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      某車型翻轉(zhuǎn)儲(chǔ)物盒總成操作感知提升

      2022-02-24 09:17金巧靈馬李芳韋學(xué)軍
      汽車與駕駛維修(維修版) 2022年11期
      關(guān)鍵詞:盒蓋儀表板儲(chǔ)物

      金巧靈、馬李芳、韋學(xué)軍

      (1.上汽通用五菱汽車股份有限公司,柳州 545007;2.湖南湖大艾盛汽車技術(shù)開發(fā)有限公司柳州分公司,柳州 545007)

      0 引言

      隨著汽車行業(yè)的迅速發(fā)展及廣大人民群眾生活水平的不斷提高,用戶對(duì)汽車品質(zhì)的要求越來越高,對(duì)汽車的功能件要求也越來越高[1]。目前很多車輛副儀表板上的儲(chǔ)物盒設(shè)計(jì)逐漸高檔化、高品質(zhì)化,從最初的敞開式儲(chǔ)物盒發(fā)展到目前流行的卷簾儲(chǔ)物盒、翻轉(zhuǎn)式儲(chǔ)物盒。其中翻轉(zhuǎn)儲(chǔ)物盒具有外觀美觀、私密性好以及開啟和關(guān)閉高檔等優(yōu)點(diǎn)[2],已經(jīng)被越來越多的車型所采用。儲(chǔ)物盒的操作感知和使用感受直接影響乘客的用車體驗(yàn)。本文通過對(duì)我司某暢銷車型的翻轉(zhuǎn)儲(chǔ)物盒在開發(fā)階段出現(xiàn)質(zhì)量感知差的問題進(jìn)行分析[3],逐一排查找到造成故障的原因,給出相應(yīng)的措施進(jìn)行驗(yàn)證,并對(duì)驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行討論研究,以取得該問題完美解決,同時(shí)對(duì)后續(xù)類似設(shè)計(jì)起指導(dǎo)借鑒作用。

      1 問題描述

      某車型在項(xiàng)目造車階段被發(fā)現(xiàn),副儀表板前翻轉(zhuǎn)儲(chǔ)物盒總成存在無法開啟、開啟力大及開啟卡滯等故障現(xiàn)象,操作感知差(圖1),影響整車品質(zhì)。該類型翻轉(zhuǎn)儲(chǔ)物盒是我司首次采用此結(jié)構(gòu),且造型特殊,以往的儲(chǔ)物盒開發(fā)經(jīng)驗(yàn)無法直接借鑒。為保證項(xiàng)目順利進(jìn)行,急需進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)以提升儲(chǔ)物盒的操作感知,達(dá)到可售車的質(zhì)量和操作品質(zhì)。

      圖1 副儀表板前翻轉(zhuǎn)儲(chǔ)物盒總成無法開啟

      2 原因分析

      攻關(guān)團(tuán)隊(duì)通過頭腦風(fēng)暴法進(jìn)行故障分析,按壓儲(chǔ)物盒后,儲(chǔ)物盒無法開啟,這往往跟儲(chǔ)物盒的機(jī)械機(jī)構(gòu)相關(guān),比如齒輪機(jī)構(gòu)和鎖止機(jī)構(gòu)等。儲(chǔ)物盒需使用大力按壓才能開啟,則可能是儲(chǔ)物盒因變形、與周邊其他部件發(fā)生干涉或者開啟機(jī)構(gòu)的彈簧力不足而造成。儲(chǔ)物盒在開啟過程中有卡滯現(xiàn)象,則可能與開啟力不足或者因儲(chǔ)物盒變形發(fā)生干涉有關(guān)。進(jìn)一步分析,找到產(chǎn)生故障問題的10 個(gè)末端因素(圖2)。

      圖2 原因分析圖

      3 要因確認(rèn)

      3.1 鎖止機(jī)構(gòu)尺寸不合

      檢查儲(chǔ)物盒鎖止機(jī)構(gòu)裝配后是否存在松動(dòng)異響,并重復(fù)開啟和關(guān)閉儲(chǔ)物盒,觀察運(yùn)動(dòng)過程中鎖止機(jī)構(gòu)的狀態(tài)。經(jīng)檢查,鎖止機(jī)構(gòu)裝配后按壓時(shí)松動(dòng),受力后產(chǎn)生位移。鎖止機(jī)構(gòu)安裝后鎖扣與安裝面未完全貼合,鎖止機(jī)構(gòu)安裝厚度不足,匹配有間隙(圖3)。儲(chǔ)物盒開啟關(guān)閉時(shí)鎖止機(jī)構(gòu)的晃動(dòng),造成了開啟關(guān)閉力的不穩(wěn)定,因此鎖止機(jī)構(gòu)安裝厚度不足是儲(chǔ)物盒開啟關(guān)閉力大的要因。

