车门铰链安装方法与流程

1.本发明涉及汽车技术领域，具体而言，涉及一种车门铰链安装方法。


背景技术：

2.汽车车门的安装一直以来都是各大主机厂的重点和难点，车门和车身的正确匹配不仅是整车安全和密封等性能的前提保障，也是视觉感知质量的重要一环，因此，控制汽车车门的安装精度是提高车身质量，保持产品市场竞争力的重点工作。汽车车门与车身一般采用两个铰链(简称车门上铰链和车门下铰链)进行连接，通过设置合适的螺栓扭矩使铰链分别与车门和车身进行固定连接，所以铰链的正确安装对车门和车身的匹配质量，如面差、间隙和内间隙等，有着举足轻重的作用。
3.而在铰链安装过程中，铰链在拧紧过程中会存在小位移，该小位移有来自于钣金表面的不平整，也有钣金与螺纹板的接触间隙等；由于小位移的存在，当给门铰链一侧施加扭矩时，会产生如下问题：
4.沿着位移方向，车门会产生相同大小的位移，当车门安装过程中的约束去除后，该小位移会释放使门沿着该位移方向移动，影响车门与车身的匹配质量；而当车门铰链部一侧施加扭矩并产生小位移时，该扭矩产生的力会以另一个门铰链为支点，上下铰链的距离为力臂，对车门产生一个旋转扭矩，该扭矩会严重影响车门和车身的匹配。


技术实现要素：

5.本发明的目的包括，例如，提供了一种车门铰链安装方法，其能够提升车门的匹配质量，并减少车门的返工时，从而能够提高车门的装配效率，并降低车门的装配成本。
6.本发明的实施例可以这样实现：
7.本发明提供一种车门铰链安装方法，包括：
8.根据设计扭矩确定第一预紧扭矩及第二预紧扭矩；
9.采用第一预紧扭矩转动对接车身铰链部及车身的第一螺栓；采用第二预紧扭矩转动对接车门铰链部及车门的第二螺栓；
10.采用设计扭矩转动第一螺栓及第二螺栓；
11.其中，车身铰链部与车门铰链部可转动地连接，第一预紧扭矩及第二预紧扭矩均小于设计扭矩。
12.在可选的实施方式中，在采用第一预紧扭矩转动对接车身铰链部及车身的第一螺栓的步骤之前，车门铰链安装方法还包括：
13.调整车门相对于车身的位置，使其处于预设位置。
14.在可选的实施方式中，在采用第二预紧扭矩转动对接车门铰链部及车门的第二螺栓的步骤之后，车门铰链安装方法还包括：
15.调整车门相对于车身的位置，使其处于设计位置。
16.在可选的实施方式中，在采用第一预紧扭矩转动对接车身铰链部及车身的第一螺
栓的步骤之前，车门铰链安装方法还包括：
17.若车身铰链部及车门铰链部分别连接于车身及车门，则松开第一螺栓及第二螺栓；或，若铰链在车门安装过程中已提前安装于车身或车门，则松开第一螺栓或第二螺栓。
18.在可选的实施方式中，在采用第一预紧扭矩转动对接车身铰链部及车身的第一螺栓的步骤之前，车门铰链安装方法还包括：
19.若车身铰链部及车门铰链部分别安装于车身及车门，则安装第一螺栓及第二螺栓的扭矩均小于设计扭矩。
20.在可选的实施方式中，根据设计扭矩确定第一预紧扭矩及第二预紧扭矩的步骤包括：
21.根据设计扭矩确定第一预紧扭矩；
22.确定车身铰链部受到设计扭矩时的轴向预紧力；
23.根据轴向预紧力确定轴向预紧力对车门铰链部与第二螺栓连接处产生的力矩；
24.根据轴向预紧力、力矩、车身铰链部的尺寸及车门铰链部的尺寸，确定车门铰链部的受到的压应力；
25.确定第二预紧扭矩。
26.在可选的实施方式中，根据轴向预紧力确定轴向预紧力对车门铰链部与第二螺栓连接处产生的力矩的步骤包括：
27.确定车门铰链部用于与车门连接的面至用于与螺栓连接的面的距离l2，确定车门铰链部用于与螺栓连接的面至车门铰链部与车身铰链部的转动轴线的距离l3，确定车门铰链部与车身铰链部的转动轴线至连接车身铰链部及车身的螺栓的轴线的距离l7；
