高效的車門姿態(tài)控制方法

孫偉龍

神龍汽車有限公司技術(shù)中心 湖北省武漢市 430056

1 引言

隨著汽車行業(yè)迅猛的發(fā)展以及人們生活品質(zhì)的不斷提高，消費(fèi)者對(duì)于汽車產(chǎn)品的需求日益提升，除了安全、可靠，消費(fèi)者越來越關(guān)注汽車的外觀和操作愉悅性。車門是車身側(cè)部最為主要的組成部分，其精細(xì)程度以及操作的愉悅性給消費(fèi)者對(duì)于產(chǎn)品最直接的感受，影響消費(fèi)者的購(gòu)買欲望，因此主機(jī)廠對(duì)于車門姿態(tài)的控制尤為重視，其直接影響車門的間隙面差、開閉噪音以及操作手感。車門的工藝過程復(fù)雜、尺寸鏈長(zhǎng)，大多數(shù)主機(jī)廠對(duì)于車門姿態(tài)的控制還離不開人工返修的環(huán)節(jié)，本文介紹的車門姿態(tài)控制方法無需人工返修，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)更好地保證了消費(fèi)者對(duì)車門的需求。

2 車門姿態(tài)的影響因素

從最直觀的角度，車門的定位出發(fā)，將車門姿態(tài)的影響因素分解到車身坐標(biāo)系的三個(gè)方向，即X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸。其中，車門姿態(tài)X向依靠孔和面定位，Y向在孔和面定位的基礎(chǔ)上，因車門關(guān)閉狀態(tài)密封反力的作用，還需要考慮車門Y向頂起量。這些主要通過對(duì)沖壓件、密封條以及工裝夾具符合性的控制得以保證，在現(xiàn)有的成熟工藝下，比較容易控制。而車門的Z向，在孔定位的基礎(chǔ)上，要實(shí)現(xiàn)門鎖與鎖扣的配合，由于車門及其附件的重力作用，車門不可避免會(huì)出現(xiàn)形變，即車門下沉，容易導(dǎo)致門鎖與鎖扣的嚙合不對(duì)中，在開閉車門時(shí)兩者干涉，產(chǎn)生車門開啟抖動(dòng)、關(guān)閉困難、開閉異響等缺陷。綜上所述，車門下沉是控制車門姿態(tài)的重難點(diǎn)，以下就從車門下沉的控制方法出發(fā)闡述一種高效的車門姿態(tài)控制方法。本文只針對(duì)最常見的旋轉(zhuǎn)式車門。

3 常見的車門下沉控制方法

車門的裝配工藝決定了車門下沉的控制方法，而車門的裝配工藝取決于鉸鏈的結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)車門的開閉，旋轉(zhuǎn)式車門鉸鏈都會(huì)包含固定于車身的固定頁板和固定于車門的活動(dòng)頁板，對(duì)于絕大多數(shù)主機(jī)廠，其固定頁板與活動(dòng)頁板都是不可拆卸的。因此裝配工藝為鉸鏈與車身先裝，車門總成再與車身裝配或鉸鏈與車門先裝，然后再整體與車身裝配。[1]無論采用以上哪種方法，車門裝配過程的定位都只在鉸鏈上，通常采用臺(tái)階螺栓定位，公差較大（±0.5mm），另對(duì)于門鎖S點(diǎn)的下沉量因尺寸鏈太長(zhǎng)，且沒有專門的監(jiān)控措施，往往散差較大，難以只通過工裝保證。因此為了保證車門下沉后的門鎖與鎖扣正常嚙合，需要鎖扣去匹配門鎖的位置，這項(xiàng)工作需要整車下線時(shí)通過人工來完成。鎖扣會(huì)優(yōu)先被預(yù)擰緊，在整車下線后，操作工通過開關(guān)門的手感感受車門門鎖與鎖扣是否出現(xiàn)干涉，然后松開鎖扣螺栓，對(duì)應(yīng)向上或向下調(diào)整鎖扣位置，直至開關(guān)門過程門鎖與鎖扣不再干涉。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，這個(gè)過程通常需要2個(gè)操作工完成，分別負(fù)責(zé)每輛車的一側(cè)，一般需要40s/v。然而，為了保證總裝下線時(shí)，鎖扣的調(diào)整量不會(huì)太大以至于出現(xiàn)不可接受的間隙面差缺陷，焊裝車門通常還會(huì)安排2名操作工對(duì)白車身的車門下沉量進(jìn)行返修，其返修方法是敲擊鉸鏈，一般需要25s/v。

綜上，這種車門下沉的控制方法，僅通過鉸鏈的初步定位，大致給出車門的姿態(tài)，對(duì)于門鎖的位置沒有精確的保證，因此，需要后續(xù)鎖扣去適配門鎖的位置，通常需要4名操作工返修操作，增加了操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度，也極為依賴操作工的技能，對(duì)于流水線而言，效率低下，一致性不好。

