徐亞楠，班正逸，盧秉德

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

基于CAS的車門內(nèi)把手可行性分析

徐亞楠，班正逸，盧秉德

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章論述了基于CAS進(jìn)行的車門內(nèi)把手可行性分析的方法，通過可行性分析可以判斷CAS能否滿足機(jī)械設(shè)計(jì)要求。文章以某車型的內(nèi)把手CAS為例，詳細(xì)說明了內(nèi)把手可行性分析的過程。

車門內(nèi)把手；CAS；可行性分析

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.09.021

CLC NO.: U463.9 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)09-59-04

引言

隨著人們對(duì)汽車內(nèi)飾造型流暢美觀動(dòng)感的要求日益提高，現(xiàn)代汽車內(nèi)飾造型越來越炫麗漂亮。然而漂亮的內(nèi)飾造型能否滿足零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，是每個(gè)汽車設(shè)計(jì)工程師最關(guān)心的問題。

車門內(nèi)把手作為汽車內(nèi)飾的一部分，其造型不但直接影響著整個(gè)內(nèi)飾的視覺效果，車門內(nèi)把手更是作為一個(gè)功能件被客戶頻繁使用。所以車門內(nèi)把手不僅要造型美觀，其功能也必須滿足企業(yè)內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)要求。本文將介紹在車門內(nèi)把手CAS階段，如何判斷CAS是否滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。

1、相關(guān)術(shù)語定義及可行性分析原理

1.1相關(guān)術(shù)語定義

車門內(nèi)把手：車門內(nèi)把手主要用于操控車門的開啟和車門關(guān)閉后閉鎖。一般通過拉絲和車門鎖體連接，車內(nèi)成員通過內(nèi)把手可以從車內(nèi)開啟車門，也可以在車門關(guān)閉后，通過內(nèi)把手實(shí)現(xiàn)門鎖的閉鎖功能。

CAS：CAS全稱是Concept A Surface，中文名稱是前期外表面數(shù)模，指在汽車設(shè)計(jì)中用于表達(dá)造型意圖且體現(xiàn)一定工程信息的三維數(shù)字模型。

1.2可行性分析原理

基于內(nèi)把手CAS進(jìn)行關(guān)鍵部位的數(shù)據(jù)制作，如果能通過已有的CAS將所需結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)制作實(shí)現(xiàn)，則說明CAS是滿足內(nèi)把手機(jī)械工程需求的。如果實(shí)現(xiàn)不了所需結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)制作或是不滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，則說明CAS是不符合要求的，需要在現(xiàn)有的CAS上進(jìn)行優(yōu)化。

2、可行性分析過程

可行性分析一般分為四步：首先是內(nèi)把手的人機(jī)工程校核，其次是內(nèi)把手的法規(guī)要求確認(rèn)，然后是內(nèi)把手關(guān)鍵部位斷面制作，最后是內(nèi)把手的運(yùn)動(dòng)校核。其中內(nèi)把手關(guān)鍵部位的斷面制作是整個(gè)分析過程中的關(guān)鍵步驟。

2.1內(nèi)把手的人機(jī)工程校核

內(nèi)把手人機(jī)校核操作范圍需在以下范圍內(nèi)：X方向：[Rx-550,Rx-250] (上端)；[Rx-450,Rx-250] (下端)；Z方向：[Rz+100,Rz+350]；其中Rx為R點(diǎn)X向坐標(biāo)值，Rz為R點(diǎn)Z向坐標(biāo)值，如圖1所示。

內(nèi)開手柄可手握端要求≥44mm；開啟手柄尾端到把手底座的操作空間要求≥10mm，如圖2所示。

內(nèi)開手柄到基座的距離需≥25mm（受空間限制最低要求21mm）；開啟手柄與底座Z向空間要求≥37mm，如圖3所示。

2.2內(nèi)把手CAS的法規(guī)要求確認(rèn)

滿足 GB11552內(nèi)部凸出物要求：構(gòu)件表面的邊緣應(yīng)倒圓，其曲率半徑要求R≥3.2mm。

2.3內(nèi)把手關(guān)鍵部位的斷面制作

內(nèi)把手關(guān)鍵部位的斷面總共有4個(gè)：1、旋轉(zhuǎn)軸處2、內(nèi)開手柄處 3、鎖止按鈕處 4、內(nèi)把手與鈑金固定處，如圖 4所示。

