基于汽車后舉門內(nèi)飾板匹配問題的分析及改進(jìn)研究

姜偉民　周翰　王子豪　吳凱亮

摘 要：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]。文章針對汽車后舉門內(nèi)飾板安裝匹配過程中存在的問題展開研究，綜合后舉門的造型、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與裝配工藝等因素進(jìn)行了全面分析，對造成后舉門內(nèi)飾板安裝不當(dāng)?shù)脑蜻M(jìn)行了探討，并結(jié)合實(shí)際的匹配過程提出了優(yōu)化改進(jìn)方案，試裝結(jié)果表明，驗(yàn)證方案能有效解決內(nèi)飾板的安裝問題，提升了安裝精度與可靠性，為汽車內(nèi)飾的安裝問題分析與改善研究提供了參考。

關(guān)鍵詞：內(nèi)飾板；裝配尺寸；改進(jìn)方法研究

1 引言

隨著生活水平的提高與汽車行業(yè)的迅速發(fā)展，消費(fèi)者對于汽車內(nèi)飾的要求越來越高，除了滿足基礎(chǔ)的安全性與環(huán)保性的要求外，人們對于汽車內(nèi)飾的舒適性、美觀性、提出了更高的要求，汽車內(nèi)飾件設(shè)計與安裝的合理性已成為評價汽車設(shè)計成功與否的重要指標(biāo)[2]。

汽車后舉門內(nèi)飾板作為保障汽車安全功能與匹配整體協(xié)調(diào)性的重要內(nèi)飾，在實(shí)際的安裝與使用過程中易產(chǎn)生各類問題，如變形、松動、與裝配困難等問題對車間生產(chǎn)效率與整車感知質(zhì)量造成了嚴(yán)重影響。針對后舉門此類問題各大車企已進(jìn)行了多樣化的研究，2015年，李莫丹對某車型尾門飾板變形問題展開研究，從產(chǎn)品加工工藝與操作標(biāo)準(zhǔn)方面對問題根源進(jìn)行了探討，提出了調(diào)整注塑工藝及減少操作人員的多余動作等措施有效保證了零件狀態(tài)的穩(wěn)定性[3]；錢志林通過Mold Flow 分析軟件對車尾門飾板的變形問題進(jìn)行探討，提出增加飾板增加翻邊的措施增強(qiáng)零件強(qiáng)度以抗變形，方案結(jié)果經(jīng)溫度交變實(shí)驗(yàn)得到了有效驗(yàn)證[4]；2016年，李卉針對某車型后舉門內(nèi)外板關(guān)鍵部位進(jìn)行了CAE分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計分析，通過制定窗框加強(qiáng)板形狀的規(guī)整和焊點(diǎn)數(shù)量增加的舉措，有效解決了內(nèi)外板開裂的問題[5]，綜上所述，汽車后舉門內(nèi)飾板的安裝不當(dāng)將會引發(fā)使用過程中的各類問題，如何全面分析安裝過程的影響因素、制定有效的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案與安裝定位要求是保證內(nèi)飾板可靠性能的關(guān)鍵。

本文從公司某款車型的后舉門飾板安裝問題著手，分析造成安裝困難與變形的原因，并結(jié)合實(shí)車安裝匹配制定相應(yīng)的改善措施，以期圓滿解決該問題，為后舉門的內(nèi)飾板設(shè)計與安裝提供參考與指導(dǎo)。

2 問題描述及原因分析

如圖1所示，汽車后舉門內(nèi)飾板的數(shù)模設(shè)計結(jié)構(gòu)，內(nèi)飾板分為上、下部分，拼接完成后的內(nèi)飾板整體通過卡扣和銷子定位安裝在后舉門鈑金上，其決定安裝效果的關(guān)鍵配合區(qū)域主要是上下飾板匹配區(qū)域A、門飾板與玻璃間隙匹配區(qū)域B，各區(qū)域的安裝DTS要求如表1所示，表中可知門飾板在設(shè)計上可以得到有效的定位與安裝。

2.1 問題描述

所研究的后舉門內(nèi)飾板的安裝過程中主要問題如下：安裝完成后的A區(qū)域在裝配時存在間隙不滿足要求的情況，致使上、下內(nèi)飾板難以對齊，且在B區(qū)域存在裝配間隙過大超出DTS要求的情況，安裝時需要進(jìn)行多次調(diào)整，致使匹配安裝過程效率低下。

