前蓋隔熱墊匹配方法研究

吳凱亮　姜偉民

摘 要：隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，消費(fèi)者對于汽車的需求已經(jīng)不僅局限于安全性、性價(jià)比及舒適性，客戶對于整車的感官質(zhì)量要求也越來越高。本文針對汽車前蓋與隔熱墊之間的匹配界面展開研究，分別從產(chǎn)品造型、結(jié)構(gòu)及材料等維度進(jìn)行了全面分析，同時(shí)結(jié)合實(shí)際量產(chǎn)項(xiàng)目匹配狀態(tài)，輸出產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，從設(shè)計(jì)角度保證前蓋與隔熱墊之間的0間隙設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，降低產(chǎn)品后期更改費(fèi)用。

關(guān)鍵詞：前蓋隔熱墊;產(chǎn)品結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

1 引言

隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，消費(fèi)者對于汽車的需求已經(jīng)不僅局限于安全性、性價(jià)比及舒適性，客戶對于整車的感官質(zhì)量要求也越來越高。汽車內(nèi)飾件作為人們體驗(yàn)乘駕樂趣、滿足消費(fèi)者心理需求、體現(xiàn)生活品質(zhì)的主要象征，正逐漸受到越來越多消費(fèi)者的關(guān)注[1]。

當(dāng)前階段各大整車廠對于汽車駕駛艙內(nèi)部內(nèi)飾零件匹配質(zhì)量都已積累豐富的工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，例如門飾板與鈑金之間配合，中控臺內(nèi)飾零件之間的配合。本文基于公司精品車策略，為了給客戶留下愉悅的高質(zhì)量感官感受汽車產(chǎn)品，將重點(diǎn)研究前蓋與隔熱墊之間0間隙設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)方法。

2 問題描述及原因分析

2.1 問題描述

汽車前蓋隔熱墊的主要作用是隔絕發(fā)動(dòng)機(jī)熱量傳遞到前蓋，避免前蓋長期處于高溫環(huán)境，影響前蓋油漆顏色。同時(shí)還具有良好的吸音功能，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的噪音。圖1為前蓋與隔熱墊裝配后的示意圖，兩者之間主要依靠推釘與插片進(jìn)行連接。為了提供良好的匹配感官質(zhì)量，實(shí)際項(xiàng)目過程中需要保證前蓋內(nèi)板與隔熱墊之間滿足“0間隙”設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 原因分析

本文基于影響產(chǎn)品匹配的主要因素，從以下四個(gè)維度進(jìn)行了相應(yīng)模塊化研究，問題研究思路如圖2所示：

基于上述問題分析框架圖可知，影響前蓋與隔熱墊之間的匹配因素主要有以下幾類：

1.產(chǎn)品造型：前蓋與隔熱墊匹配區(qū)域的產(chǎn)品造型對視覺感官的影響分析;

2.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：前蓋與隔熱墊連接結(jié)構(gòu)對匹配的影響分析;

3.產(chǎn)品工藝能力：前蓋與隔熱墊匹配區(qū)域零件實(shí)際工藝能力影響分析;

4.產(chǎn)品材料性能：隔熱墊自身材料因素的影響分析。本文將重點(diǎn)就產(chǎn)品造型和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)展開詳細(xì)研究。

2.2.1 產(chǎn)品造型

通過優(yōu)化前蓋與隔熱墊匹配區(qū)域的產(chǎn)品造型，可以從視覺上一定程度上弱化匹配區(qū)域可能出現(xiàn)的間隙問題。通過收集目前量產(chǎn)車型的實(shí)際狀態(tài)，及前蓋內(nèi)板的實(shí)際工藝能力，發(fā)現(xiàn)前蓋內(nèi)板與隔熱墊配合區(qū)域需保證5mm階差即可，如圖3所示。

2.2.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

前蓋與隔熱墊的連接結(jié)構(gòu)如圖4所示，隔熱墊靠近前風(fēng)擋玻璃處采用插片方式連接，其余區(qū)域主要采用推釘，個(gè)別項(xiàng)目采用插片方式.實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)顯示，除風(fēng)擋處插片連接外，其他區(qū)域采用插片連接不利于0間隙匹配。

基于隔熱墊與前蓋間采用推釘連接結(jié)構(gòu)形式，影響兩者之間的間隙因素主要為推釘緊固點(diǎn)離隔熱墊前端的距離及推釘相互之間的間隔距離，如圖5所示：