      圖3 鎖止機(jī)構(gòu)松動(dòng)示意圖

      3.2 齒輪機(jī)構(gòu)松動(dòng)

      抽查裝配好的翻轉(zhuǎn)儲(chǔ)物盒,確認(rèn)運(yùn)動(dòng)過程中齒輪狀態(tài)情況。每天隨機(jī)抽查5 件,連續(xù)抽查了5 天,抽查結(jié)果如表1 所示。轉(zhuǎn)動(dòng)過程中齒輪機(jī)構(gòu)松動(dòng)的儲(chǔ)物盒有卡滯現(xiàn)象,齒輪機(jī)構(gòu)不松動(dòng)的儲(chǔ)物盒無卡滯現(xiàn)象。因此齒輪機(jī)構(gòu)配合松動(dòng)是儲(chǔ)物盒開啟卡滯的要因。

      表1 齒輪狀態(tài)記錄表

      3.3 儲(chǔ)物盒與空調(diào)控制器干涉

      檢查儲(chǔ)物盒運(yùn)動(dòng)過程中與空調(diào)控制器的設(shè)計(jì)間隙,以及實(shí)際開啟關(guān)閉過程中的間隙情況。

      經(jīng)數(shù)據(jù)檢查,儲(chǔ)物盒運(yùn)動(dòng)過程中與空調(diào)控制器左右最小間隙為1.0 mm,上下最小間隙為1.5 mm,不存在干涉問題。實(shí)物檢查,空調(diào)控制器尺寸符合設(shè)計(jì)要求。通過紅丹驗(yàn)證,儲(chǔ)物盒蓋運(yùn)動(dòng)過程中與周邊零件均不存在干涉情況,儲(chǔ)物盒與空調(diào)控制器干涉非此車型感知問題的要因。

      3.4 儲(chǔ)物盒蓋與儲(chǔ)物盒干涉

      檢查儲(chǔ)物盒蓋運(yùn)動(dòng)過程中與儲(chǔ)物盒的設(shè)計(jì)間隙,以及實(shí)際開啟關(guān)閉過程中的間隙情況。經(jīng)數(shù)據(jù)檢查,儲(chǔ)物盒蓋運(yùn)動(dòng)過程中與儲(chǔ)物盒無干涉,且每個(gè)運(yùn)動(dòng)副間均設(shè)計(jì)軸套,并涂抹潤(rùn)滑油,不存在干涉卡滯情況。因此儲(chǔ)物盒蓋與儲(chǔ)物盒干涉是該感知問題的非要因。

      3.5 儲(chǔ)物盒蓋與副儀表板干涉

      檢查儲(chǔ)物盒運(yùn)動(dòng)過程中與副儀表板設(shè)計(jì)間隙,以及實(shí)際開啟關(guān)閉過程中的間隙情況。經(jīng)數(shù)據(jù)檢查,儲(chǔ)物盒運(yùn)動(dòng)過程中不存在干涉情況,實(shí)物檢查副儀表板尺寸符合設(shè)計(jì)要求。通過紅丹驗(yàn)證,運(yùn)動(dòng)過程中儲(chǔ)物盒蓋與副儀表板不存在干涉情況,儲(chǔ)物盒蓋與副儀表板干涉非此車型感知問題的要因。

      3.6 彈簧彈力大

      通過更改彈簧圈數(shù)來確定彈簧彈力對(duì)儲(chǔ)物盒感知問題的影響[4]。在目前3 圈彈簧的基礎(chǔ)上,分別將4 圈彈簧和5 圈彈簧裝配到儲(chǔ)物上,各開啟3 次,記錄儲(chǔ)物盒的開啟時(shí)間,取平均之后記錄在表格內(nèi)。隨機(jī)抽查5 個(gè)樣件做上述試驗(yàn),儲(chǔ)物盒開啟時(shí)間記錄如表2 所示。經(jīng)過對(duì)比,裝配4 圈彈簧的儲(chǔ)物盒開啟時(shí)間能滿足此車型的要求(1.5±0.5 s),且開啟過程中異響較小,無彈簧摩擦聲。因此彈簧彈力大是儲(chǔ)物盒開啟力大的要因。

      表2 彈簧圈數(shù)對(duì)應(yīng)開啟時(shí)間

      3.7 儲(chǔ)物盒蓋變形

      對(duì)儲(chǔ)物盒蓋平行度進(jìn)行確認(rèn)。抽查6 個(gè)零件與平行物體進(jìn)行參照,發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)物盒蓋變形,呈中間凹陷、兩側(cè)翹曲的狀態(tài)(圖4)。儲(chǔ)物盒蓋兩側(cè)翹曲后會(huì)影響按壓行程,因此儲(chǔ)物盒蓋變形是儲(chǔ)物盒按壓無法開啟的要因。

