòu)位置進行調(diào)節(jié),也可以對彈片的位置進行調(diào)節(jié),以保證各個零部件在最佳的位置。缺點是螺栓連接會增加兩對螺栓和螺母的成本,同時安裝過程也需要耗費大量的時間,延長了整個零部件的生產(chǎn)周期。因此,建議通過焊接連接的方式,實現(xiàn)限位機構(gòu)與下導(dǎo)軌的連接,降低零部件的采購成本,縮短生產(chǎn)周期,提高生產(chǎn)效率。

表2為兩種連接方式的綜合成本對比情況。由表中數(shù)據(jù)可以看出,焊接連接方式在制造成本和操作時間上具有一定的優(yōu)勢。

3結(jié)語

本文利用CATIACAD軟件對一種滑移門下導(dǎo)軌限位機構(gòu)中的各個零部件進行了三維建模,在此基礎(chǔ)上對各個零部件的生產(chǎn)工藝進行了分析,主要對彈片安裝方式以及限位機構(gòu)與下導(dǎo)軌的連接方式進行了優(yōu)化處理,降低了整個零部件的生產(chǎn)成本和生產(chǎn)周期,延長了彈片的使用壽命,從整體上提升了滑移門下導(dǎo)軌限位機構(gòu)的性價比,使其在市場上更具競爭力。