通過對收集目前量產(chǎn)項(xiàng)目的實(shí)際設(shè)計(jì)距離及匹配狀態(tài)的發(fā)現(xiàn)，推釘距離隔熱墊前端越近，實(shí)際匹配效果越好;距離越遠(yuǎn)，存在兩者之間間隙。推釘之間的距離間距越小，即推釘數(shù)量越多，匹配效果越好。下表1為收集的量產(chǎn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)距離。

考慮前蓋內(nèi)板與隔熱墊間階差導(dǎo)致R角半徑在5mm左右，此外推釘半徑在10到20mm之間，結(jié)合產(chǎn)品公差，建議緊固點(diǎn)距離隔熱墊前端距離在20-30mm之間;同時(shí)考慮安裝及成本原因，推釘之間的間隔距離應(yīng)保持在400mm內(nèi)。

此外，為保證產(chǎn)品本身公差帶來的潛在間隙問題，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，需保證隔熱墊前端和前蓋內(nèi)板具有一定的過盈量，通過項(xiàng)目的驗(yàn)證及工程經(jīng)驗(yàn)累積，建議此處保證1.5mm以上的過盈量，如下圖6所示。

2.2.3 產(chǎn)品工藝能力

前蓋與隔熱墊實(shí)際產(chǎn)品工藝能力對于匹配狀態(tài)也存在一定影響，隔熱墊產(chǎn)品實(shí)際圖紙釋放公差過大，有可能導(dǎo)致零件裝配后存在間隙。通過對當(dāng)前產(chǎn)品工藝能力收集發(fā)現(xiàn)，在兼顧經(jīng)濟(jì)成本的前提下，隔熱墊產(chǎn)品圖紙公差需控制在+/-2mm，且前端可tuning;與前蓋內(nèi)板圖紙公差控制在+/-0.7mm。下表2為收集的量產(chǎn)項(xiàng)目產(chǎn)品圖紙公差。

2.2.4 產(chǎn)品材料性能

當(dāng)前階段前蓋隔熱墊常用的材料主要為玻璃纖維和PU發(fā)泡材料。玻璃纖維材料優(yōu)點(diǎn)為絕緣性好、耐熱性強(qiáng)、抗腐蝕性好，機(jī)械強(qiáng)度高，但缺點(diǎn)是性脆，耐磨性較差。PU發(fā)泡材料優(yōu)點(diǎn)為重量輕、材質(zhì)較軟，邊緣與鈑金過盈設(shè)計(jì)易達(dá)成0間隙[2]。考慮到產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，前蓋與隔熱墊間采用過盈設(shè)計(jì)，以及整車減重需求，前蓋隔熱墊將采用PU發(fā)泡材料。

3 驗(yàn)證與結(jié)論

基于對影響前蓋與隔熱墊匹配間隙主要因素的模塊化研究，并且跟蹤收集后續(xù)項(xiàng)目的實(shí)車匹配狀態(tài)發(fā)現(xiàn)，所有項(xiàng)目匹配狀態(tài)均ok，具體數(shù)據(jù)如表3。

本文基于對前蓋與隔熱墊0間隙匹配的模塊化研究，通過對產(chǎn)品造型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝能力及材料因素的分析，結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目整車匹配狀態(tài)，可以得出以下結(jié)論：

1.造型方面，前蓋內(nèi)板與隔熱墊應(yīng)該有5mm以上的階差，視覺上弱化前蓋與隔熱墊間隙。

2.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，前蓋和隔熱墊除靠近前風(fēng)擋處采用插片形式，其余區(qū)域采用推釘緊固，推釘與隔熱墊前端距離保持在20-30mm之間，推釘之間的間隔距離應(yīng)保持在400mm內(nèi)。

3.產(chǎn)品公差要求，隔熱墊邊緣與鈑金配合處公差要求為+/-2.0mm，且可TUNNING。

4.隔熱墊材料方面，建議使用PU發(fā)泡材料

參考文獻(xiàn)：

[1]曾紅濤.汽車內(nèi)飾設(shè)計(jì)概述[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2015（5）.

[2]李濤.玻纖增強(qiáng)微發(fā)泡注塑薄壁結(jié)構(gòu)件的力學(xué)性能多尺度研究[D].上海交通大學(xué)，2015.