淺談汽車(chē)前風(fēng)擋安裝設(shè)計(jì)及裝配工藝

劉小兵，劉艷坤，陶廷君

（浙江合眾新能源汽車(chē)有限公司，浙江 桐鄉(xiāng) 314500）

引言

隨著汽車(chē)制造行業(yè)的發(fā)展，制造產(chǎn)能和裝配質(zhì)量則考驗(yàn)組裝廠整體實(shí)力，也給產(chǎn)品設(shè)計(jì)者提出挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)出在一定節(jié)拍條件下操作者能輕便、準(zhǔn)確的進(jìn)行裝配來(lái)滿足其功能的產(chǎn)品。本文重點(diǎn)解析前風(fēng)擋在車(chē)身鈑金上的安裝設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和如何實(shí)現(xiàn)前風(fēng)擋與車(chē)身粘接裝配工藝兩大模塊。

1 前風(fēng)擋在車(chē)身鈑金上的安裝設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

1.1 前風(fēng)擋玻璃設(shè)計(jì)原則

前風(fēng)擋玻璃的造型設(shè)計(jì)直接影響到駕駛員的視野、車(chē)行阻力和車(chē)行安全以及玻璃加工的難度，在設(shè)計(jì)時(shí)不僅遵循法規(guī)的要求，還要符合不局限于以下設(shè)計(jì)要求：1）一般玻璃上端和兩側(cè)都有包邊膠條，包邊的型式有三種：一邊包邊、兩邊包邊、三邊包邊，根據(jù)造型的特征確定包邊類型；2）前風(fēng)擋玻璃安裝通常設(shè)計(jì)有定位銷(xiāo)、限位座及限位塊的結(jié)構(gòu)，并防止前風(fēng)擋玻璃因自身重力下滑；3）前風(fēng)擋玻璃與周邊的配合設(shè)計(jì)（打膠中心線與鈑金止口距離一般不小于8mm、玻璃面與鈑金面之間的面差一般不小于2mm、玻璃邊緣與鈑金間隙一般在4～7mm 等等）；這樣的設(shè)計(jì)要求才能保證前風(fēng)擋玻璃安裝精準(zhǔn)、操作便捷、實(shí)現(xiàn)功能。圖1 為某前風(fēng)擋玻璃設(shè)計(jì)實(shí)圖、圖2 為某前風(fēng)擋玻璃限位座實(shí)圖。

圖1 為某前風(fēng)擋玻璃設(shè)計(jì)實(shí)圖

圖2 為某前風(fēng)擋玻璃限位座實(shí)圖

1.2 前風(fēng)擋安裝車(chē)身鈑金孔設(shè)計(jì)

為保證前風(fēng)擋在車(chē)身安裝面上位置的一致性且保證前風(fēng)擋玻璃在車(chē)身Y 向及Z 向不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，前風(fēng)擋玻璃上需設(shè)計(jì)定位銷(xiāo)結(jié)構(gòu)，通過(guò)定位銷(xiāo)將前風(fēng)擋玻璃卡入到相對(duì)的車(chē)身鈑金定位孔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)其準(zhǔn)確定位安裝及制造一致性；另一方面，為防止前風(fēng)擋玻璃與車(chē)身鈑金安裝面接觸可能會(huì)導(dǎo)致玻璃開(kāi)裂，在前風(fēng)擋玻璃內(nèi)表面四周通常也設(shè)計(jì)限位塊結(jié)構(gòu)，來(lái)確保前風(fēng)擋玻璃涂玻璃膠按壓之后，前風(fēng)擋玻璃與車(chē)身安裝面之間的距離符合密封間隙要求（一般設(shè)計(jì)要求前風(fēng)擋玻璃與車(chē)身安裝面的間隙為5～7mm）。圖3 為安裝前風(fēng)擋上部車(chē)身鈑金定位孔圖、圖4 為安裝前風(fēng)擋下部車(chē)身鈑金限位座孔圖。

圖3 為安裝前風(fēng)擋上部車(chē)身鈑金定位孔圖

圖4 為安裝前風(fēng)擋下部車(chē) 身鈑金限位座孔圖

1.3 前風(fēng)擋車(chē)身安裝面寬度要求

前風(fēng)擋玻璃主要由左/右A 柱、頂蓋和流水槽四面車(chē)身鈑金壓邊承載，由于裝配前需要在玻璃上涂HV3 膠，玻璃裝配車(chē)身后需要進(jìn)行壓合；如果壓邊寬度較小，會(huì)造成HV3 膠溢出現(xiàn)象，所以在設(shè)計(jì)鈑金壓邊時(shí)，須增加玻璃膠作用面積，通常情況下鈑金壓邊寬度不小于20mm。

1.4 前風(fēng)擋安裝車(chē)身鈑金拐角設(shè)計(jì)

為了保證前風(fēng)擋玻璃的密封性，一方面在設(shè)計(jì)時(shí)須考慮加大前風(fēng)擋玻璃膠與車(chē)身安裝面以及玻璃膠與擋風(fēng)玻璃之間的有效接觸面積，另一方面須根據(jù)工藝可實(shí)施的膠高和膠寬增加車(chē)身鈑金安裝面的寬度。前風(fēng)擋安裝車(chē)身鈑金的四個(gè)拐角一定要設(shè)計(jì)成圓弧狀；如果牙邊拐角設(shè)計(jì)成直角，玻璃膠軌跡則為圓弧狀，兩者之間無(wú)法重合，存在有玻璃膠懸空風(fēng)險(xiǎn)，起不到密封作用。圖5 為安裝前風(fēng)擋上部車(chē)身鈑金圓弧結(jié)構(gòu)圖、圖6 為安裝前風(fēng)擋下部車(chē)身鈑金圓弧結(jié)構(gòu)圖。