2.2 原因分析

本文根據(jù)SGM尺寸工程的工作流程的系統(tǒng)開發(fā)框架，由以下四個維度對導(dǎo)致以上兩個安裝問題的可能因素進(jìn)行詳細(xì)的列舉與模塊化研究，問題研究思路如圖2所示：

由問題分析原因可知，門飾板之間或其與后檔玻璃的匹配問題可能來源于以下因素：

（1）造型。考慮到產(chǎn)品造型的敏感性和復(fù)雜性對DTS可達(dá)性有最直接的影響，應(yīng)對門飾板的造型設(shè)計因素進(jìn)行審核；

（2）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。門飾板的安裝問題是零件可靠性差的直接表現(xiàn)，這與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計要求的良好可靠度和容差性相違背，需進(jìn)一步探究產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理性；

（3）裝配工藝。根據(jù)經(jīng)典的“人機(jī)料法環(huán)”原則，人為因素是造成零件裝配問題的重要來源，本文將內(nèi)飾板零件裝配順序?qū)Τ叽绲挠绊懻归_討論；

（4）其他。包括裝配零件的材料因素的影響分析。

2.2.1 造型

內(nèi)飾板主要的設(shè)計造型分為上、下部分與三合一造型兩種形式，考慮到現(xiàn)有車型中兩種造型的后舉門內(nèi)飾板均已有成熟的產(chǎn)品，故產(chǎn)品的造型并不是引起內(nèi)飾板與玻璃配合面安裝問題的影響原因，通過橫向?qū)Ρ鹊姆椒ㄅ懦煨鸵蛩亍?/p>

2.2.2 結(jié)構(gòu)

（1）定位結(jié)構(gòu)原因

內(nèi)飾板的安裝結(jié)構(gòu)要求圖與卡扣安裝分別如圖3、圖4所示，內(nèi)飾板的三個主定位點(diǎn)通過卡扣安裝在鈑金上，然而此種定位方式存在一定的問題，由于當(dāng)前使用的三種卡扣在U/D方向上均存在至少0.5mm的間隙余量，無法對內(nèi)飾板進(jìn)行有效地精確定位與穩(wěn)固，導(dǎo)致上、下飾板在匹配安裝時間隙要求無法得到保證，進(jìn)而引起上下部分的安裝間隙過大的裝配問題。

（2）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)干涉

后舉門內(nèi)飾板的結(jié)構(gòu)也是導(dǎo)致匹配問題的重要因素，針對內(nèi)飾板與后風(fēng)擋玻璃的配合尺寸問題，本文對每道零件的安裝工位前后進(jìn)行了多次測量，試圖找出不同零件安裝帶來的配合間隙貢獻(xiàn)量，內(nèi)飾板與后擋總裝的在線測量的數(shù)據(jù)結(jié)果如表2所示。

由表中數(shù)據(jù)可知，在后舉門的門鎖安裝工序前后造成了約2.5mm的巨大間隙貢獻(xiàn)量，造成門鎖安裝后裝配尺寸超差，通過分析門鎖附近位置發(fā)現(xiàn)內(nèi)飾板內(nèi)側(cè)筋與后舉門鎖相干涉，引起飾板變形導(dǎo)致與玻璃的配合間隙增大，造成干涉的內(nèi)側(cè)筋結(jié)構(gòu)如圖5。

2.2.3 工藝

安裝工藝中的安裝順序?qū)Ξa(chǎn)品的定位和安裝效果會產(chǎn)生一定的影響[6]，如圖6，在后舉門內(nèi)飾板安裝DTS要求中，上飾板的安裝定位依靠與下飾板相配合處的E基準(zhǔn)，然而在實(shí)際裝車和TAC時，上飾板先于下飾板安裝，導(dǎo)致不存在E基準(zhǔn)定位，造成該區(qū)域上飾板與風(fēng)擋F、A間隙檢具和TAC評估結(jié)果差異，造成上飾板的安裝精度下降，帶來上下飾板的安裝困難問題。

2.2.4 工藝

本車型后舉門內(nèi)飾板采用發(fā)泡注塑材料澆鑄而成，發(fā)泡注塑制品因其具備減振消聲、隔熱耐磨與質(zhì)量較輕等優(yōu)良性能，正逐步替代傳統(tǒng)金屬以及合金材料廣泛用于汽車內(nèi)外飾件、本體結(jié)構(gòu)部件[7]，然而，發(fā)泡注塑零件的軟體特性導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸保持性差、表面質(zhì)量精度不高，這些都是引起內(nèi)飾板定位于安裝間隙不符合要求的因素，此外，由于發(fā)泡注塑零件較軟，來自鎖殼加強(qiáng)筋干涉變形又進(jìn)一步放大了門飾板的變形量。

