無框車門玻璃與B柱蓋板的匹配方法

胡瑞 晏志康 王成印

摘? 要：車門主要有三種形式，整體式、分體式和無框式。當選型無框式車門時，車門玻璃與B柱蓋板的匹配效果是側(cè)臉的重點，但此位置尺寸鏈關聯(lián)因子較多，故匹配存在難點。本文對DTS展開說明，通過一款整車的實踐總結(jié)出如何達成小且均勻的間隙面差，并制定了問題排查路徑用于量產(chǎn)階段。

關鍵詞：無框車門；車門玻璃；B柱蓋板；間隙；面差

中圖分類號：U466? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1005-2550（2023）02-0056-04

Research on Matching Method about Glass on Frameless Door with B Pillar Trim

HU Rui， YAN Zhi-kang， WANG Cheng-yin

（ Hozon New Energy Automobile Co.， Ltd.， Jia Xing 314000， China）

Abstract： Autos door have three types， which are integral door， split door and frameless door. When the project select the frameless door， the matching between doors glass and B-pillar trim is conspicuous. This feature is difficulty of matching because the dimension chain is complicated. This article provides an overview of DTS， and introduces a real case of getting a small and even tolerance in a vehicle-level project， and make troubleshooting method which is used in mass production.

Key? Words： Frameless Door; Door Glas; B-Pillar Trim; Gap; Flush

胡? ?瑞

畢業(yè)于安徽理工大學，本科學歷，現(xiàn)就職于合眾新能源汽車有限公司，任主管工程師，主要研究總裝內(nèi)外飾尺寸工程和總裝工藝，已發(fā)表“汽車外觀尺寸精致工藝研究”等論文9篇。

汽車消費主流群體趨于年輕化，消費者對汽車的顏值非?？粗?，在細分市場的爭奪日趨激烈的背景下，各新能源品牌紛紛推出無框車門運動轎跑。在公司第一款無框車門車型開發(fā)階段，后期尺寸參與產(chǎn)品定位策略和玻璃調(diào)整工裝的評審；經(jīng)過投產(chǎn)到量產(chǎn)的實踐后，建立了無框車門玻璃和B柱蓋板的匹配方法，制定了“問題排查路徑”用于量產(chǎn)管控。

1? ? DTS設計概要

在設定DTS時，除了考慮用戶的反饋、對標車型的DTS評價外，更應結(jié)合企業(yè)的研發(fā)和制造能力、品質(zhì)管控和成本控制等因素，綜合確定合理的 DTS[1]。對競品車做測量和對標如圖1所示：

對運動件的DTS定義，需做功能可行性評審，判斷公差極限狀態(tài)下是否有產(chǎn)生運動干涉的風險[2]。無框車門玻璃與B柱蓋板在做運動校核時，要代入玻璃在微升微降中的位移量，即玻璃在上止位時， 電機會進入堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，當玻璃在微降瞬間，電機堵轉(zhuǎn)力釋放，玻璃會向車后方向傾倒，一般≤1.5mm。

有框車門會建模分析窗框部分的預彎量，關鍵要素主要包括鉸鏈軸線、密封條壓縮負荷及壓縮方向，約束條件主要是上下鉸鏈安裝點和門鎖嚙合點三處固聯(lián)點[3]。在無框車門車型中同樣需要對玻璃做預彎分析，無框車門玻璃分為夾層和鋼化玻璃，玻璃的預彎量受密封條的整體密封力和玻璃的楊氏模量影響，一般預彎量設計8.0～12.0mm。鋼化玻璃的楊氏模量高于夾層玻璃，不容易出現(xiàn)玻璃面差高出帶來的玻璃不入槽問題；夾層玻璃需要通過注膠將玻璃夾子與玻璃連接，尺寸精度低于鋼化玻璃；因此鋼化玻璃有利于達成玻璃與B柱蓋板的面差。

2? ? 間隙保證方法

某車型的車門采用分體式鉸鏈裝配方案，鉸鏈分別裝配到車身側(cè)和車門側(cè)，再把車門掛入到車身鉸鏈上。當焊裝裝調(diào)線能保證后門與側(cè)圍間隙、前門與后門間隙時，同時不考慮車門旋轉(zhuǎn)的情況下，通過一維尺寸鏈分別計算后/前門玻璃與B柱蓋板間隙。

后門玻璃和B柱蓋板間隙的尺寸鏈計算結(jié)果如表1所示：

前門玻璃與B柱蓋板間隙的尺寸鏈計算結(jié)果如表2所示，各因子按照過程Cpk=1.0管控時，DTS超差率為0.89%。當間隙超差時，用內(nèi)六角扳手穿過車門鈑金上的工藝孔來調(diào)節(jié)升降器滑塊的Z向螺柱如圖2所示，讓玻璃在Z向形成高低差，進而在X向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

在尺寸鏈環(huán)中，B柱蓋板的間隙匹配輪廓度實際過程能力良好，B柱蓋板上的玻璃表面和定位底座需要進行打膠粘接到一體后供貨，在供應商開發(fā)粘接工裝時，尺寸指導分別用玻璃和底座的定位基準作為工裝基準。

在匹配過程中需要掌握各因子的偏差波動量和中值偏移量，當車身穩(wěn)定后，通過玻璃調(diào)整工裝上的定位偏調(diào)來補償車身和零部件的中值偏移量。以車身的中值偏移進行說明，側(cè)圍的三坐標監(jiān)控點如圖3所示，按照三坐標定義規(guī)則，X向向車尾時偏差為＋，向車頭時偏差為－。后門玻璃在調(diào)整工裝上的X向定位在前端，既B柱側(cè)，偏調(diào)值=（Dev②＋ Dev③）÷2－Dev① ，因為玻璃調(diào)整工裝有上下兩個X向定位滾輪，B柱蓋板和角窗也有上下兩個X向定位，偏調(diào)值＋代表工裝上對玻璃的X向定位向后調(diào)整，－代表將玻璃定位向前調(diào)整。前門玻璃的X向定位在后端，即B柱側(cè)，偏調(diào)值=Dev①－Dev③，工裝上的定位偏調(diào)規(guī)則同上定義。

