易于尾燈匹配的結(jié)構(gòu)探討

謝小凱

(廣汽新能源汽車有限公司,廣東廣州 511400)

0 引言

尾燈作為整車后臉一個(gè)重要元素，其在整車造型及感觀質(zhì)量中的地位舉足輕重，但往往尾燈相關(guān)的結(jié)構(gòu)及匹配卻是前期設(shè)計(jì)及后期品培育一個(gè)難點(diǎn)，因此，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈情況下，各大主機(jī)廠也一直在探究尾燈及周邊件結(jié)構(gòu)、尾燈造型及其匹配上可靠可行的低成本方法。本文作者從尾燈安裝點(diǎn)精度保證、尾燈的定位結(jié)構(gòu)、尾燈造型結(jié)構(gòu)等3個(gè)方面針對(duì)該問題進(jìn)行了闡述，為相關(guān)設(shè)計(jì)提供了參考。

1 尾燈安裝點(diǎn)精度保證

尾燈與側(cè)圍及后保多有間隙面差要求，尾燈的間隙面差配合精度除了燈本身精度影響外其在車身上的安裝點(diǎn)精度也至關(guān)重要，所以怎樣才能有效地保證安裝點(diǎn)精度就成了需要重點(diǎn)考慮的問題，為此，針對(duì)尾燈安裝點(diǎn)及焊接結(jié)構(gòu)提出以下設(shè)計(jì)愿望。

1.1 尾燈安裝點(diǎn)與側(cè)圍外板一體成型

在滿足沖壓成型性的前提下，如果能實(shí)現(xiàn)尾燈安裝點(diǎn)與側(cè)圍外板一體沖壓成型(尤其是尾燈的安裝定位點(diǎn))，則可有效減短尾燈安裝環(huán)境尺寸鏈，避免了尾燈板與側(cè)圍外板焊接過程中的公差累計(jì)，進(jìn)而可以保證尾燈局部安裝環(huán)境下的精度要求及精度穩(wěn)定性，如圖1所示。

圖1 尾燈安裝點(diǎn)與側(cè)圍外板一體成型的部分案例

1.2 尾燈板與側(cè)圍外板Y向搭接

尾燈板與側(cè)圍外板設(shè)計(jì)成純Y向搭接是最理想的搭接方式，此方式不光方便尾燈板在X/Z向的適配性調(diào)整，降低了零件適配難度和匹配修模的成本投入，同時(shí)也有利于尾燈板與側(cè)圍外板的焊接可達(dá)性，降低了通過異型焊槍或更改焊接工藝造成的成本浪費(fèi),如圖2和圖3所示。為此，在設(shè)計(jì)初期需要盡量減薄燈的厚度以減小鈑金件的拉伸深度，以利于尾燈安裝點(diǎn)與側(cè)圍外板一體沖壓成型，從而實(shí)現(xiàn)尾燈板與側(cè)圍外板Y向搭接的需求。

圖2 尾燈板與側(cè)圍外板Y向搭接結(jié)構(gòu)示意

圖3 尾燈板與側(cè)圍外板Y向搭接結(jié)構(gòu)案例

1.3 一體式尾燈板

將尾燈安裝點(diǎn)盡量保證在同一個(gè)沖壓件上使之一體成型，避免多序焊接導(dǎo)致的尾燈安裝點(diǎn)尺寸連環(huán)增加，使得尾燈局部安裝環(huán)境精度難以保證。同時(shí)一體式尾燈板也在減重、降本和密封方面有很好的優(yōu)勢(shì)[1],其結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 一體式尾燈板結(jié)構(gòu)案例

2 尾燈定位

在保證了尾燈安裝點(diǎn)精度的前提下，尾燈自身的定位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也至關(guān)重要，決定了尾燈裝配定位的穩(wěn)定性，也為后臉DTS的實(shí)現(xiàn)提供了可能。

2.1 尾燈定位安裝點(diǎn)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行尾燈安裝點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免使用安裝螺柱作為主副定位，理想結(jié)構(gòu)為在安裝點(diǎn)旁邊單獨(dú)設(shè)置一個(gè)定位柱，實(shí)現(xiàn)定位與鎖緊的相互獨(dú)立，如圖5所示。且主安裝定位面優(yōu)先選擇X方向，或與YZ平面不超過30°的面上(具體要結(jié)合造型而定)。緊固點(diǎn)最理想結(jié)構(gòu)為3個(gè)，不能超過4個(gè)。其案例分析見表1。