如何基于車門內(nèi)把手 CAS進(jìn)行內(nèi)把手?jǐn)嗝娴闹谱魇强尚行苑治龅暮诵模旅婢痛诉^程進(jìn)行詳解：

（1）首先確認(rèn)內(nèi)把手的拔模方向：內(nèi)把手周圈分縫線提取，并在各自分縫線上取多點(diǎn)（等分選取或隨機(jī)選取），通過以上各點(diǎn)作平面a（此平面到各點(diǎn)之間的距離和最小），此平面的法向即為內(nèi)把手拔模方向。

（2）確定旋轉(zhuǎn)軸線所在平面位置：以上平面a偏置9mm得平面 b（軸線布置、校核的推薦深度，后期由于造型原因也可調(diào)整）。

（3）內(nèi)把手造型推薦設(shè)定（CAS后期修改方向）：以平面b為基準(zhǔn)做草圖A，提取CAS上的可沿用線特征（圖中黃線）后投影到草圖A上，根據(jù)人機(jī)工程要求，制作內(nèi)把手推薦造型。

以下為制作內(nèi)把手推薦造型過程需考慮的人機(jī)工程要求（部分為數(shù)值為經(jīng)驗(yàn)值），據(jù)此要求便可得出部分內(nèi)把手造型修改的方向。

（4）旋轉(zhuǎn)軸處的斷面制作。旋轉(zhuǎn)軸處的斷面制作要點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：

1)為了滿足內(nèi)部凸出物接觸區(qū)域圓角要求大于等于3.2mm，圓角可按3.5mm設(shè)定，保證視線外觀效果，擋視內(nèi)部圓角可設(shè)為0.5～1mm。具體作法如下：

2)考慮旋轉(zhuǎn)軸受力、強(qiáng)度等要求，旋轉(zhuǎn)軸安裝部位一般進(jìn)行特征加厚，這樣會(huì)造成部件表面或特征產(chǎn)生縮痕（電鍍件時(shí)需尤為關(guān)注），因此需對(duì)加厚區(qū)域進(jìn)行抽芯減料處理。如下圖：

3)為了減小開啟手柄、旋鈕時(shí)相互間的摩擦，間隙減少接觸面積，具體特征如下：

4)彈簧安裝做法：彈簧直徑 1.5～1.6mm，彈簧中心徑15mm（多種選擇），靠近內(nèi)把手外型面端與軸線相切，彈簧一圈之間間隙 0.2mm，上下端彈簧圈沿旋轉(zhuǎn)軸向串移1～2mm：

（5）開啟手柄斷面斷面設(shè)計(jì)（與旋轉(zhuǎn)軸線垂直），相關(guān)要求如下：

1)手柄、基座配合處圓角可加大為 R7，方便旋轉(zhuǎn)；（對(duì)稱、運(yùn)動(dòng)包絡(luò)、視覺美觀問題）為保證視線外觀效果，擋視內(nèi)部圓角可設(shè)為0.5～1mm。具體作法如下：

2)基座增加擋視特征結(jié)構(gòu)，擋視特征根部寬度一般設(shè)為小于一半基座料厚，以防止根部縮印，擋視高度受成型性影響一般低于10mm，深度受擋視效果及運(yùn)動(dòng)空間限制設(shè)定。

3)手柄開啟角度設(shè)定一般在 40°～50°（綜合考慮手柄長短設(shè)定）。

4)手柄操作旋轉(zhuǎn)臂初始態(tài)位置設(shè)定最優(yōu)化設(shè)計(jì)為：初始態(tài)中心點(diǎn)沿法向均分（拉絲受力好、摩擦小、損耗少、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等）；保證強(qiáng)度，卡接拉絲/拉桿處壁厚最小保證3mm以上。

5)手柄操作臂與鈑金運(yùn)動(dòng)間隙最小大于3mm以上，手柄操作手部深入空間深度建議大于 25mm（現(xiàn)代、日產(chǎn)推薦大于21mm）。

