汽車前大燈周圈尺寸匹配結(jié)構(gòu)研究

吳華芝 李杰 王浩 蘇世棟

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545007

1 尺寸匹配的意義

感知質(zhì)量是客戶對產(chǎn)品感知到的實際質(zhì)量與期望質(zhì)量的對比，比值越大，說明客戶對產(chǎn)品越滿意，購買的可能性愈大。汽車的外觀尺寸匹配視覺質(zhì)量直接影響客戶對產(chǎn)品質(zhì)量的第一感知印象，特別是大燈周圈的尺寸匹配質(zhì)量，并且這種感知隨客戶的個性、需求和偏好的差異對產(chǎn)品品質(zhì)和檔次的評價及其信賴程度產(chǎn)生差異，其重要性不言而喻。

尺寸匹配作為整車感知質(zhì)量最重要的一環(huán)，我們首先需要對分縫處的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如翻邊、加強結(jié)構(gòu)、支架、緊固件以及不可避免的表面工藝缺陷等通過造型線、分塊和紋理處理以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化等手段進行有效的遮蔽，消除可視問題。深入研究客戶需求，多多的對標(biāo)分析借鑒高端車的優(yōu)秀設(shè)計結(jié)構(gòu)，在改善媒體體驗層面深入開展精細(xì)化設(shè)計和精益制造。

2 前大燈周圈尺寸匹配相關(guān)零件

前大燈周圈匹配零件一般有前保險杠、前保安裝支架、前格柵、發(fā)動機罩、翼子板等。

每個零件都安裝在白車身上，相應(yīng)安裝點多，裝配尺寸鏈復(fù)雜，零件尺寸波動，相關(guān)尺寸匹配問題較多。為了更好的匹配結(jié)果，尺寸工程師往往通過尺寸公差鏈的計算與分析，對零件及總成進行公差驗證，改善公差設(shè)定，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和裝配工藝，以確保產(chǎn)品質(zhì)量目標(biāo)（DTS等）的實現(xiàn)。如圖1所示，前大燈周圈尺寸匹配相關(guān)外覆蓋件。

3 前 大 燈 周 圈 DTS（Dimension Technology Standard）設(shè)計

在整車項目開發(fā)的前期階段，通過對標(biāo)桿車型的測量分析和用戶評審，從經(jīng)銷商、售后服務(wù)中心等處間接獲得的終端客戶反饋，甚至利用第三方調(diào)研機構(gòu)針對目標(biāo)客戶群的抽樣統(tǒng)計結(jié)果，再加以考慮公司現(xiàn)有的制造能力，就可以在造型方案選定后制定出整車的DTS。

圖1 前大燈周圈尺寸匹配相關(guān)外覆蓋件示意圖

DTS 文件中對間隙、面差、對稱性及其一致性等相關(guān)要素的尺寸和公差給出要求，如表1為某車型前大燈周圈DTS。

表1 前大燈周圈DTS定義

4 前大燈周圈分縫設(shè)計類型及優(yōu)化

4.1 前大燈與發(fā)罩分縫設(shè)計

圖2 前照燈與發(fā)罩Y向間隙，明顯段差設(shè)計。

圖3 前照燈與發(fā)罩Z向間隙，蓋帽檐，大燈上加膠條，弱化間隙、段差設(shè)計。

圖2

圖3

4.2 前大燈與格柵分縫設(shè)計

前照燈與前格柵Y向間隙，段差均勻或者漸變，如圖4所示。

前格柵與前保集成一體，前照燈直接與前保間隙匹配，不與前格柵關(guān)聯(lián)，如圖5所示。

圖5 格柵與前保集成

4.3 前大燈與前保分縫設(shè)計

前蒙皮前大燈Z向間隙，弱化段差設(shè)計，如圖6所示。

圖6 截面示意圖

前蒙皮前大燈X向間隙設(shè)計，前保上裝膠條遮擋間隙，如圖7所示。

4.4 翼子板與前大燈分縫設(shè)計：

前照燈與翼子板一般采用X向間隙匹配，周圈增加膠條防止干涉，段差前照燈低于翼子板，避免燈分型線外漏，如下圖8所示。

圖8 前大燈與翼子板匹配截面示意圖

5 前大燈定位方案對比分析

前大燈周圈造型設(shè)計形式多樣，其定位結(jié)構(gòu)也隨著造型變化而變化，目的是為了解決不同匹配形式的尺寸匹配問題，下面是對現(xiàn)有某些車輛的前大燈定位方案及裝配順序的研究。

典型案例1定位策略： 1號點的定位在翼子板上，自定位X/Y/Z；2號點固定在保險杠支架上，自定位Y/Z；3號固定在保險杠側(cè)支架上，自定位Y向；如下圖9定位示意。

圖9 定位示意

優(yōu)點：前大燈與翼子板局部間隙容易保證；缺點：對車身精度要求較高，零件制造成本相應(yīng)增加。

圖10 定位示意

典型案例2定位策略：1號點的定位在翼子板上，自定位X/Y/Z；2號點固定在保險杠支架上，自定位Y/Z；3號固定在保險杠側(cè)支架上，自定位Y向；如上圖10定位示意。