圖5 尾燈定位安裝點(diǎn)示意

表1 尾燈定位優(yōu)劣案例分析

2.2 尾燈安裝點(diǎn)布置

緊固點(diǎn)所組成的投影面積要大于燈具投影面積的40%，且安裝點(diǎn)間距應(yīng)大于等于安裝點(diǎn)到配合面的距離,如圖6所示。

圖6 尾燈安裝點(diǎn)布置需求

圖7為某車型安裝點(diǎn)布置不合理的失敗案例。該案例中，不合理的尾燈安裝點(diǎn)布置導(dǎo)致尾燈裝配至車身后配合點(diǎn)公差達(dá)到了±2.0 mm，使得整車無(wú)法滿足尾燈與尾蓋配合的DTS設(shè)計(jì)要求。

由圖7(a)可知，3個(gè)安裝點(diǎn)幾乎在一條線上，安裝點(diǎn)投影僅有燈投影面積的20%;由圖7(b)可知，安裝點(diǎn)距離遠(yuǎn)小于燈高，致使安裝點(diǎn)處的精度波動(dòng)在配合點(diǎn)會(huì)被放大;由圖7(c)可知，尾燈裝配至車身后配合點(diǎn)公差達(dá)到了±2.0 mm。

圖7 安裝點(diǎn)布置不合理的失敗案例

2.3 輔助膠墊的作用

當(dāng)尾燈與周邊件配合輪廓較復(fù)雜或有較長(zhǎng)間隙配合要求時(shí)，可在尾燈配合邊緣內(nèi)殼上增加輔助定位膠墊，避免尾燈與其配合件干涉，保證配合間隙的一致性，如圖8所示。

圖8 設(shè)計(jì)有輔助膠墊的結(jié)構(gòu)案例

3 尾燈造型

汽車尾燈一體化、輕型化、薄形化、美觀化已成必然趨勢(shì)[1]。為滿足上述尾燈安裝點(diǎn)及定位點(diǎn)的設(shè)計(jì)愿望，尾燈內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置及燈殼造型設(shè)計(jì)也需要做相應(yīng)的優(yōu)化。

3.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置

將LED燈帶X向盡量往后移，將反光帶設(shè)置在前部以減小燈具所需空間減少鈑金成型深度[2]。此外由于剎車燈使用最頻繁，所以它需要更大的散熱空間，故將直接影響X向深度的剎車燈設(shè)置在Z向越低的位置也可減少鈑金成型深度[3]，進(jìn)而為實(shí)現(xiàn)尾燈安裝點(diǎn)與側(cè)圍外板一體成型和實(shí)現(xiàn)尾燈板與側(cè)圍外板Y向搭接提供了一種可能,如圖9所示。

圖9 減少側(cè)圍外板成型深度的結(jié)構(gòu)案例

3.2 外殼造型設(shè)計(jì)

將尾燈設(shè)計(jì)成與側(cè)圍外板成臺(tái)階匹配的樣式，不但可以增大布置燈具所需空間，減小側(cè)圍外板成型深度，而且還可以弱化間隙段差匹配要求，降低匹配難度，如圖10和圖11所示。此外在燈殼間隙面差匹配部位增加黑邊也可弱化匹配間隙面差感知。

由圖11(a)可知，燈殼上邊緣平行向內(nèi)，避免了視線看到內(nèi)部結(jié)構(gòu)，下邊緣燈內(nèi)陷，弱化間隙要求，無(wú)段差要求;由圖11(b)可知，燈內(nèi)殼增加了膠釘，有效避免了燈與車身干涉風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)尾燈周邊采用熏黑處理，弱化間隙視覺敏感性;由圖11(c)可知，燈上邊緣低于車身，弱化了間隙要求，但其燈與側(cè)圍右X向配合要求，X向精度要求較高;由圖11(d)可知，燈凸出車身弱化間隙要求，無(wú)段差要求。

3.3 減小側(cè)圍與尾燈配合邊的R角半徑

減小側(cè)圍外板與尾燈的配合邊R角，有利于提升側(cè)圍與尾燈配合間隙的感知質(zhì)量，側(cè)圍外板的R角建議設(shè)計(jì)在1.0 mm≤R≤2.0 mm，當(dāng)R≥3.0 mm時(shí)感官間隙會(huì)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)間隙，從而導(dǎo)致配合間隙精致性差的后果，增大了間隙的DTS保證要求,如圖12所示。

圖12 側(cè)圍R角半徑保證在1.0 mm≤R≤2.0 mm

4 結(jié)束語(yǔ)

尾燈周邊配合要求越來(lái)越高，相應(yīng)地在尾燈及周邊零件的造型、安裝結(jié)構(gòu)上做出優(yōu)化和改變是必不可少的，但尾燈相關(guān)的各項(xiàng)工作是一個(gè)很系統(tǒng)的多領(lǐng)域多學(xué)科的有機(jī)結(jié)合，因此，所有為了易于尾燈匹配的設(shè)計(jì)需求都要在設(shè)計(jì)前期就提出相應(yīng)的工藝約束或?qū)υO(shè)計(jì)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理，以免產(chǎn)生不必要的設(shè)計(jì)變更成本或造車不可變更的設(shè)計(jì)缺陷。