3? ?面差保證方法

車門玻璃和B柱蓋板的面差公差無法通過尺寸鏈計算得出，包括以下四點原因：①玻璃預彎量的偏差值和密封條壓縮載荷的變化均無線性關系；②一般密封條阻力都會隨使用時間加長而衰減，具體的衰減時間由于廠家和材料不同存在差異，需要廠家提供實測的數(shù)據(jù)得到[4]；③玻璃的檢測方式和檢測基準與裝車不同；④升降器的輪廓對玻璃上端的影響存在杠桿。匹配需要通過實物驗證和對關鍵尺寸監(jiān)控，總結(jié)出以下三項重點工作。

3.1? ?密封條頂出的物理驗證

將玻璃和升降器裝配到CUBING上，通過調(diào)整升降器的上下Y向調(diào)節(jié)螺柱行程，將玻璃的匹配面輪廓調(diào)整到設計預彎量，以三坐標測量玻璃上下點的面差偏差≤±0.5mm為目標。使用滿足壓縮載荷的門洞密封條和水切，按順序裝配內(nèi)水切、外水切、門洞密封條，確認玻璃上與B柱匹配的面差輪廓偏差值≤±0.8mm。此項驗證如果不通過，若可通過調(diào)整密封條載荷達成，在滿足密封功能的情況下對密封條設計載荷重新定義，物理驗證表如表3所示。如果面差效果好，不需要做頂出驗證時，可以通過將玻璃與升降器、密封條在CUBING上集成匹配，分別測量入槽前與入槽后的面差，調(diào)整升降器的上下Y向調(diào)節(jié)螺柱行程，將入槽后的面差控制到±1.0mm，并用同樣的升降器狀態(tài)裝車確認。

3.2? ?升降器與玻璃的集成尺寸

將升降器和玻璃看成整體，通過三維尺寸建模，代入兩個零件的各自公差，計算出玻璃最上端的Y向偏移量公差。在CUBING上裝配升降器與玻璃，若內(nèi)外水切載荷接近，可以同時裝配內(nèi)外水切，用三坐標測量玻璃最上端的Y向偏移量。

3.3? ?焊裝車門裝配的Y向姿態(tài)

將車門裝配的Y向姿態(tài)分解成“車門上下端Y向相對位置”和“車門上端相對側(cè)圍的Y向位置”?！败囬T上下端Y向的相對位置”可通過車門上下端內(nèi)間隙值進行辨別，或?qū)④囬T裝配到車身上并掛配重使用龍門式三坐標測量?！败囬T上端相對側(cè)圍的Y向位置”通過一個開口檢具定位在側(cè)圍上進行測量，如圖4所示；因為是重點尺寸，需要焊裝裝調(diào)線在車門裝調(diào)后進行100%測量確認。

4? ? 量產(chǎn)保證方法

首先要制定關鍵因子的測量監(jiān)控計劃，與各相關方進行會簽。監(jiān)控方式舉例：白車身的功能尺寸由三坐標預警；車門與側(cè)圍的間隙由焊裝CP5預警，對玻璃在調(diào)整設備上的裝配結(jié)果通過設備上的X向、Z向間隙塊進行定期測量；對廠外件的來件報告讓SQE上傳到飛書工作群內(nèi)，如密封條載荷、玻璃升降器上導軌輪廓度重點確認。

其次匯總常發(fā)問題因素用于編制“問題排查路徑”，如圖5所示；對量產(chǎn)工藝和質(zhì)量人員做培訓，培訓中要求“對檢查出的玻璃或升降器的裝配問題需及時通知車門線班組長”。

4? ? 結(jié)論

新結(jié)構(gòu)和新工藝的引入，在設計階段要做好對標、建模和數(shù)據(jù)分析；在投產(chǎn)驗證階段要形成攻關小組，梳理出關鍵要素，提高零件和工藝的穩(wěn)定性；在量產(chǎn)階段要有充足的材料用于交接。通過負責的第一款無框車門的實踐形成了匹配方法，將此方法運用到新一款兩門車型的無框車門項目中，在工廠試生產(chǎn)時，首先對玻璃調(diào)整工裝標定，再做裝配重復性確認，通過10臺車門和車身的測量數(shù)據(jù)，對玻璃調(diào)整工裝的定位進行了偏調(diào)，此縫隙已達成了精致外觀。

參考文獻：

[1]陳強.基于尺寸工程的閉環(huán)質(zhì)量偏差分析系統(tǒng)研究與應用[D].鎮(zhèn)江：江蘇大學，2020.

[2]胡瑞，王輝，張朝歡.汽車外觀尺寸精致工藝研究[J].汽車科技，2021（03），148-151.

[3]歐陽明，劉美麗，趙云聰，等.基于密封條反彈力的汽車車門鈑金預彎設計分析[J]. 汽車實用技術，2016（08），94-98.

[4]梅行益，賀占魁，李濤.玻璃升降系統(tǒng)的載荷計算和效率優(yōu)化[J].汽車工程師，2013（06），52～54.

專家推薦語

聶? ?昕

湖南大學

機械與運載工程學院? 副研究員

無框車門是現(xiàn)在自主品牌汽車開發(fā)的熱點，但是和相關區(qū)域的匹配是難點。本文研究方法有實際指導意義。