優(yōu)點：前大燈與翼子板上端局部間隙段差容易保證；缺點：大燈自身重力下沉，零件往前翻，導(dǎo)致下端與翼子板、前保間隙小或者干涉。

典型案例3定位策略：1號點的定位在翼子板上，自定位X/Y/Z；2號點固定在保險杠支架上，自定位Y/Z；3號固定在保險杠側(cè)支架上，自定位Y向；如下圖11定位示意。

圖11 定位示意

優(yōu)點：前燈零件定位穩(wěn)，尺寸波動??；缺點：Y向受車身影響易旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致與格柵間隙不穩(wěn)定，左右差異。

6 目前常見問題及結(jié)構(gòu)優(yōu)化

問題1：前大燈與翼子板干涉、間隙大；

相關(guān)原因：前大燈零件尺寸偏差、車身焊接誤差導(dǎo)致燈和翼子板安裝點偏差

解決措施：首先評估零件尺寸是否合格，上檢具檢測或者裝整車檢具匹配，CMM分析車身精度是否符合公差要求，是否有部正常波動，在零件車身都在控制范圍內(nèi)時，考慮優(yōu)化定位結(jié)構(gòu)。

下面是為解決某車型出現(xiàn)上述問題后的解決方案：對前大燈定位結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，推薦。

（1）前大燈主定位銷及安裝孔安裝面要平整，避免出現(xiàn)臺階面，如下圖12所示。

（2）次定位銷定位在翼子板上控制C/C& U/D（控制方向取決于主次定位銷之間的距離），燈與翼子板連接點距離要小于25mm，如下圖13所示。

問題2：前大燈與前格柵間隙大、AV間隙、左右差異；

相關(guān)原因：零件不合格；大梁回彈，車身Y向偏寬，車身尺寸不穩(wěn)定。

解決對策：調(diào)整前車體焊接工藝；整改關(guān)鍵零件上彎梁支撐板焊合件上燈&保的X向安裝面，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，在前燈和格柵上增加倒勾，零件相互連接，推薦下圖14結(jié)構(gòu)

問題3：前大燈與發(fā)罩間隙大；

相關(guān)原因：前保零件尺寸不合，狀態(tài)不穩(wěn)定 ；大燈安裝點尺寸波動，不穩(wěn)定

解決對策： 調(diào)整前車體焊接工藝，穩(wěn)定前車體Y向尺寸；整改關(guān)鍵零件上彎梁支撐板焊合件上燈&保的X向安裝面；在前燈上增加膠條，視覺上弱化間隙、段差匹配缺陷，如下圖15所示。

問題4：前大燈與前保間隙大，漏分型線；

原因：前保零件尺寸不合，狀態(tài)不穩(wěn)定；大燈安裝點尺寸波動，不穩(wěn)定。

解決措施：調(diào)整注塑工藝，控制尺寸收縮，調(diào)整噴涂定位工裝，抑制噴涂造成的變形；安裝上彎梁，抑制焊接變形，控制車身波動范圍。

從結(jié)構(gòu)設(shè)計上保證間隙符合要求：優(yōu)化車身及內(nèi)外飾零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計，如下圖16：大燈和保險杠的結(jié)構(gòu)設(shè)計（從結(jié)構(gòu)上保證尺寸配合要求）

圖12 定位優(yōu)化

圖13 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

圖14 細(xì)節(jié)優(yōu)化

圖15 增加膠條示意圖

圖16 結(jié)構(gòu)改進示意圖

7 結(jié)語

對于汽車間隙段差尺寸配合的研究是尺寸工程一項非常重要的工作，間隙段差配合是汽車外觀美學(xué)的重要組成部分，尺寸匹配的精致與否直接影響了客戶對于整車質(zhì)量的評價。

這就要求在整車開發(fā)的早期階段，如實物評審模型之前，感知質(zhì)量小組就應(yīng)該啟動對整車外觀和配合的靜態(tài)評價工作，進而在數(shù)字化設(shè)計階段改進潛在的感知風(fēng)險，提高客戶對新車外觀的第一印象。

經(jīng)過不斷分析研究，總結(jié)出以下對后續(xù)車型開發(fā)有用的經(jīng)驗

重視前期設(shè)計階段，仔細(xì)檢查造型A面及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。注意以下幾個方面：

（1）間隙、面差局部和整體協(xié)調(diào)一致；

（2）減少不必要的內(nèi)部結(jié)構(gòu)外露；

（3）透視觀察到的內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒有突變；

（4）造型特征線保持連接、對齊或呼應(yīng)；

（5）考慮客戶在特定或多個觀察視角時，主要分縫處的視覺效果有沒有影響感知；

（6）考慮制造偏差狀態(tài)，降低主要分縫處的DTS敏感度；

（7）利用尺寸鏈分析軟件對DTS進行定量分析，研究實現(xiàn)精度的可行性；

后期制造階段，重視零件尺寸控制，精益求精。

（1）外覆蓋件圓角優(yōu)化，重點控制；

（2）嚴(yán)格控制零件尺寸公差、配合面的輪廓度、位置度；

（3）在制造中發(fā)現(xiàn)問題，及時優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，不斷驗證以達到最優(yōu)匹配效果；

（4）總結(jié)以往項目經(jīng)驗，避免新車型重復(fù)問題發(fā)生。