某車型后擋風(fēng)玻璃包邊結(jié)構(gòu)優(yōu)化及分析

楊湛華、覃大煜

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，柳州 545007）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，居民生活水平越來越高，汽車開始走進(jìn)廣大普通居民的家庭，我國也成為世界上最具潛力的汽車消費(fèi)市場(chǎng)[1]。，后擋風(fēng)玻璃總成安裝于尾門焊合總成形成的窗口，固定構(gòu)件連接包邊和尾門焊合總成。傳統(tǒng)后擋風(fēng)玻璃總成包括后擋風(fēng)玻璃、固定卡扣和外飾密封膠條。

后擋風(fēng)玻璃是汽車的重要組成部分，主要由玻璃原片、油墨、加熱銀漿絲、天線、接頭、墊塊和嵌條等附件構(gòu)成[2]。后擋風(fēng)玻璃結(jié)構(gòu)能否在與尾門鈑金的裝配簡(jiǎn)單化及密封性更良好，將會(huì)決定后擋風(fēng)玻璃結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方向。目前在應(yīng)用的后擋風(fēng)玻璃大概可以分為以下3 種類型。

一是玻璃邊緣既不帶EPDM 密封膠條，也不帶塑料包邊。該結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，成本上比較便宜，多適用于性價(jià)比高而對(duì)外觀性能要求不高的車型。

二是玻璃左右及下邊緣帶EPDM 密封膠條。該結(jié)構(gòu)通過雙面膠帶與玻璃粘接，然后與尾門飾板或者鈑金搭接。此結(jié)構(gòu)存在的缺陷主要是膠條容易與周邊匹配不好，與側(cè)圍、尾門外飾板之間形成老鼠洞，貼合不緊密，并且裝配公差大；在開關(guān)尾門過程中，容易與側(cè)圍摩擦而損壞EPDM 外飾膠條。但是該結(jié)構(gòu)成型簡(jiǎn)單，而且成本上沒有注塑成型的包邊高，目前大部分車型都在用此結(jié)構(gòu)。

三是后擋風(fēng)玻璃下邊緣集成一體注塑成型的包邊結(jié)構(gòu)。這種后擋風(fēng)玻璃結(jié)構(gòu)成型比較困難，對(duì)于后擋風(fēng)玻璃的型面要求比較高。若是包邊帶不銹鋼或者鋁合金亮條的，一般都是貫穿整個(gè)后擋下邊緣的整體亮條結(jié)構(gòu)，這對(duì)于模具的要求會(huì)比較高，在亮條型面及表面質(zhì)量的產(chǎn)品控制也會(huì)比較嚴(yán)格。帶包邊結(jié)構(gòu)的后擋風(fēng)玻璃總成，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中，汽車后擋風(fēng)玻璃結(jié)構(gòu)粘接的外飾膠條裝配公差大和貼合不緊密的技術(shù)問題。

1 后擋風(fēng)玻璃包邊結(jié)構(gòu)故障分析

1.1 傳統(tǒng)后擋風(fēng)玻璃包邊結(jié)構(gòu)原理

傳統(tǒng)后擋風(fēng)玻璃包邊結(jié)構(gòu)類似側(cè)窗類的包邊結(jié)構(gòu)，只是在后擋風(fēng)玻璃下邊緣一體注塑成型。若是帶亮條，亮條可分為與包邊一體注塑或者后卡裝兩種安裝方式。傳統(tǒng)包邊沒有帶固定結(jié)構(gòu)，僅僅通過后擋風(fēng)玻璃上的玻璃膠與尾門鈑金粘接固定。這使得后擋風(fēng)玻璃包邊與后側(cè)窗包邊裝配型面的匹配上，難以保證后擋風(fēng)玻璃包邊端頭與后側(cè)窗包邊端頭的型面平齊，外觀上無法保證匹配質(zhì)量。

傳統(tǒng)后擋風(fēng)玻璃包邊結(jié)構(gòu)主要是由塑料包邊組成，部分帶有鋁合金或者不銹鋼亮條（圖1）。一體注塑成型的包邊結(jié)構(gòu)解決現(xiàn)有技術(shù)中，汽車后擋風(fēng)玻璃結(jié)構(gòu)粘接的外飾膠條裝配公差大和貼合不緊密的技術(shù)難題。

圖1 傳統(tǒng)后擋風(fēng)玻璃包邊結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 傳統(tǒng)后擋風(fēng)玻璃包邊結(jié)構(gòu)故障分析

