一种汽车球铰旋铆敛缝铆接高度的设计方法

摘要

本发明涉及汽车球铰设计技术领域，提供了一种汽车球铰旋铆敛缝铆接高度的设计方法，汽车球铰包括球销、球销座、球销套和底板，球销套设有铆接基准面和止口台阶，底板顶面与止口台阶之间形成有压痕。本发明通过对汽车球铰的铆接高度H进行初步计算，实现优化汽车球铰的匹配设计，并在汽车球铰装配过程中，通过控制铆接高度H，进而达到控制汽车球铰力矩、位移及气密性等重要性能的目的，避免气密性差的球铰产品流出到终端客户，造成球铰产品早期失效的风险。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车球铰设计技术领域，具体而言，涉及一种汽车球铰旋铆敛缝铆接高度的设计方法。

背景技术

汽车球铰的铆接高度(即底板的底面与球销套铆接基准面的距离)是影响球铰力矩、位移以及铆缝气密性的重要参数。目前旋铆类球铰的铆接高度，没有做过研究和充分验证，也没有明确的标准规定，量产过程中如果仅通过即铆即测力矩和位移抽检来控制，容易将气密性差的产品流出到终端客户，造成产品早期失效。

申请内容

本发明的目的在于提供一种汽车球铰旋铆敛缝铆接高度的设计方法，其通过对汽车球铰的铆接高度H进行初步计算，实现优化汽车球铰的匹配设计，并在汽车球铰装配过程中，通过控制铆接高度H，进而达到控制汽车球铰力矩、位移及气密性等重要性能的目的，避免目前气密性差的球铰产品流出到终端客户。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

一种汽车球铰旋铆敛缝铆接高度的设计方法，所述汽车球铰包括球销、球销座、球销套和底板，所述球销套设有铆接基准面和止口台阶，所述底板顶面与所述止口台阶之间形成有压痕，包括以下步骤：

S1.确定所述压痕的深度H

S2.根据步骤S1确定的H

可选的，步骤S2中计算所述铆接高度H的公式为：H＝H

可选的，在所述步骤S2后还包括步骤：

S3.确定所述汽车球铰的匹配设计参数；

其中，所述球销与所述球销座之间、所述球销座与所述球销套之间的径向配合采用间隙为λ的间隙配合，且所述汽车球铰的匹配设计参数满足以下公式：

E-C-2D＝λ，其中，E为所述球销套的内直径，C为球销的球径，D为球销座的径向名义厚度。

可选的，所述汽车球铰的匹配设计参数还包括球销套的球心高度F

可选的，在所述步骤S3后还包括步骤：

S4.对所述汽车球铰进行径向极限匹配验证。

可选的，步骤S4还包括：确定所述球销的球径C以及球销套的内直径E的公差；

其中，所述径向极限匹配验证包括：以所述球销的球径C的最小值配合所述球销套的内直径E的最大值进行径向松配合验证；以所述球销的球径C的最大值配合所述球销套的内直径E的最小值进行径向紧配合验证。

可选的，所述底板的材料硬度小于所述止口台阶的材料硬度。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

本发明设计合理，通过对汽车球铰的铆接高度H进行初步计算，实现优化汽车球铰的匹配设计，并在汽车球铰装配过程中，通过控制铆接高度H，进而达到控制汽车球铰力矩、位移及气密性等重要性能的目的，避免气密性差的球铰产品流出到终端客户，造成球铰产品早期失效的风险。

附图说明

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。

图1为本发明实施例提供的汽车球铰的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的汽车球铰尺寸链的标示示意图；

图3为图2中A处的放大图；

图4为本发明实施例提供的汽车球铰匹配设计参数的标示示意图。

图标：1-球销，2-球销座，3-球销套，4-底板，5-铆接基准面，6-止口台阶。

具体实施方式

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。

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。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该申请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。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

