整車防腐技術下的汽車保險杠導向件設計

秦際靜

（上汽大眾汽車有限公司，上海 201805）

引言

隨著近年汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展和汽車市場規(guī)模的不斷擴大，汽車車身腐蝕已經成為人們日益關注的問題，用戶對車身材料的要求越來越高，汽車零部件的防腐質量也越來越受到重視[1]。汽車零部件的材料主要以金屬為主，在長期使用過程中，濕熱的自然環(huán)境會日漸侵蝕金屬零部件，車輛銹蝕不僅會影響汽車外觀和用車感受，還直接影響到結構強度、安全性能和使用壽命[2]。因此，整車不同部位的腐蝕防護至關重要。

本文結合某車型前后保險杠的研發(fā)，在確保安裝質量要求和生產制造工藝的前提下，提出了一種新型保險杠導向件的設計方法，可以滿足最新的防腐功能要求，適用于前后保險杠在車身鈑金區(qū)域的固定。

1 傳統(tǒng)方案下的前后保導向件

導向件是汽車前后保險杠固定到車身鈑金的中間連接零件，通常在生產線上先將導向件固定到車身鈑金上，其次再將保險杠通過與導向件的卡扣連接固定到車身上。

在傳統(tǒng)方案中，前保險杠與翼子板、后保險杠與側圍之間都是0mm分縫，在車輛長期行駛過程中，車輛的振動和顛簸會引起塑料保險杠的脫模分型線不斷摩擦翼子板及側圍，造成鈑金上油漆脫落，進而產生腐蝕問題，如圖1所示。

1.1 傳統(tǒng)方案的前保導向件

前保導向件是用于固定前保險杠總成到翼子板上的支撐件，如圖2所示，它同時控制保險杠總成與翼子板的分縫，在各種苛刻條件下穩(wěn)定不脫開，通常采用POM材料。傳統(tǒng)方案的前保險杠與翼子板之間是0mm分縫，如圖3所示。前保險杠的分型線會不斷摩擦翼子板，造成鈑金上油漆脫落，進而產生腐蝕問題。

圖1 傳統(tǒng)方案的鈑金腐蝕情況

圖2 前保險杠通過前導向件固定到車身上

圖3 翼子板與前蒙皮0mm分縫

1.2 傳統(tǒng)方案的后保導向件

圖4 后保險杠通過后導向件固定到車身上

圖5 側圍與后蒙皮0mm分縫

后保導向件的功能和前保導向件類似，是用于固定后保險杠總成到側圍上的固定零件，如圖4所示，通常采用PP-TD20或是PP加玻纖的材料。同樣，傳統(tǒng)方案的后保險杠與側圍之間的分縫是0mm，如圖5。

2 現有解決方案

一些車企為了解決該位置處的腐蝕問題，通常會在保險杠和鈑金件之間貼塑料薄膜，以避免兩個零件之間的摩擦。目前已知的方案有將薄膜貼在鈑金上，以及將薄膜貼在塑料保險杠上兩種方案。

2.1 薄膜貼在鈑金上

在貼膜之前，需要增加一個輔助定位工裝，來確保貼膜位置的準確性，貼完之后再將該定位工裝拿掉，如圖6。由于這個步驟需要在生產線上完成，會增加安裝工時從而影響生產節(jié)拍，輔助工裝定位以及薄膜同樣會使整車成本上升。同時由于薄膜與保險杠的相對位置無法保證，在極端情況下仍然存在腐蝕風險。

圖6 貼膜貼在鈑金上

2.2 薄膜貼在保險杠上

貼在塑料保險杠上的薄膜類似于雙面膠帶，這個步驟是在保險杠供應商處完成的。首先將薄膜的一面貼在保險杠的指定位置，薄膜的另一側有一張保護膜。其次在車間將保險杠安裝到車身上之后，需要將這張保護膜撕下，如圖7，這可以保證薄膜與保險杠的相對位置。但在后續(xù)返工階段，如果需要拆卸后保險杠，也會導致拆卸過程困難。和薄膜貼在鈑金上一樣，此方案也會造成安裝工時以及整車成本的上升。

圖7 貼膜貼在保險杠上

3 帶防腐功能的保險杠導向件設計

本文從“低成本、高效率”的角度考慮，設計了一種帶防腐功能的新型保險杠導向件結構，在不增加額外零件的同時，通過新增的筋片將保險杠的分型線與鈑金件完全隔開，使保險杠的分型線無法接觸到鈑金件，從而達到良好的防腐蝕效果。