      圖4 儲(chǔ)物盒蓋變形示意圖

      3.8 儲(chǔ)物盒變形

      確認(rèn)儲(chǔ)物盒是否有變形。選取儲(chǔ)物盒的3 個(gè)尺寸(圖5),分別測(cè)量?jī)?chǔ)物盒3 個(gè)尺寸的實(shí)際值,通過對(duì)比設(shè)計(jì)值和實(shí)際值確定儲(chǔ)物盒是否有變形。查看相關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)得知,尺寸1 的設(shè)計(jì)值為50.0 mm;尺寸2 的設(shè)計(jì)值為50.0 mm;尺寸3 的設(shè)計(jì)值為49.8 mm。經(jīng)過對(duì)抽查樣件的測(cè)量發(fā)現(xiàn),所有儲(chǔ)物盒都有變形現(xiàn)象(表3)。儲(chǔ)物盒中間位置出現(xiàn)收縮變形,導(dǎo)致儲(chǔ)物盒蓋與儲(chǔ)物盒配合位置無法達(dá)到數(shù)據(jù)狀態(tài),影響開啟效果,因此儲(chǔ)物盒變形為要因。

      圖5 儲(chǔ)物盒尺寸測(cè)點(diǎn)示意圖

      表3 儲(chǔ)物盒尺寸測(cè)量記錄

      3.9 儲(chǔ)物盒剛度不足

      儲(chǔ)物盒內(nèi)蓋和外蓋材料均為ABS,該材料制作的零件彎曲模量較低,韌性好,但零件剛度不足,易變形。而且如果2 個(gè)零件有相對(duì)運(yùn)動(dòng),容易產(chǎn)生磨粉。儲(chǔ)物盒內(nèi)蓋及儲(chǔ)物盒無需進(jìn)行后處理,可更改為彎曲模量更高的材料。查看儲(chǔ)物盒內(nèi)蓋的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),加強(qiáng)筋僅布置在內(nèi)蓋的中部,未與周邊翻邊相連(圖6),無法有效防止變形,注塑后易產(chǎn)生變形[5]。零件變形后按壓不同位置,儲(chǔ)物盒開啟的行程不同。因此,儲(chǔ)物盒剛度不足為儲(chǔ)物盒無法開啟的要因。

      圖6 內(nèi)蓋筋條示意圖

      3.10 按壓行程不足

      該儲(chǔ)物盒布置在副儀表板上,與空調(diào)控制器融為一體。為達(dá)到設(shè)計(jì)上的一致性效果,儲(chǔ)物盒并未做明顯的按壓標(biāo)識(shí)。因空間限制,物盒的鎖止機(jī)構(gòu)布置在單側(cè)。實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn),按壓儲(chǔ)物盒的不同部位需要的按壓力不一致(圖7)。按壓鎖止機(jī)構(gòu)較近的一側(cè),需要的按壓力較小,而按壓鎖止機(jī)構(gòu)最遠(yuǎn)端時(shí),儲(chǔ)物盒則無法開啟。

      圖7 儲(chǔ)物盒分布及按壓位置圖

      經(jīng)過在遠(yuǎn)端增加墊片,測(cè)量出遠(yuǎn)端與近端的行程相差2.5 mm。而該儲(chǔ)物盒外蓋與儲(chǔ)物盒斗的有效行程僅2 mm(包含緩沖墊壓縮量),因此按壓遠(yuǎn)端會(huì)出現(xiàn)儲(chǔ)物盒無法開啟的情況。但考慮到造型的外觀需求無法增加按壓標(biāo)識(shí),只能通過增大按壓行程和提升儲(chǔ)物盒蓋的剛度,來避免按壓不同位置開啟行程不一致問題。因此,按壓行程不足是按壓無法開啟的要因。

      通過對(duì)造成儲(chǔ)物盒故障末端要素的確認(rèn)分析,最終找出根本原因是:①儲(chǔ)物盒的鎖止機(jī)構(gòu)安裝孔厚度不足;②齒輪機(jī)構(gòu)松動(dòng);③彈簧彈力大;④儲(chǔ)物盒蓋變形;⑤儲(chǔ)物盒變形;⑥儲(chǔ)物盒蓋剛度不足;⑦按壓行程不足。

      4 解決措施及效果

      4.1 增加儲(chǔ)物盒鎖止機(jī)構(gòu)的安裝厚度

      鎖止機(jī)構(gòu)安裝厚度由2.2 mm 增加到2.5 mm,防止鎖止機(jī)構(gòu)開啟關(guān)閉過程中躥動(dòng)。

      4.2 防止儲(chǔ)物盒的齒輪機(jī)構(gòu)松動(dòng)