對(duì)于面積大且具有深彎曲面特征的后擋風(fēng)玻璃，一般采用壓模法成形。在實(shí)際生產(chǎn)中，成形過程的工藝參數(shù)對(duì)玻璃應(yīng)力有著重要影響，成形后的應(yīng)力與玻璃的回彈值密切相關(guān)，從而直接影響玻璃型面的成形質(zhì)量[3]。由于玻璃在注塑前要經(jīng)過切裁、磨邊和打孔工序的生產(chǎn)，所以玻璃可能存在爆邊、劃傷、缺角、磨邊不良和微裂紋等加工缺陷，也有可能存在結(jié)石、氣泡和節(jié)瘤等玻璃原片缺陷[4]。

玻璃在成型上對(duì)于型面會(huì)有偏差，從而會(huì)影響包邊的結(jié)構(gòu)成型。若包邊沒有固定結(jié)構(gòu)，包邊安裝將受限于玻璃型面的波動(dòng)，從而導(dǎo)致后擋風(fēng)玻璃包邊與側(cè)窗包邊之間的面差不平齊。基于玻璃型面影響包邊安裝后的平齊度，傳統(tǒng)包邊結(jié)構(gòu)的后擋風(fēng)玻璃上端有2 個(gè)卡扣卡緊在尾門鈑金上，玻璃下端包邊兩端沒有固定結(jié)構(gòu)與尾門鈑金相連接（圖2）。

圖2 傳統(tǒng)后擋風(fēng)玻璃結(jié)構(gòu)示意圖

由于玻璃下端與鈑金沒有固定的卡接結(jié)構(gòu)，只是利用玻璃密封膠讓玻璃與鈑金相連接，所以導(dǎo)致玻璃包邊無法按預(yù)期貼合尾門鈑金。這造成了后擋風(fēng)玻璃包邊與尾門外板離空，在外觀上有可見的縫隙（圖3）。而且，由于后擋風(fēng)玻璃下端包邊與尾門外板離空而無法貼合，導(dǎo)致包邊與后側(cè)窗包邊表面不平齊。從外觀上來看，后擋風(fēng)玻璃包邊端面高于后側(cè)窗包邊端面，2 個(gè)零件之間的配合形成的面差，外觀匹配質(zhì)量不好（圖4）。

圖3 后擋風(fēng)玻璃包邊與尾門外板離空示意圖

圖4 后擋風(fēng)玻璃包邊與后側(cè)窗包邊面差示意圖

某車型采用了傳統(tǒng)后擋風(fēng)玻璃包邊結(jié)構(gòu)。在零件裝車后，基于設(shè)計(jì)上2 個(gè)玻璃包邊之間是零斷差的基礎(chǔ)，對(duì)10 輛該車型進(jìn)行了測(cè)試。用面差儀測(cè)量后擋風(fēng)玻璃包邊與后側(cè)窗包邊端面之間的面差，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。

表1 傳統(tǒng)包邊結(jié)構(gòu)后擋風(fēng)玻璃包邊與后側(cè)窗包邊端面之間的面差統(tǒng)計(jì)

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)的后擋風(fēng)玻璃包邊沒有固定安裝的結(jié)構(gòu)，基本上后擋風(fēng)玻璃包邊無法與鈑金貼合，存在包邊起翹的情況。在與后側(cè)窗包邊端面的匹配上，都是高于后側(cè)窗包邊端面。對(duì)于整車質(zhì)量要求的平齊度匹配，后擋風(fēng)玻璃包邊與后側(cè)窗包邊端面無法平齊，無法達(dá)到理想的零斷差設(shè)計(jì)目標(biāo)。

2 某車型優(yōu)化的后擋風(fēng)玻璃包邊結(jié)構(gòu)

2.1 優(yōu)化的后擋風(fēng)玻璃包邊結(jié)構(gòu)原理

某車型優(yōu)化的后擋風(fēng)玻璃包邊結(jié)構(gòu)類似側(cè)窗類的包邊結(jié)構(gòu)，也是在后擋風(fēng)玻璃下邊緣一體注塑成型。若是帶亮條，亮條可分為與包邊一體注塑或者后卡裝兩種安裝方式。該包邊結(jié)構(gòu)上帶有固定結(jié)構(gòu)，在包邊上集成一塊用于固定后擋風(fēng)玻璃的金屬嵌件，形成第一安裝孔，在嵌件上帶有用于安裝螺栓的螺栓孔位（圖5）。此固定螺栓將包邊固定在尾門鈑金上，對(duì)于控制后擋風(fēng)玻璃包邊與后側(cè)窗包邊的裝配型面匹配上，很好地保證了后擋風(fēng)玻璃包邊端頭與后側(cè)窗包邊端頭的型面平齊，在外觀上保證匹配質(zhì)量。