28.根据轴向预紧力以及l2、l3和l7计算力矩的公如下：
29.m＝f
p
*(l2 l3 l7)
ꢀꢀꢀ
(1)；
30.其中，m为轴向预紧力对车门铰链部与螺栓连接处产生的力矩，f
p
为车身铰链部受到设计扭矩时的轴向预紧力。
31.在可选的实施方式中，根据轴向预紧力、力矩、车身铰链部的尺寸及车门铰链部的尺寸，确定车门铰链部的受到的压应力的步骤包括：
32.确定车门铰链部的横截面受到的压应力，计算公式如下：
[0033][0034]
根据车门铰链部的横截面受到的压应力确定车门铰链部的横截面受到的平均应力，计算公式如下：
[0035][0036]
确定螺帽处的平均压力，计算公式如下：
[0037][0038]
其中，σ为车门铰链部的横截面受到的压应力，r为车门铰链部与车身铰链部转动轴的半径，l4为第二螺栓的轴线至转动轴的轴线的距离；h为车门铰链部的高度；d表示第二螺栓的螺帽直径。
[0039]
在可选的实施方式中，根据设计扭矩确定第一预紧扭矩及第二预紧扭矩的步骤还包括：
[0040]
确定车门铰链部与车门连接处的摩擦力f1，以及车门铰链部与螺栓连接处的摩擦力f2；
[0041]
其中，f1 f2≤f
p
。
[0042]
在可选的实施方式中，确定第二预紧扭矩的步骤包括：
[0043]
根据紧固扭矩和轴向预紧力的关系：
[0044][0045]
确定第二预紧扭矩及预紧力，计算公式如下：
[0046][0047][0048]
其中，p表示螺距，μ
th
表示螺纹摩擦系数，μb表示螺栓头部底下的支撑面摩擦系数，d0表示支撑面外径，d2螺纹中径，表示dh螺纹通过的支撑零件的孔径；
[0049]
由于，f1 f2≤f
p
，即：
[0050]
μ1(f
m2
f
σ
) μ2(f
m2
f
′
σ
)≤f
p
ꢀꢀꢀ
(8)；
[0051]
其中，μ1表示车门铰链部ab端与车门的摩擦系数，μ2表示车门铰链部与螺帽的摩擦系数；
[0052]
将公式(3)(4)(5)(6)代入公式(8)，得：
[0053][0054]
其中，m2为第二预紧扭矩，m
设
为设计扭矩。
[0055]
本发明实施例的有益效果包括：
[0056]
该车门铰链安装方法的步骤包括：根据设计扭矩确定第一预紧扭矩及第二预紧扭矩；采用第一预紧扭矩转动对接车身铰链部及车身的第一螺栓；采用第二预紧扭矩转动对接车门铰链部及车门的第二螺栓；采用设计扭矩转动第一螺栓及第二螺栓；其中，车身铰链部与车门铰链部可转动地连接，第一预紧扭矩及第二预紧扭矩均小于设计扭矩。车门铰链安装方法能够根据设计扭矩确定第一预紧扭矩及第二预紧扭矩，从而能够根据设计原型对实际的预紧力的大小进行推导计算，进而能够提升车门的匹配质量，并减少车门的返工时，从而能够提高车门的装配效率，并降低车门的装配成本。
附图说明
[0057]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0058]
图1为本发明实施例中车门铰链安装方法的步骤图；
[0059]
图2为本发明实施例中车身铰链部与车门铰链部的连接示意图；
[0060]
图3为本发明实施例中车身铰链部与车门铰链部的受力示意图；
[0061]
图4为本发明实施例中车门铰链部的剖视图。
[0062]
图标：11-车身铰链部；12-第一螺栓；13-车门铰链部；14-第二螺栓。
具体实施方式
[0063]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0064]
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0065]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0066]
