基于CAS的车门内把手可行性分析

徐亚楠，班正逸，卢秉德

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

基于CAS的车门内把手可行性分析

徐亚楠，班正逸，卢秉德

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章论述了基于CAS进行的车门内把手可行性分析的方法，通过可行性分析可以判断CAS能否满足机械设计要求。文章以某车型的内把手CAS为例，详细说明了内把手可行性分析的过程。

车门内把手；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

随着人们对汽车内饰造型流畅美观动感的要求日益提高，现代汽车内饰造型越来越炫丽漂亮。然而漂亮的内饰造型能否满足零部件的结构设计要求，是每个汽车设计工程师最关心的问题。

车门内把手作为汽车内饰的一部分，其造型不但直接影响着整个内饰的视觉效果，车门内把手更是作为一个功能件被客户频繁使用。所以车门内把手不仅要造型美观，其功能也必须满足企业内部的标准要求。本文将介绍在车门内把手CAS阶段，如何判断CAS是否满足结构设计的要求。

1、相关术语定义及可行性分析原理

1.1相关术语定义

车门内把手：车门内把手主要用于操控车门的开启和车门关闭后闭锁。一般通过拉丝和车门锁体连接，车内成员通过内把手可以从车内开启车门，也可以在车门关闭后，通过内把手实现门锁的闭锁功能。

CAS：CAS全称是Concept A Surface，中文名称是前期外表面数模，指在汽车设计中用于表达造型意图且体现一定工程信息的三维数字模型。

1.2可行性分析原理

基于内把手CAS进行关键部位的数据制作，如果能通过已有的CAS将所需结构数据制作实现，则说明CAS是满足内把手机械工程需求的。如果实现不了所需结构的数据制作或是不满足相关标准的要求，则说明CAS是不符合要求的，需要在现有的CAS上进行优化。

2、可行性分析过程

可行性分析一般分为四步：首先是内把手的人机工程校核，其次是内把手的法规要求确认，然后是内把手关键部位断面制作，最后是内把手的运动校核。其中内把手关键部位的断面制作是整个分析过程中的关键步骤。

2.1内把手的人机工程校核

内把手人机校核操作范围需在以下范围内：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为R点X向坐标值，Rz为R点Z向坐标值，如图1所示。

内开手柄可手握端要求≥44mm；开启手柄尾端到把手底座的操作空间要求≥10mm，如图2所示。

内开手柄到基座的距离需≥25mm（受空间限制最低要求21mm）；开启手柄与底座Z向空间要求≥37mm，如图3所示。

2.2内把手CAS的法规要求确认

满足 GB11552内部凸出物要求：构件表面的边缘应倒圆，其曲率半径要求R≥3.2mm。

2.3内把手关键部位的断面制作

内把手关键部位的断面总共有4个：1、旋转轴处2、内开手柄处 3、锁止按钮处 4、内把手与钣金固定处，如图 4所示。

如何基于车门内把手 CAS进行内把手断面的制作是可行性分析的核心，下面就此过程进行详解：

（1）首先确认内把手的拔模方向：内把手周圈分缝线提取，并在各自分缝线上取多点（等分选取或随机选取），通过以上各点作平面a（此平面到各点之间的距离和最小），此平面的法向即为内把手拔模方向。

（2）确定旋转轴线所在平面位置：以上平面a偏置9mm得平面 b（轴线布置、校核的推荐深度，后期由于造型原因也可调整）。

（3）内把手造型推荐设定（CAS后期修改方向）：以平面b为基准做草图A，提取CAS上的可沿用线特征（图中黄线）后投影到草图A上，根据人机工程要求，制作内把手推荐造型。

以下为制作内把手推荐造型过程需考虑的人机工程要求（部分为数值为经验值），据此要求便可得出部分内把手造型修改的方向。

（4）旋转轴处的断面制作。旋转轴处的断面制作要点有以下几点：

1)为了满足内部凸出物接触区域圆角要求大于等于3.2mm，圆角可按3.5mm设定，保证视线外观效果，挡视内部圆角可设为0.5～1mm。具体作法如下：

2)考虑旋转轴受力、强度等要求，旋转轴安装部位一般进行特征加厚，这样会造成部件表面或特征产生缩痕（电镀件时需尤为关注），因此需对加厚区域进行抽芯减料处理。如下图：