6)手柄結(jié)合外觀、操作及成型要求，合模線一般設(shè)在圓角根部或圓角根部0.5mm以下。

7)手柄尾端過關(guān)3mm時(shí)與基座間隙在1mm以上。

（6）鎖止按鈕斷面設(shè)計(jì)（與旋轉(zhuǎn)軸線垂直），相關(guān)要求如下：

1)鎖止旋鈕操作位置斜度/深度需校核手指操作接觸感，標(biāo)桿、其它車型參考對(duì)比，快速樣件驗(yàn)證。

2)鎖止旋鈕操作接觸感也可通過在操作位置增加凸起結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。

3)鎖止旋鈕開啟角度推薦設(shè)定在45～55°（現(xiàn)代），便于解鎖狀態(tài)看清警示標(biāo)貼。

4)鎖止旋鈕斷面需指示出警示標(biāo)貼位置，一般深度在0.2～0.3mm，寬度、高度依據(jù)實(shí)際位置設(shè)定，一般為6×10。

（6）安裝點(diǎn)斷面設(shè)計(jì)（與旋轉(zhuǎn)軸線垂直），相關(guān)要點(diǎn)如下

1)手柄下圖所示位置綠線下斜(造型相關(guān))，紅色線條所示區(qū)域操作時(shí)增強(qiáng)接觸感，與基準(zhǔn)料厚面偏差推薦1.5～2mm。

2)螺釘安裝點(diǎn)的布置要求考慮工具的安裝方便性。圖示尺寸要求(工具直徑/2)mm以上，如工具直徑為12mm，則要求此值大于6mm。

以上4個(gè)斷面在制作過程中，需要考慮內(nèi)把手自身配合關(guān)系以及內(nèi)把手與內(nèi)飾板的配合關(guān)系，同時(shí)還需要考慮內(nèi)把手的生產(chǎn)工藝。由于需要考慮的因素比較多，所以在整個(gè)可行性分析過程中要特別關(guān)注。

2.4內(nèi)把手的內(nèi)開手柄及鎖止按鈕運(yùn)動(dòng)校核

在以上檢查都滿足的情況下，需運(yùn)動(dòng)校核內(nèi)開手柄及鎖止按鈕在開啟過程中是否與周邊件干涉。若存在干涉現(xiàn)象，需考慮從車門內(nèi)把手結(jié)構(gòu)上是否可以優(yōu)化。在圖21中，紅圈內(nèi)的位置容易發(fā)生干涉問題，需要重點(diǎn)檢查。

3、結(jié)論

由于每個(gè)車門內(nèi)把手CAS造型不同，所以在可行性分析過程中可能存在差異，但基本原理是相同的。在可行性分析的過程中，若發(fā)現(xiàn)車門內(nèi)把手CAS不滿足分析需求的時(shí)候，需要做以下兩步分析：一是能否通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案解決問題；二是怎樣修改內(nèi)把手CAS解決問題?；贑AS的內(nèi)把手可行性分析旨在造型初期發(fā)現(xiàn)問題，提出造型優(yōu)化方案。避免內(nèi)把手在后期數(shù)據(jù)制作時(shí)出現(xiàn)問題，再來修改內(nèi)把手造型。

[1] 劉鴻文.材料力學(xué)第5版[M].北京:高等教育出版社,2011.

[2] 李敬.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2011.

[3] 陸江天.GB11552乘用車內(nèi)部凸出物要求,1993.

The Feasibility Analysis of Insider Door Handle Based on CAS

Xu Ya’nan, Ban Zhengyi, Lu Bingde
( AnHui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

This paper discusses the way of feasibility analysis of insider door handle that based on CAS. We can know whether CAS settle for request of mechanical engineering by feasibility analysis. The article give an example to show the process of feasibility analysis.

Insider Door handle; CAS; feasibility analysis

U463.9

A

1671-7988（2015）09-59-04

徐亞楠，二級(jí)工程師，就職于安徽江淮汽車技術(shù)中心，主要負(fù)責(zé)車門門鎖系統(tǒng)（包括車門內(nèi)外把手）的設(shè)計(jì)研發(fā)。