圖5 為安裝前風(fēng)擋上部車(chē)身鈑金圓弧結(jié)構(gòu)圖

圖6 為安裝前風(fēng)擋下部 車(chē)身鈑金圓弧結(jié)構(gòu)圖

2 前風(fēng)擋玻璃與車(chē)身粘接裝配工藝

汽車(chē)安全玻璃按照工藝可分為夾層玻璃、鋼化玻璃、區(qū)域鋼化玻璃、中空安全玻璃、塑玻復(fù)合材料等。而汽車(chē)前風(fēng)擋玻璃一般采用夾層玻璃，即在兩片玻璃之間夾一層聚乙烯醇縮丁醛膜，具有高強(qiáng)度和高韌性、強(qiáng)抗碰撞能力和高透明的特點(diǎn)[1]。

汽車(chē)前風(fēng)擋玻璃與車(chē)身粘接，成為車(chē)身結(jié)構(gòu)的重要組成部分之一，是汽車(chē)重要的結(jié)構(gòu)振動(dòng)傳遞途徑和結(jié)構(gòu)噪聲輻射部件[2]。經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，前風(fēng)擋玻璃安裝主要由橡膠密封條固定、橡膠密封條-膠粘劑固定和直接膠粘劑固定三種方式。直接采用膠粘接固定方式其密封性和彈性突出，能將風(fēng)擋玻璃和車(chē)身緊密結(jié)合為一體，既增強(qiáng)車(chē)身剛性，又保證密封效果，從而保證汽車(chē)安全性等優(yōu)點(diǎn)。以下對(duì)直接膠粘劑固定方式進(jìn)行概述。圖7 為粘接工藝分層示意圖。

圖7 為粘接工藝分層示意圖

2.1 清潔粘接面

將干凈的玻璃清潔布倒取適量活化劑，沿著前風(fēng)擋玻璃和窗框的粘接面按順時(shí)方向擦拭(通常擦拭活化劑寬度為21～28mm)，如發(fā)現(xiàn)擦拭后的清潔布變色、積聚灰塵時(shí)須及時(shí)更換新的玻璃清潔布；其次活化劑擦拭后，室溫涼置0.5～5分鐘（晾置時(shí)間隨溫度條件而調(diào)整，一般情況下夏季可縮短，冬季可適當(dāng)延長(zhǎng)時(shí)間）。

2.2 涂底漆劑

先用毛刷取適量底漆劑沿前風(fēng)擋玻璃和窗框的粘接面按順時(shí)方向薄而均勻的涂抹（厚度：50～60g/m2、寬度為粘接寬度的1.5～2.5 倍，通常情況下底漆寬度為13～15mm）；室溫涼置2～5 分鐘，待底漆劑干燥后進(jìn)行下道工序。針對(duì)底漆涂刷前必須有專用設(shè)備充分的震蕩才能涂刷；當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，采取用手來(lái)回震蕩，使其分散均勻，防止沉淀；直到聽(tīng)到有滾珠響聲即可使用。圖8 為某車(chē)型前風(fēng)擋涂底漆劑示意圖。

圖8 為某車(chē)型前風(fēng)擋涂底漆劑示意圖

2.3 涂粘接密封膠

涂膠機(jī)器人按照產(chǎn)品定義和工藝實(shí)施要求的涂膠軌跡對(duì)前風(fēng)擋玻璃進(jìn)行涂HV3 膠，通常要求寬度一般為8～10mm、高度12～14mm 的標(biāo)準(zhǔn)；在噴涂過(guò)程中，膠須呈連續(xù)均勻的直線型，特別是拐角處和打膠起止點(diǎn)要保證不缺膠、膠不堆積、拉絲和倒膠等現(xiàn)象。

2.4 裝配及粘接固定

先在窗框下部車(chē)身鈑金安裝孔裝配限位座；其次，操作人員通過(guò)吸盤(pán)將前風(fēng)擋玻璃搬運(yùn)到裝配工位，依次把前風(fēng)擋玻璃主次定位銷(xiāo)卡入到車(chē)身鈑金定位孔內(nèi)；再次，觀察前風(fēng)擋玻璃四周間隙及平度等是否合格，如不滿足狀態(tài)，則進(jìn)行調(diào)整；而后用手掌輕壓或拍打至貼合平整；最后，用壓敏膠帶或固定夾具定位前風(fēng)擋玻璃與車(chē)身，一般固化時(shí)間為12～ 18 小時(shí)。

3 小結(jié)

本文圍繞前風(fēng)擋玻璃在車(chē)身鈑金上的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，從設(shè)計(jì)角度來(lái)規(guī)避質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也降低因設(shè)計(jì)缺陷造成的經(jīng)濟(jì)損失；另一方面通過(guò)前風(fēng)擋玻璃與車(chē)身粘接裝配工藝來(lái)滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)的有效性和一致性；不論是設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的合理性還是工藝實(shí)施的可行性都在不斷提升整車(chē)品質(zhì)和用戶的口碑。