圖5 某車型優(yōu)化的后擋風(fēng)玻璃包邊結(jié)構(gòu)示意圖

此固定螺栓將與后擾流板兩側(cè)的飛翼共用一個(gè)尾門鈑金的安裝孔，用同一個(gè)螺栓將后擾流板飛翼及后擋風(fēng)玻璃包邊一起固定在尾門鈑金上。后擋風(fēng)玻璃周邊結(jié)構(gòu)包括后擾流板，后擾流板安裝于尾門焊合總成，圍繞頂側(cè)和兩豎側(cè)設(shè)置，形成有安裝螺栓結(jié)構(gòu)（圖6）。螺釘穿過后擋風(fēng)玻璃包邊第一安裝孔和尾門焊合總成的第二安裝孔，以將包邊、尾門焊合總成和后擾流板三者連接（圖7）。

圖6 后擾流板結(jié)構(gòu)示意圖

圖7 包邊、尾門焊合總成和后擾流板三者連接示意圖

2.2 優(yōu)化的后擋風(fēng)玻璃包邊結(jié)構(gòu)分析

優(yōu)化后的后擋風(fēng)玻璃和包邊還是采用一體成型，在原包邊結(jié)構(gòu)上增加金屬嵌件，嵌件上打有一個(gè)用于螺栓安裝的安裝孔。固定構(gòu)件連接包邊、后擾流板和尾門焊合總成，使包邊更好地貼合尾門焊合總成。運(yùn)用此結(jié)構(gòu)，在另一款車型上進(jìn)行裝配，同樣測(cè)量后擋風(fēng)玻璃包邊與后側(cè)窗包邊端面之間的面差。在零件裝車后，基于設(shè)計(jì)上2 個(gè)玻璃包邊之間是零斷差的基礎(chǔ)上，用面差儀測(cè)量后擋風(fēng)玻璃包邊與后側(cè)窗包邊端面之間的面差，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。

表2 優(yōu)化包邊結(jié)構(gòu)后，后擋風(fēng)玻璃包邊與后側(cè)窗包邊表面之間的斷差統(tǒng)計(jì)

根據(jù)表2的數(shù)據(jù)顯示，后擋風(fēng)玻璃包邊增加固定安裝的結(jié)構(gòu)后，對(duì)于包邊的安裝拉緊有很大的作用，基本上后擋風(fēng)玻璃包邊與鈑金都貼合，不存在包邊起翹的情況。在與后側(cè)窗包邊端面的匹配上，基本上與后側(cè)窗包邊端面平齊，對(duì)于整車質(zhì)量要求的平齊度匹配。后擋風(fēng)玻璃包邊與后側(cè)窗包邊端面基本平齊，達(dá)到比較理想的零斷差設(shè)計(jì)目標(biāo)。

3 結(jié)束語

后擋風(fēng)玻璃包邊連接于后擋風(fēng)玻璃邊沿，利用玻璃膠粘接在尾門外板上。玻璃膠一方面加強(qiáng)整個(gè)車身的強(qiáng)度，另一方面主要增強(qiáng)車輛的被動(dòng)保護(hù)[5]。包邊起到密封、美觀和保護(hù)玻璃的作用，后擋風(fēng)玻璃和包邊采用一體成型，能有效提高后擋風(fēng)玻璃總成的裝配精度。

本研究?jī)?yōu)化了后擋風(fēng)玻璃的包邊結(jié)構(gòu)，利用后擾流板的安裝螺栓，將包邊、后擾流板和尾門焊合總成連接，使包邊更好地貼合尾門焊合總成，對(duì)于防止包邊起翹有明顯的效果。該新型后擋風(fēng)玻璃包邊結(jié)構(gòu)能夠有效降低包邊與側(cè)圍、側(cè)窗及尾門焊合總成之間裝配公差，使包邊貼合更緊密。同時(shí)，利用后擾流板的安裝螺栓能夠起到簡(jiǎn)化裝配工位的作用，有效提高了生產(chǎn)效率。