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0067]
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0068]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
[0069]
请参考图1，图1示出了发明实施例中车门铰链安装方法的步骤，本实施例提供了一种车门铰链安装方法，包括：
[0070]
s1：根据设计扭矩确定第一预紧扭矩及第二预紧扭矩；
[0071]
s2：采用第一预紧扭矩转动对接车身铰链部11及车身的第一螺栓12；采用第二预紧扭矩转动对接车门铰链部13及车门的第二螺栓14；
[0072]
s3：采用设计扭矩转动第一螺栓12及第二螺栓14；
[0073]
其中，车身铰链部11与车门铰链部13可转动地连接，第一预紧扭矩及第二预紧扭矩均小于设计扭矩。
[0074]
需要说明的是，由于机动车设置有多个车门，且每个车门都可能通过多个铰链与车身进行连接，由此，在采用上述的车门铰链安装方法对车门进行安装的过程中，需要根据车门铰链安装方法的步骤完成多铰链的安装；具体的，若连接车门的铰链有多个，即，包括多个车身铰链部11、多个第一螺栓12、多个车门铰链部13及多个第二螺栓14，且多个车身铰链部11与多个第一螺栓12一一对应；
[0075]
则，前述的步骤s2指的是，采用第一预紧扭矩转动对接车身铰链部11及车身的所有的第一螺栓12；采用第二预紧扭矩转动对接车门铰链部13及车门的所有的第二螺栓14；
其中，多个第一螺栓12及多个第二螺栓14的顺序可以根据需求进行变化；
[0076]
前述的步骤s3指的是，采用设计扭矩转动所有的第一螺栓12及所有的第二螺栓14；其中，多个第一螺栓12及多个第二螺栓14的顺序可以根据需求进行变化；
[0077]
而对机动车的所有的车门的连接，则可以参照上述的原理，先采用第一预紧扭矩转动对接车身铰链部11及车身的所有车门的第一螺栓12；采用第二预紧扭矩转动对接车门铰链部13及车门的所有车门的第二螺栓14；其中，多个第一螺栓12及多个第二螺栓14的顺序可以根据各个车门的位置及安装需求进行变化。
[0078]
还需要说明的是，预紧扭矩不仅要保证对应连接部分的连接，还要保证连接的两个部分在切向力的作用下能够相对滑动。
[0079]
在采用上述的车门铰链安装方法对车门进行安装的过程中，该车门铰链安装方法能够根据设计扭矩确定第一预紧扭矩及第二预紧扭矩，从而能够根据设计原型对实际的预紧力的大小进行推导计算，进而能够提升车门的匹配质量，并减少车门的返工时，从而能够提高车门的装配效率，并降低车门的装配成本。
[0080]
具体的，请参照图1-图4，在本实施例中，根据设计扭矩确定第一预紧扭矩及第二预紧扭矩的步骤包括：
[0081]
根据设计扭矩确定第一预紧扭矩；
[0082]
确定车身铰链部11受到设计扭矩时的轴向预紧力；
[0083]
根据轴向预紧力确定轴向预紧力对车门铰链部13与第二螺栓14连接处产生的力矩；
[0084]
根据轴向预紧力、力矩、车身铰链部11的尺寸及车门铰链部13的尺寸，确定车门铰链部13的受到的压应力；
[0085]
确定第二预紧扭矩。
[0086]
请参照图1-图4，在本实施例中，根据轴向预紧力确定轴向预紧力对车门铰链部13与第二螺栓14连接处产生的力矩的步骤包括：
[0087]