考虑到现有技术中没有对旋铆类汽车球铰的铆接高度H做过相应的研究和验证，经发明人反复的研究后发现，汽车球铰的铆接高度H和铆接基准面5与止口台阶6之间的高度H

具体地，请参照图1、图2和图3，一种汽车球铰旋铆敛缝铆接高度的设计方法，汽车球铰包括球销1、球销座2、球销套3和底板4，球销套3设有铆接基准面5和止口台阶6，底板4设于球销套3内部，且底板4的顶面与止口台阶6的底面接触，使得底板4顶面与止口台阶6之间形成有压痕，在本实施例中，底板4的材料硬度小于止口台阶6的材料硬度，使得压痕体现在底板4上；计算铆接高度H包括以下步骤：

S1.确定压痕的深度H

S2.根据步骤S1确定的H

需要说明的是，在上述汽车球铰的轴向尺寸链模型中：铆接高度H为减环，压痕的深度H

通常情况，在压痕的深度H

其中，上述步骤S2中计算铆接高度H的公式为：H＝H

H

同理，H

也就是说，本实施例中，当汽车球铰的铆接高度H处于：17.68mm≤H≤17.82mm的范围内时，能够保证汽车球铰在旋铆敛缝后的气密性满足要求。

此外，在保证了汽车球铰旋铆敛缝后的气密性的基础上，还需要保证汽车球铰的力矩、位移等性能满足要求。因此，参照图4，在步骤S2后还包括步骤：

S3.确定汽车球铰的匹配设计参数，从而使得汽车球铰的力矩、位移等性能满足要求；

考虑到在汽车球铰的铆接高度H满足上述计算得到的值的基础上，汽车球铰的力矩主要由球销1、球销座2、球销套3和底板4轴向挤压产生的球面副摩擦力矩组成，而上述压痕的深度H

其中，球销1与球销座2之间、球销座2与球销套3之间的径向配合采用间隙为λ的间隙配合，且汽车球铰的匹配设计参数满足以下公式：

E-C-2D＝λ，其中，E为球销套3的内直径，C为球销1的球径，D为球销座2的径向名义厚度。

在本实施例中，上述的间隙λ为0.02mm，从而避免球销1、球销座2和球销套3装配至球心一致时径向过盈太大导致旋铆后汽车球铰力矩较差。

此外，除了上述匹配设计参数外，汽车球铰的匹配设计参数还包括球销套3的球心高度F

通过上述设置，实现在汽车球铰所得到的匹配设计参数满足计算得到的铆接高度H的基础上，能够使得汽车球铰的力矩和位移性能同样满足要求。

在本实施例中，根据实际测量得到球销座2的径向名义厚度D为1.62mm，球销1的球径C为23.81mm，则球销套3的内直径E为27.09mm；此外，球销座2的球心高F

此外，为了验证在极限匹配条件下，根据上述计算得到的铆接高度H设计的汽车球铰的力矩和位移性能满足要求。在步骤S3后还包括步骤：

S4.对汽车球铰进行径向极限匹配验证。

同时，步骤S4还包括：确定球销1的球径C以及球销套3的内直径E的公差；在本实施例中，上述球销1的球径C的公差为±0.015mm，而球销套3的内直径E的公差为±0.02mm。

其中，径向极限匹配验证包括：以球销1的球径C的最小值配合球销套3的内直径E的最大值进行径向松配合验证；以球销1的球径C的最大值配合球销套3的内直径E的最小值进行径向紧配合验证。

通过将汽车球铰样件进行径向极限匹配验证，得到相关验证结果如下表1所示。

表1汽车球铰径向极限匹配验证结果表

由上述径向极限匹配验证结果可以看出，汽车球铰在径向松配合和径向紧配合条件下验证得到的工作力矩、位移均满足性能要求，说明汽车球铰在极限配合尺寸条件下，基于理论计算的铆接高度H使得汽车球铰性能是合格的，验证了上述铆接高度H的计算方法和匹配设计参数的计算方法均是有效的。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。