基于尺寸控制的關(guān)門聲品質(zhì)優(yōu)化

汪珊 張峰

摘 要：對(duì)于高檔汽車而言，車門關(guān)門聲品質(zhì)是質(zhì)量控制的第一要素，直接影響客戶的主觀評(píng)價(jià)。車門關(guān)門的聲品質(zhì)包括二個(gè)方向的測(cè)試方法，一種是在車廂內(nèi)關(guān)門，一種是在車門外關(guān)門。某車型在車門外開關(guān)門過程中，車門外后視鏡有明顯的摩擦異響。本文針對(duì)該異響做深入的問題分析，提出解決方案并在實(shí)車上進(jìn)行驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：關(guān)門聲品質(zhì);尺寸;主觀評(píng)價(jià);后視鏡

0 前言

整車的關(guān)門聲品質(zhì)是給客戶最深刻的第一印象，聲品質(zhì)的好壞直接影響客戶的滿意度。某車型在試裝階段考核過程中，在安靜的考核環(huán)境下，在車外可以聽到明顯的摩擦噪音，該噪音是客戶不能夠接受的問題，通過批量測(cè)試發(fā)現(xiàn)，該摩擦噪音缺陷率達(dá)到20%左右，該問題成為某車型爬坡階段的重要難題，直接影響批量生產(chǎn)。

1 噪音的根本原因分析

1.1 噪音源的結(jié)構(gòu)狀態(tài)

據(jù)初步分析，該噪音異響源來自后視鏡區(qū)域，首先分析一下后視鏡區(qū)域的結(jié)構(gòu)特征，后視鏡區(qū)域主要由以下幾個(gè)結(jié)構(gòu)件組成，后視鏡、外水切、車門及門框?qū)Р?，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示：

1.2 后視鏡噪音異響源的識(shí)別

篩選排查發(fā)現(xiàn)，所有的異響車輛都有一個(gè)共同特點(diǎn)，即后視鏡與外水切間存在干涉現(xiàn)象。對(duì)異響車輛進(jìn)行重新裝配處理，保證后視鏡與外水切之間的間隙，發(fā)現(xiàn)一旦間隙存在便會(huì)異響消除，如圖2所示。可以斷定，該異響的來源是后視鏡基座與外水切表面涂層摩擦所致。

研究發(fā)現(xiàn)后視鏡基座材料是PP塑料而外水切表層一種是鍍鉻涂層，一種是黑色水基涂層。無論這兩種涂層，都存在與塑料件摩擦異響的問題。然而，后視鏡與外水切間是設(shè)計(jì)有一理論間隙，前后間隙中值有所不同，如圖3所示，前部間隙中值是1.5mm，后部間隙中值是1.8mm。

2 關(guān)門異響的根本原因分析

根據(jù)設(shè)計(jì)理念，該處間隙在合理范圍內(nèi)是不應(yīng)該有摩擦出現(xiàn)，為什么在該區(qū)域裝車后出現(xiàn)干涉，需要從尺寸鏈的角度進(jìn)行分析。采用頭腦風(fēng)暴的方法，將所有的可能的因素列出來，處理過程中，在Minitab中運(yùn)用了魚骨圖法對(duì)問題進(jìn)行歸類處理，如圖4所示。根據(jù)初步排查篩選，從15個(gè)因素中，取出權(quán)重最重幾個(gè)因子進(jìn)行深入分析。

2.1 交叉試驗(yàn)找出主要的影響因素

目前從零件的角度可以做的選項(xiàng)就是對(duì)后視鏡、外水切及門框?qū)Р墼诤密嚭蛪能嚿线M(jìn)行交叉。外水切雖然能夠進(jìn)行交叉試驗(yàn)，但是，交叉后外水切的變形量會(huì)很大，反復(fù)的拆裝會(huì)直接影響外水切的Z向尺寸。門框?qū)Р凼窍鹉z材料，在該處與后視鏡基座間有很大的活動(dòng)空間，理論上不會(huì)影響后視鏡的Z向尺寸，所以最終決定只是對(duì)后視鏡進(jìn)行交叉試驗(yàn)。經(jīng)交叉試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，車門總成和外水切是該間隙尺寸的主要影響因素，如圖5所示。

2.2 相關(guān)零件的尺寸測(cè)量

在整個(gè)分析過程中，我們充分運(yùn)用了三坐標(biāo)測(cè)量中GOM的測(cè)量手段。GOM是目前比較先進(jìn)的測(cè)量手段之一，GOM采用非接觸式的方式快速準(zhǔn)確的對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行三維掃描，把實(shí)際的測(cè)量數(shù)據(jù)與理論數(shù)模進(jìn)行比對(duì)，從而可以很快的對(duì)尺寸偏差進(jìn)行判斷。圖6顯示好壞車輛外水切Z向尺寸對(duì)比。通過比較形象的顏色對(duì)比發(fā)現(xiàn)，好車與壞車在外水切上的Z向尺寸有明顯的差異，對(duì)比外水切在檢具的尺寸數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)該尺寸差異主要是零件的單件尺寸原因?qū)е隆?/p>