      使用螺釘將大齒輪機(jī)構(gòu)緊固在儲(chǔ)物盒上,用熱熔焊將小齒輪機(jī)構(gòu)焊接在儲(chǔ)物盒上(圖8)。這樣就能防止運(yùn)動(dòng)過程中大小齒輪的匹配攢動(dòng),避免了儲(chǔ)物盒在翻轉(zhuǎn)開啟過程中的卡滯。

      圖8 齒輪緊固示意圖

      4.3 減小彈簧的彈力

      根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果,將彈簧圈數(shù)由3 圈改為4 圈(圖9),以減小彈簧彈力,增加開啟時(shí)長(zhǎng)。

      圖9 彈簧4 圈示意圖

      4.4 解決儲(chǔ)物盒蓋變形及剛度不足問題

      一方面將儲(chǔ)物盒蓋材料由ABS 改為較強(qiáng)的PA6-GF30 材料;另一方面在儲(chǔ)物盒內(nèi)蓋增加筋條連接到側(cè)邊,筋條平均分布,相互之間的間隙為38.0 mm(圖10)。同時(shí),內(nèi)蓋主壁厚度由2.5 mm加厚到3.5 mm,以增加儲(chǔ)物盒剛度,防止變形。

      圖10 儲(chǔ)物盒蓋更改示意圖

      4.5 儲(chǔ)物盒變形解決措施

      儲(chǔ)物盒背面增加筋條,以增加儲(chǔ)物盒的強(qiáng)度。在長(zhǎng)直翻邊處增加2 道翻邊,以避免儲(chǔ)物盒翻邊變形,增加儲(chǔ)物盒剛度(圖11)。

      圖11 儲(chǔ)物盒更改示意圖

      4.6 按壓行程不足解決措施

      在保證表面面差的前提下,儲(chǔ)物盒與儲(chǔ)物盒蓋行程干涉處增加3.0 mm 的沉臺(tái)(圖12),以解決遠(yuǎn)離鎖止機(jī)構(gòu)端行程不足的問題。

      圖12 儲(chǔ)物盒增加沉臺(tái)示意圖

      5 措施驗(yàn)證及效果對(duì)比

      上述改進(jìn)措施實(shí)施后,經(jīng)過測(cè)試,翻轉(zhuǎn)儲(chǔ)物盒的開啟時(shí)長(zhǎng)為1.5 s,符合設(shè)計(jì)要求1.5±0.5 s。開啟過程均勻平穩(wěn),儲(chǔ)物盒與周邊零件匹配間隙以及面差符合DTS 要求且間隙均勻。

      自改進(jìn)措施實(shí)施后,針對(duì)該車型翻轉(zhuǎn)儲(chǔ)物盒總成操作不合格的癥結(jié),進(jìn)行了為期1 個(gè)月的效果驗(yàn)證,統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,該車型翻轉(zhuǎn)儲(chǔ)物盒操作感知問題已降至0%,改進(jìn)措施能夠完全解決該車型的感知問題。

      6 結(jié)束語(yǔ)

      本文通過分析某車型翻轉(zhuǎn)儲(chǔ)物盒的感知故障,有針對(duì)性地進(jìn)行了一系列的整改措施,完成了儲(chǔ)物盒感知質(zhì)量的提升。同時(shí),對(duì)該類型儲(chǔ)物盒設(shè)計(jì)也進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。例如,運(yùn)動(dòng)件除必要運(yùn)動(dòng)副外,其他機(jī)構(gòu)必須保證安裝牢靠、無竄動(dòng);對(duì)于長(zhǎng)寬比大于2.5的長(zhǎng)直受力零件,應(yīng)在長(zhǎng)邊兩側(cè)布置筋條以增加強(qiáng)度;對(duì)于長(zhǎng)寬比大于2.5 的長(zhǎng)直翻邊,應(yīng)布置二道翻邊筋,并且選裝材料時(shí)要考慮零件剛度是否能滿足使用要求。另外,鎖止機(jī)構(gòu)如果布置在單側(cè),應(yīng)考慮遠(yuǎn)端的行程差值,儲(chǔ)物盒蓋和儲(chǔ)物盒的間隙≥10 mm。

      通過本次改進(jìn),對(duì)供應(yīng)商現(xiàn)有的鎖止機(jī)構(gòu)也進(jìn)行了平臺(tái)化固定,固定鎖止機(jī)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)如圖13 所示。考慮模具拔模后零件微小的尺寸變化會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生影響,規(guī)定如從末端拔模,則安裝孔厚度選擇2.3 mm;如從頂端拔模,安裝孔厚度選擇2.5 mm。

      圖13 鎖機(jī)構(gòu)及安裝結(jié)構(gòu)尺寸

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