汽車(chē)尾部靜態(tài)感知尺寸控制方案與應(yīng)用

蘇世棟

（上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司 545007)

0 引言

消費(fèi)者在購(gòu)買(mǎi)汽車(chē)過(guò)程中，會(huì)把汽車(chē)靜態(tài)感知質(zhì)量視為其購(gòu)買(mǎi)與否的重要判斷指標(biāo)。汽車(chē)尾部作為整車(chē)造型可視A面，是影響客戶(hù)視覺(jué)感知最為明顯的區(qū)域之一，其靜態(tài)感知尤為重要。尾部的造型和尺寸感知質(zhì)量的提升會(huì)給客戶(hù)帶來(lái)更直觀(guān)的第一印象。汽車(chē)行李艙蓋區(qū)域各零件之間的尺寸控制是靜態(tài)感知質(zhì)量重要的組成要素，其好壞能夠直接體現(xiàn)出汽車(chē)廠(chǎng)商制造的精度能力及細(xì)節(jié)處理能力[1]。

1 汽車(chē)尾部關(guān)鍵零部件構(gòu)成及裝配流程

汽車(chē)尾部幾個(gè)關(guān)鍵零部件之間的配合，如擾流板與側(cè)圍外板間隙斷差配合；尾燈與側(cè)圍外板間隙斷差配合；行李艙蓋與側(cè)圍外板間隙斷差配合等。汽車(chē)尾部是汽車(chē)制造過(guò)程中需要重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象，具體的零件構(gòu)成及裝配流程如圖1所示。

圖1 汽車(chē)尾部關(guān)鍵零件及其裝配工藝流程

2 汽車(chē)尾部重點(diǎn)控制區(qū)域及其優(yōu)化方向

圖2 汽車(chē)尾部DTS控制重點(diǎn)區(qū)域

汽車(chē)尾部設(shè)計(jì)主要是行李艙蓋、行李艙蓋上的裝飾件及周邊部件（后保險(xiǎn)杠、側(cè)圍和尾燈等）的間隙斷差配合，行李艙蓋及其周邊區(qū)域各零件之間的間隙和斷差匹配的控制是重中之重。 其中，尾燈與后保險(xiǎn)杠配合的區(qū)域是難點(diǎn)，解決好這些區(qū)域的尺寸配合問(wèn)題可以很好地提升汽車(chē)尾部的靜態(tài)感知質(zhì)量。

圖2中由紅線(xiàn)標(biāo)出的位置是某車(chē)型尾部尺寸控制的重點(diǎn)區(qū)域。對(duì)該區(qū)域靜態(tài)尺寸的感知質(zhì)量尤為重要，是作為客戶(hù)視覺(jué)效果的可視A區(qū)[2]。

影響汽車(chē)尾部尺寸精度控制的因素有很多，主要包括零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、各個(gè)零件的搭接狀態(tài)、裝配工藝和零件定位設(shè)計(jì)等。

本文從以下幾方面介紹尺寸工程的控制方案與應(yīng)用。

（1）尾燈（車(chē)身側(cè)&行李艙蓋側(cè)）定位方案結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

（2）后保險(xiǎn)杠安裝支架結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

（3）側(cè)圍外板與D柱焊接夾具優(yōu)化。

2.1 尾燈定位方案結(jié)構(gòu)優(yōu)化

為了美觀(guān)，大多數(shù)尾燈設(shè)計(jì)為A/B燈模式，即車(chē)身側(cè)尾燈與行李艙蓋側(cè)尾燈，我們對(duì)不同的A/B燈定位結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，以達(dá)到優(yōu)化的效果。

2.1.1 尾燈（車(chē)身側(cè)）定位結(jié)構(gòu)優(yōu)化

尾燈（車(chē)身側(cè)）延伸到側(cè)圍部分一般會(huì)有個(gè)Z向定位，以保證尾燈與側(cè)圍外板上下端Z向間隙。如圖3所示，尾燈（車(chē)身側(cè)）前端定位點(diǎn)可以做在D柱處（方案一）或做在側(cè)圍外板上（方案二）。對(duì)比方案一與方案二，尾燈定位孔在D柱處需要通過(guò)工裝夾具焊接在一起，尺寸鏈更長(zhǎng)了；而在側(cè)圍外板上通過(guò)沖壓模具控制尺寸，精度更高也更穩(wěn)定。

圖3 尾燈（車(chē)身側(cè)）前端定位點(diǎn)優(yōu)化

圖4 尾燈（車(chē)身側(cè)）前端定位點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)比

圖5 尾燈（行李艙蓋側(cè)）定位方案優(yōu)化

兩種不同結(jié)構(gòu)的對(duì)比數(shù)據(jù)如圖4所示，兩種方案在量產(chǎn)車(chē)型不同的尾燈定位孔位置偏差狀況，第二種方案的6倍標(biāo)準(zhǔn)差（6σ）更小，即偏差小，數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定。因此，在沖壓成型沒(méi)有問(wèn)題的情況下采用方案二可以提升尾燈與側(cè)圍外板匹配精度和穩(wěn)定性[3]。