3.1 更改分縫定義

首先前提是將前保險杠與翼子板、后保險杠與側圍之間的分縫定義到0.5mm，公差定義在+0.5mm，-0.1mm，先從位置上將保險杠與鈑金件隔開，如圖8。

圖8 將前后保與車身的分縫定義為0.5mm

3.2 增加防腐筋片

其次在導向件上設計了一個厚度小于1mm的筋片，將保險杠和鈑金件完全隔開，使保險杠的分型線無法碰到鈑金件。此筋片和導向件本體是一體式的，不需要增加額外的零件，從而提高整車的經濟性，具體零件如圖9所示。

圖9 帶防腐筋片的具體零件

3.3 防腐筋片模具位置定義

由于筋片的長度較長，會使模具比較深，導致模具加工困難，如果零件直接做到安裝位置，會導致模具尖鐵，局部進料不足的情況。因此，本文從模具設計角度出發(fā)，將筋片的模具位置與安裝位置分離開，出模后的零件需要繞著本體上的轉軸，分別旋轉4°（前導向件）和6°（后導向件）后到達正確的安裝位置，類似鉸鏈結構，截面如圖10（a），圖10（b）。

圖10 （a） 帶防腐筋片的前導向件截面

圖10 （b） 帶防腐筋片的后導向件截面

3.4 防腐筋片各尺寸定義

前保導向件與后保導向件的材料不同，前保導向件是POM，而后保導向件是PP-TD20，所以前后導向件筋片的料厚也不同，由于POM的強度和性能高于PP-TD20，前導向件筋片的料厚為0.7mm，后導向件筋片的料厚為0.8mm。為了保證筋片的分型線不會刮碰到鈑金件，通常將分型線放在筋片頭部的中間位置，如圖11所示。后保導向件由于主拔模方向是Y向，所以模具上需要增加額外的滑塊使分型線位于中間，這樣帶來的優(yōu)點是，后續(xù)可以通過修滑塊的方式來匹配導向件與側圍之間的Z向頂筋，而無需直接修動?；蚨！Ｇ氨蚣緛矶x的主拔模方向就是是Z向，所以不存在類似問題。

圖11 帶防腐筋片的尺寸

結合生產線上裝車的實際情況，需要注意的是，后導向件的轉軸不能離側圍圓角太近，原因是側圍圓角制造公差通常比較大，如果距離過近，會導致后導向件筋片無法旋轉到理論位置，從而阻礙保險杠的安裝，使保險杠和鈑金件的分縫過大。為了避免上述問題，一般防腐筋片轉軸的拐點到側圍圓角至少保持5mm的距離，高度方向至少1mm，如圖12。翼子板的翻邊通常較長，防腐筋片的轉軸離翼子板圓角會比較遠，所以一般來說不存在此問題。

圖12 帶防腐筋片的后導向件與側圍圓角的尺寸要求

3.5 防腐筋片的其他要求

為了滿足導向件防腐筋片轉軸處的強度，寬度需要保證至少5mm，防止筋片在多次轉動后斷裂，如圖13。

圖13 防腐筋片在轉軸處的寬度要求

當導向件與鈑金件的分縫不是一直線時，需在分縫拐角下方將筋片斷開，通常切口的寬度為1mm，從而使筋片得到更好的變形，也便于導向件的安裝，如圖14：

圖14 防腐筋片需在拐角處斷開

為了使保險杠和鈑金件之間的分縫有良好的視覺效果，在允許的條件下，筋片最好能做到整個分縫區(qū)域。否則分段式的筋片會造成保險杠和鈑金件之間的分縫在從視覺效果上不連續(xù)，不美觀，防腐效果也會變差。

3.6 帶防腐功能保險杠導向件的優(yōu)點

此保險杠導向件的方案能夠從根本上解決和規(guī)避鈑金件 在該區(qū)域的腐蝕風險，它不僅能解決相關技術問題還具有如下優(yōu)點：（1）將保險杠的分型線與鈑金件完全隔開，從而達到良好的防腐效果；（2）相比于貼膜，成本具有極大優(yōu)勢，僅僅增加了筋片的材料費；（3）生產線上無需增加額外工序，節(jié)省安裝工時，提高整車生產節(jié)拍；（4）保險杠與鈑金件的分縫在視覺效果上更加均勻；（5）為后續(xù)車型提供直接設計方案，該車型之后的本公司所有車型都在運用。

4 結語

本設計在確保安裝質量要求和生產制造工藝的前提下，通過在傳統(tǒng)保險杠導向件上增加防腐筋片的新型結構設計，滿足了集團最新的防腐功能要求，避免額外的貼膜工藝，大大降低成本，提高生產效率。同時為今后的保險杠導向件研發(fā)提供了新的設計解決方案，為提高企業(yè)的市場競爭力做出了一定的貢獻。并在后續(xù)的運用中，結合實際的裝車情況，優(yōu)化了結構設計，使其更便于安裝。