确定车门铰链部13用于与车门连接的面至用于与螺栓连接的面的距离l2，确定车门铰链部13用于与螺栓连接的面至车门铰链部13与车身铰链部11的转动轴线的距离l3，确定车门铰链部13与车身铰链部11的转动轴线至连接车身铰链部11及车身的螺栓的轴线的距离l7；
[0088]
根据轴向预紧力以及l2、l3和l7计算力矩的公如下：
[0089]
m＝f
p
*(l2 l3 l7)
ꢀꢀꢀ
(1)；
[0090]
其中，m为轴向预紧力对车门铰链部13与第二螺栓14连接处产生的力矩，f
p
为车身铰链部11受到设计扭矩时的轴向预紧力。
[0091]
请参照图1-图4，在本实施例中，根据轴向预紧力、力矩、车身铰链部11的尺寸及车门铰链部13的尺寸，确定车门铰链部13的受到的压应力的步骤包括：
[0092]
确定车门铰链部13的横截面受到的压应力，计算公式如下：
[0093][0094]
根据车门铰链部13的横截面受到的压应力确定车门铰链部13的横截面受到的平均应力，计算公式如下：
[0095][0096]
确定螺帽处的平均压力，计算公式如下：
[0097][0098]
其中，σ为车门铰链部13的横截面受到的压应力，r为车门铰链部13与车身铰链部11转动轴的半径，l4为第二螺栓14的轴线至转动轴的轴线的距离；h为车门铰链部13的高度；d表示第二螺栓14的螺帽直径。
[0099]
请参照图1-图4，在本实施例中，根据设计扭矩确定第一预紧扭矩及第二预紧扭矩的步骤还包括：
[0100]
确定车门铰链部13与车门连接处的摩擦力f1，以及车门铰链部13与螺栓连接处的摩擦力f2；
[0101]
其中，f1 f2≤f
p
。
[0102]
请参照图1-图4，在本实施例中，确定第二预紧扭矩的步骤包括：
[0103]
根据紧固扭矩和轴向预紧力的关系：
[0104][0105]
确定第二预紧扭矩及预紧力，计算公式如下：
[0106][0107][0108]
其中，p表示螺距，μ
th
表示螺纹摩擦系数，μb表示螺栓头部底下的支撑面摩擦系数，d0表示支撑面外径，d2螺纹中径，表示dh螺纹通过的支撑零件的孔径；
[0109]
由于，f1 f2≤f
p
，即：
[0110]
μ1(f
m2
f
σ
) μ2(f
m2
f
′
σ
)≤f
p
ꢀꢀꢀ
(8)；
[0111]
其中，μ1表示车门铰链部13端与车门的摩擦系数，μ2表示车门铰链部13与螺帽的摩擦系数；
[0112]
将公式(3)(4)(5)(6)代入公式(8)，得：
[0113][0114]
其中，m2为第二预紧扭矩，m
设
为设计扭矩。
[0115]
请参照图1-图4，在本实施例中，在采用第一预紧扭矩转动对接车身铰链部11及车身的第一螺栓12的步骤之前，车门铰链安装方法还包括：
[0116]
若车身铰链部11及车门铰链部13分别安装于车身及车门，则安装第一螺栓12及第二螺栓14的扭矩均小于设计扭矩；
[0117]
若车身铰链部11及车门铰链部13分别连接于车身及车门，则松开第一螺栓12及第二螺栓14；或，若铰链在车门安装过程中已提前安装于车身或车门，则松开第一螺栓12或第
二螺栓14。
[0118]
另外，在采用上述的车门铰链安装方法安装车门的过程中，在采用第一预紧扭矩转动对接车身铰链部11及车身的第一螺栓12的步骤之前，车门铰链安装方法还包括：
[0119]
调整车门相对于车身的位置，使其处于预设位置。
[0120]
并且在采用第二预紧扭矩转动对接车门铰链部13及车门的第二螺栓14的步骤之后，车门铰链安装方法还包括：
[0121]
调整车门相对于车身的位置，使其处于设计位置。
[0122]
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。