3 問題解決方案與驗(yàn)證結(jié)果

在對后舉門內(nèi)飾板的安裝問題全面分析的基礎(chǔ)上，針對上述因素進(jìn)行改進(jìn)研究，并結(jié)合實(shí)際的安裝匹配探索合理的解決方案。

（1）采用定位銷的定位結(jié)構(gòu)代替原有的卡扣定位，如圖7所示，定位銷結(jié)合型面的定位方式滿足零件可靠定位的321原則，定位銷與鈑金卡接孔屬于過盈配合，此種安裝方式的移動自由量較小從而消除卡扣帶來的內(nèi)飾板定位float量，增加了上、下內(nèi)飾板間的安裝精度。

（2）為消除內(nèi)飾板與后舉門鎖的干涉異常，采取將內(nèi)飾板的內(nèi)側(cè)筋割去，分別保留2.0mm或 0.5mm的改進(jìn)方案，經(jīng)過在線安裝匹配驗(yàn)證，玻璃與門飾板的安裝間隙得到有效控制，匹配結(jié)果如下表：

①筋保留0.5mm高度

飾板與玻璃間隙3.75mm—4.75mm（DTS：3+/-2.0）

飾板與鈑金間隙0.5mm—1.25mm（DTS：0-1.0）

②筋保留2.0mm高度

飾板與玻璃間隙4.5mm—5.5mm（DTS：3+/-2.0）

飾板與鈑金間隙0.25mm（DTS：0-1.0）

由匹配可以觀測得知，兩種方案均能達(dá)到DTS匹配標(biāo)準(zhǔn)，由于飾板與后檔玻璃的間隙為非關(guān)注區(qū)域，所以，建議采用第二方案，并將飾板與玻璃間隙的GA在線控制標(biāo)準(zhǔn)改為3mm +3mm/-1mm。

（3）圖紙基準(zhǔn)與安裝順序改進(jìn)，取消圖紙上的E基準(zhǔn)，檢具上原有E基準(zhǔn)不再使用。改為將上飾板的D基準(zhǔn)（與下飾板配合區(qū)域）在GD&T中作為主基準(zhǔn)，來控制上飾板的F、A向定位，并在實(shí)際裝車和TAC時改變安裝順序，使得下飾板先于上飾板安裝，依靠下飾板定位上飾板的F、A方向，此外，在圖紙上增加先檢測后定位的要求，使得上下飾板的定位相對合理。

改進(jìn)前后的裝車驗(yàn)證結(jié)果如圖8，可知安裝順序與圖紙基準(zhǔn)改進(jìn)后的內(nèi)飾板安裝質(zhì)量得到明顯地提升。

（4）將發(fā)泡注塑材料更換為傳統(tǒng)注塑材料，即可有效消除材料因素帶來的尺寸異變，進(jìn)一步解決內(nèi)飾板尺寸偏差與安裝困難的問題。

4 結(jié)語

本文對汽車后舉門的內(nèi)飾板安裝困難問題展開研究，圍繞造型設(shè)計、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、安裝工藝與材料等個方面進(jìn)行討論，全面分析各因素對內(nèi)飾板安裝困難的詳細(xì)原因，結(jié)合實(shí)車安裝匹配驗(yàn)證得到以下結(jié)論：

（1）內(nèi)飾板的卡扣定位存在較大的float量，導(dǎo)致安裝精度下降，采用定位銷結(jié)構(gòu)能有效改善安裝質(zhì)量。

（2）內(nèi)飾板內(nèi)側(cè)筋與舉門鎖存在干涉，引起內(nèi)飾板與玻璃配合面的間隙過大，建議將內(nèi)側(cè)筋削減為2mm以消除干涉。

（3）后舉門內(nèi)飾板的安裝圖紙與安裝順序欠妥，宜將上飾板圖紙中的D基準(zhǔn)作為安裝主基準(zhǔn)，并優(yōu)先安裝下飾板。

（4）后舉門內(nèi)飾板材料應(yīng)優(yōu)先選取傳統(tǒng)注塑材料以增加飾板剛度與抗干擾性，保證飾板的安裝間隙要求。

以上研究與改進(jìn)措施確保后舉門內(nèi)飾板的裝配狀態(tài)滿足DTS 的設(shè)計要求，有效地提升內(nèi)飾的美觀體驗(yàn)，同時降低了制車過程的修模成本，對汽車內(nèi)飾件的設(shè)計與應(yīng)用具有一定的價值。

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