GOM對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)后視鏡的安裝孔在車門局部坐標(biāo)系下的Z向高度存在明顯差異，如圖7所示，該差異會(huì)導(dǎo)致后視鏡在安裝后，后視鏡位置有偏低風(fēng)險(xiǎn)。

后視鏡的安裝孔在車門局部坐標(biāo)系下的Z向高度是一個(gè)主要的貢獻(xiàn)，檢查該安裝孔總成件及沖壓件的報(bào)告發(fā)現(xiàn)，門框加強(qiáng)板的沖壓件在Z向尺寸偏下，車門內(nèi)板安裝孔沖壓件尺寸也普遍偏下，該Z向高度直接導(dǎo)致后視鏡裝配后Z向位置偏低。

3 問題措施優(yōu)化

3.1 車身安裝孔位置的修改

若要抬高車門總成安裝孔的Z向高度，必須抬高車門門框加強(qiáng)板沖壓件的Z向高度?；趯?duì)后視鏡安裝孔與周邊配合件的尺寸分析，建議將加強(qiáng)板安裝孔Z向尺寸優(yōu)化。另外，由于車門內(nèi)板安裝孔是一大孔，在加強(qiáng)板安裝孔抬高后，有可能導(dǎo)致內(nèi)板和加強(qiáng)板板安裝孔錯(cuò)位問題。分析安裝孔的風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)有車門內(nèi)板安裝孔直徑Din=8mm，加強(qiáng)板安裝孔直徑Dfr=6mm，螺釘直徑Dscrew=5mm，螺釘法蘭面直徑Dflange=11.5mm。

考慮到可能出現(xiàn)的極限狀態(tài)，如當(dāng)車門內(nèi)板安裝孔處于公差下限位置（-0.5mm），而加強(qiáng)板安裝孔處于公差上限位置（+0.5mm），理想狀態(tài)下加強(qiáng)板孔徑上沿會(huì)與內(nèi)板安裝孔上沿接觸，螺釘依然有1mm的調(diào)整空間，考慮到工裝夾具不穩(wěn)定的因素，則會(huì)出現(xiàn)圖10中安裝孔錯(cuò)位的風(fēng)險(xiǎn)。該風(fēng)險(xiǎn)會(huì)導(dǎo)致螺釘直徑大于孔徑，從而使螺釘不能全部進(jìn)入孔內(nèi)。

為解決車門加強(qiáng)板安裝孔高度抬升后導(dǎo)致的與車門內(nèi)板安裝孔錯(cuò)位的風(fēng)險(xiǎn)：一是將車門內(nèi)板和加強(qiáng)板安裝孔同時(shí)抬升，且保持兩個(gè)孔同心，該方法需要對(duì)兩套模具同時(shí)進(jìn)行修模處理，成本較高;二是將車門內(nèi)板安裝孔孔徑擴(kuò)大，保證車門加強(qiáng)板安裝孔有足夠的Z向調(diào)整空間，這個(gè)辦法操作比較簡(jiǎn)單，成本較低。只對(duì)內(nèi)板進(jìn)行擴(kuò)孔，會(huì)導(dǎo)致安裝螺釘法蘭面無法全部接觸鈑金面，可能出現(xiàn)扭矩衰減的風(fēng)險(xiǎn)，如圖11所示。最終決定采取了將內(nèi)外板孔全部抬升的方法來解決該問題。

基于以上分析，建議同時(shí)更改車門內(nèi)板和外加強(qiáng)板孔位的位置。沖壓車間用數(shù)控機(jī)床，對(duì)沖壓進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后的沖壓件能夠滿足裝焊尺寸控制需求。

3.2 外水切尺寸的優(yōu)化

從對(duì)比分析后發(fā)現(xiàn)外水切Z向高端并不穩(wěn)定，在檢具上對(duì)30件不同批次的零件進(jìn)行測(cè)量，Z向尺寸最大有近0.8mm的差異，將該測(cè)量結(jié)果在Minitab軟件中進(jìn)行系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)左右側(cè)Z向尺寸均存在差異，且批次與批次間差異明顯，該變量在公差帶內(nèi)非常不穩(wěn)定，非常不利于該處間隙的控制，如圖12示。

為解決該外水切Z向尺寸的穩(wěn)定性問題，對(duì)外水切界面進(jìn)行了優(yōu)化處理，增加外水切在車門外板法蘭邊上的夾持力，減小外水切夾持唇邊的尺寸。

4 結(jié)論

該問題是一個(gè)車門關(guān)門聲品質(zhì)的問題，通過對(duì)噪音的聲源分析，找到產(chǎn)生噪音的必要條件，通過過程轉(zhuǎn)換，噪音問題的控制轉(zhuǎn)化為車門尺寸的控制。在車門尺寸分析過程中，通過頭腦風(fēng)暴的方法找到所有的影響因素，經(jīng)魚骨圖及交叉試驗(yàn)的分析，找到問題的根本原因。在優(yōu)化車門尺寸的過程中，分析了車門內(nèi)外板的結(jié)構(gòu)特征，通過尺寸鏈的分析過程，確定優(yōu)化方向，經(jīng)沖壓件的尺寸優(yōu)化后，徹底解決了該噪音問題。

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