2.1.2 尾燈（行李艙蓋側(cè)）定位結(jié)構(gòu)優(yōu)化

行李艙蓋處尾燈通常被行李艙蓋外飾板包裹，主要關(guān)注點(diǎn)為尾燈（行李艙蓋側(cè)）與尾燈（車(chē)身側(cè)）的間隙斷差匹配和尾燈（行李艙蓋側(cè)）與行李艙蓋外裝飾板的間隙斷差匹配問(wèn)題。尾燈（行李艙蓋側(cè)）常規(guī)定位是在行李艙蓋上，再此我們優(yōu)化定位方案如圖5所示，將基準(zhǔn)定位在行李艙蓋外裝飾板上。

我們通過(guò)對(duì)比兩種結(jié)構(gòu)尾燈（行李艙蓋側(cè)）與尾燈（車(chē)身側(cè)）尺寸鏈如表1和表2所示，其公差帶累計(jì)結(jié)果差異不大。但是尾燈（行李艙蓋側(cè)）與行李艙蓋外裝飾板間一般設(shè)計(jì)為小間隙，對(duì)尺寸公差累計(jì)更敏感，且裝配過(guò)程中更容易造成干涉、刮漆等問(wèn)題。為保證尾燈（行李艙蓋側(cè)）與行李艙蓋外飾板匹配良好，將尾燈直接裝配在外飾板上，使尺寸鏈更短，尺寸更好控制。

表1 方案一尺寸鏈分析

表2 方案二尺寸鏈分析

2.2 后保險(xiǎn)杠安裝支架結(jié)構(gòu)優(yōu)化

后保險(xiǎn)杠安裝支架采用細(xì)長(zhǎng)型，第一裝配方向在一細(xì)長(zhǎng)線(xiàn)上容易繞著長(zhǎng)條型方向翻轉(zhuǎn)，裝配時(shí)容易擺動(dòng)，影響裝配方向精度，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定導(dǎo)致后保險(xiǎn)杠與側(cè)圍外板出現(xiàn)間隙斷差超差問(wèn)題。為了改進(jìn)穩(wěn)定性差的問(wèn)題我們更改后保險(xiǎn)杠安裝支架為"T"型結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可在裝配過(guò)程中防止零件轉(zhuǎn)動(dòng)引起的型面波動(dòng)[4]（圖6）。

圖6 后保險(xiǎn)杠安裝支架結(jié)構(gòu)優(yōu)化

為了驗(yàn)證結(jié)構(gòu)改進(jìn)后尺寸偏差狀態(tài)，我們?cè)赩isVSA尺寸偏差軟件中建立后保險(xiǎn)杠安裝支架偏差分析模型，通過(guò)軟件計(jì)算得出后保險(xiǎn)杠安裝支架尺寸偏差并進(jìn)行對(duì)比。對(duì)比結(jié)果表明，細(xì)長(zhǎng)型結(jié)構(gòu)后保險(xiǎn)杠安裝支架結(jié)果超差大，6σ偏大，不穩(wěn)定；"T"型結(jié)構(gòu)后保險(xiǎn)杠安裝支架結(jié)果不超差，6σ比較小，結(jié)果穩(wěn)定。改進(jìn)后的后保險(xiǎn)杠安裝支架結(jié)構(gòu)可以更好的保證后保險(xiǎn)杠與側(cè)圍外板的間隙段差穩(wěn)定性，提升兩者配合的靜態(tài)尺寸感知質(zhì)量。

2.3 側(cè)圍外板與D柱工裝夾具優(yōu)化

側(cè)圍外板與D柱焊接時(shí)Y向尺寸波動(dòng)很容易引起擾流板與側(cè)圍外板的斷差匹配問(wèn)題，為了保證側(cè)圍外板與D柱的相對(duì)距離，我們?cè)贒柱與側(cè)圍外板焊接時(shí)通過(guò)焊接夾具的優(yōu)化來(lái)抑制問(wèn)題的發(fā)生，后側(cè)圍尾部焊接夾具布置如圖7所示。在關(guān)鍵匹配尖角處必須布置相應(yīng)的基準(zhǔn)和夾頭，以此控制D柱和側(cè)圍外板的Y向相對(duì)距離，保證Y向的尺寸穩(wěn)定性。

圖7 后側(cè)圍尾部焊接夾具布置

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)某汽車(chē)尾部關(guān)鍵零部件的定位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，以及焊接夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，達(dá)到提升尾部配合精度和車(chē)輛尾部靜態(tài)尺寸感知質(zhì)量的目的，此方法已經(jīng)在不同的車(chē)型上得到驗(yàn)證。

無(wú)論是整車(chē)關(guān)鍵零部件定位結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案設(shè)計(jì)，還是焊接工裝夾具定位策略的設(shè)計(jì)優(yōu)化，都要遵守控制各零部件尺寸精度的原則。在此基礎(chǔ)上，還要充分考慮定位的結(jié)構(gòu)對(duì)設(shè)計(jì)及其他工藝性的影響，進(jìn)而達(dá)到更好的控制尺寸精度。