3)为了减小开启手柄、旋钮时相互间的摩擦，间隙减少接触面积，具体特征如下：

4)弹簧安装做法：弹簧直径 1.5～1.6mm，弹簧中心径15mm（多种选择），靠近内把手外型面端与轴线相切，弹簧一圈之间间隙 0.2mm，上下端弹簧圈沿旋转轴向串移1～2mm：

（5）开启手柄断面断面设计（与旋转轴线垂直），相关要求如下：

1)手柄、基座配合处圆角可加大为 R7，方便旋转；（对称、运动包络、视觉美观问题）为保证视线外观效果，挡视内部圆角可设为0.5～1mm。具体作法如下：

2)基座增加挡视特征结构，挡视特征根部宽度一般设为小于一半基座料厚，以防止根部缩印，挡视高度受成型性影响一般低于10mm，深度受挡视效果及运动空间限制设定。

3)手柄开启角度设定一般在 40°～50°（综合考虑手柄长短设定）。

4)手柄操作旋转臂初始态位置设定最优化设计为：初始态中心点沿法向均分（拉丝受力好、摩擦小、损耗少、结构优化等）；保证强度，卡接拉丝/拉杆处壁厚最小保证3mm以上。

5)手柄操作臂与钣金运动间隙最小大于3mm以上，手柄操作手部深入空间深度建议大于 25mm（现代、日产推荐大于21mm）。

6)手柄结合外观、操作及成型要求，合模线一般设在圆角根部或圆角根部0.5mm以下。

7)手柄尾端过关3mm时与基座间隙在1mm以上。

（6）锁止按钮断面设计（与旋转轴线垂直），相关要求如下：

1)锁止旋钮操作位置斜度/深度需校核手指操作接触感，标杆、其它车型参考对比，快速样件验证。

2)锁止旋钮操作接触感也可通过在操作位置增加凸起结构实现。

3)锁止旋钮开启角度推荐设定在45～55°（现代），便于解锁状态看清警示标贴。

4)锁止旋钮断面需指示出警示标贴位置，一般深度在0.2～0.3mm，宽度、高度依据实际位置设定，一般为6×10。

（6）安装点断面设计（与旋转轴线垂直），相关要点如下

1)手柄下图所示位置绿线下斜(造型相关)，红色线条所示区域操作时增强接触感，与基准料厚面偏差推荐1.5～2mm。

2)螺钉安装点的布置要求考虑工具的安装方便性。图示尺寸要求(工具直径/2)mm以上，如工具直径为12mm，则要求此值大于6mm。

以上4个断面在制作过程中，需要考虑内把手自身配合关系以及内把手与内饰板的配合关系，同时还需要考虑内把手的生产工艺。由于需要考虑的因素比较多，所以在整个可行性分析过程中要特别关注。

2.4内把手的内开手柄及锁止按钮运动校核

在以上检查都满足的情况下，需运动校核内开手柄及锁止按钮在开启过程中是否与周边件干涉。若存在干涉现象，需考虑从车门内把手结构上是否可以优化。在图21中，红圈内的位置容易发生干涉问题，需要重点检查。

3、结论

由于每个车门内把手CAS造型不同，所以在可行性分析过程中可能存在差异，但基本原理是相同的。在可行性分析的过程中，若发现车门内把手CAS不满足分析需求的时候，需要做以下两步分析：一是能否通过优化结构方案解决问题；二是怎样修改内把手CAS解决问题。基于CAS的内把手可行性分析旨在造型初期发现问题，提出造型优化方案。避免内把手在后期数据制作时出现问题，再来修改内把手造型。

[1] 刘鸿文.材料力学第5版[M].北京:高等教育出版社,2011.

[2] 李敬.机械设计基础[M].北京:电子工业出版社,2011.

[3] 陆江天.GB11552乘用车内部凸出物要求,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

徐亚楠，二级工程师，就职于安徽江淮汽车技术中心，主要负责车门门锁系统（包括车门内外把手）的设计研发。