4 高效的車門下沉控制方法

4.1 鉸鏈與鎖扣的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

對(duì)于此種車門下沉控制方法，其最關(guān)鍵的因素在于鉸鏈的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，鉸鏈的交付狀態(tài)，活動(dòng)頁板與固定頁板由襯套及臨時(shí)軸聯(lián)接，區(qū)別于其它結(jié)構(gòu)的鉸鏈，此種鉸鏈的固定頁板與活動(dòng)頁板在臨時(shí)軸拔出后是可以分離的，同時(shí)，鉸鏈的兩個(gè)定位銷分別布置在下鉸鏈的固定頁板與活動(dòng)頁板。這些因素是此種車門下沉控制方法的關(guān)鍵。

圖1 鉸鏈結(jié)構(gòu)

與鉸鏈結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的，鎖扣的結(jié)構(gòu)也完全不同。如下圖2，鎖扣的定位方式由之前所述的通過螺栓擰緊定位（無定位銷），變化為定位銷定位，意味著鎖扣將不能調(diào)整。

圖2 鎖扣結(jié)構(gòu)

4.2 車門的裝配工藝

第一步，將鉸鏈通過樣架裝配于車門；第二步，將車門與鉸鏈總成通過假鎖扣與工裝裝配于車身；第三步，拆卸鉸鏈臨時(shí)軸，活動(dòng)頁板隨車門進(jìn)行部件分裝，固定頁板隨車身進(jìn)行部件分裝；第四步，合裝車門，插入鉸鏈最終軸。如圖3，與常見的車門裝配工藝不同，此種方法在焊裝裝配車門時(shí)就通過假鎖扣的定位精確地確認(rèn)了門鎖的位置（對(duì)應(yīng)圖3中定位Y2、Z2），給車門預(yù)留了一定的可以調(diào)整的上旋量，即車門及附件重力帶來的下沉量，同時(shí)，因?yàn)檐囬T分裝至重新合裝的過程，固定頁板與活動(dòng)頁板的位置均沒有發(fā)生變化，幾乎可以認(rèn)為，重新插入鉸鏈軸銷后，車門的定位沒有變化，僅車門下沉量這一個(gè)變化因素，所以在上旋量與下沉量相匹配的情況下，門鎖與鎖扣的嚙合通過車門的下沉自動(dòng)保證，則無需后續(xù)的返修來實(shí)現(xiàn)。

圖3 車門定位

4.3 車門下沉調(diào)試方法

那么，如何來匹配車門的上旋量與下沉量呢？一方面，如圖4，前期需要進(jìn)行CAE計(jì)算，以便從設(shè)計(jì)上保證此種工藝的可行性，包括車門鉸鏈CAE計(jì)算以確認(rèn)鉸鏈剛性符合設(shè)計(jì)要求，以及白車身CAE計(jì)算，以便確認(rèn)白車身系統(tǒng)剛性符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。以上的計(jì)算結(jié)果用于優(yōu)化鉸鏈的結(jié)構(gòu)、材料、車門鉸鏈加強(qiáng)板的結(jié)構(gòu)、材料等，直至理論下沉量符合設(shè)計(jì)要求，以便確保工業(yè)化過程車門下沉的可控性。

圖4 CAE計(jì)算

在定義得以保證的基礎(chǔ)上，另一方面需要通過線外階段的跟蹤來確認(rèn)實(shí)際的下沉量，即包括裝配鎖扣上旋量，其軸銷用于打緊鉸鏈時(shí)車門的定位，與車門門鎖處的U型槽間隙0.1mm，以及檢測(cè)鎖扣的上旋量，其軸銷用于白車身出焊裝時(shí)，車門下沉量的檢測(cè)，與車門門鎖處的U型槽間隙1.5mm。以上兩個(gè)上旋量的值通過在車門上劃線測(cè)量獲得。通過跟蹤，尋找到車門操作最佳狀態(tài)的車門門鎖與鎖扣的干涉量（通常公差為±0.75，并且中值不是0）以及車門整個(gè)過程的下沉量，就得到了裝配鎖扣和檢測(cè)鎖扣的上旋量。通常下沉量越大，現(xiàn)生產(chǎn)階段的散差就越大，理想狀態(tài)將下沉量控制在2.5±0.75mm。這樣，現(xiàn)生產(chǎn)階段只要做好相應(yīng)的監(jiān)控，整車下線狀態(tài)車門的下沉量便得以保證。

5 結(jié)語

（1）區(qū)別與常見的車門姿態(tài)控制方法，本文詳述的方法以工裝的定位及后期的監(jiān)控取代了人工的返修，優(yōu)化人員4名，提高了生產(chǎn)效率與產(chǎn)品的一致性，符合流水作業(yè)。

（2）同時(shí)這種方案在現(xiàn)生產(chǎn)階段具有一定的靈活性，在復(fù)雜的工藝過程中，如果某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，通過調(diào)整工裝可以快速的重新匹配，保證高生產(chǎn)節(jié)拍下，產(chǎn)品的質(zhì)量和客戶的需求。