某車型前保險杠與翼子板面差匹配問題研究

申小敏，楊 娟

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西柳州545007）

某車型前保險杠與翼子板面差匹配問題研究

申小敏，楊 娟

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西柳州545007）

針對某車型前保險杠與翼子板面差匹配差問題，通過詳細分析，找出了導致該問題的原因，并制定相應的解決措施。樣件的試裝結果說明這些解決措施是有效的，有效地解決了前保險杠與翼子板面差匹配差的問題。

汽車；前保險杠；翼子板；支架；面差

隨著社會經濟的發展，汽車行業的競爭也日趨激烈，人們在汽車的選擇上眼光也越來越挑剔，更多的關注外飾件的細節匹配和美觀性。企業為了在競爭激烈的市場下得以長久的生存，就必須要滿足客戶實際需求，并提高汽車外飾件的品質。前保險杠是整個汽車造型的亮點，其與車身匹配的好壞則體現整個外飾件的品質高低，所以本文主要是從某車型前保險杠與翼子板的面差匹配上研究，找到原因并驗證解決措施，提高汽車品質。

1 問題描述

前保險杠與翼子板面差匹配不合格問題，主要是車輛下線檢測，下線后車輛返修需約45 min，拆裝過程中導致前保連接支架定位銷斷裂報廢，嚴重影響合格率與公司生產效率。問題發生區域如下圖1所示。

圖1 前保險杠與翼子板面差匹配區域

2 問題原因分析

2.1 安裝支架的鈑金孔位置偏差

檢查故障車發現，翼子板和車身存在擋孔和偏孔現象，如圖2所示，擋孔和偏孔強打導致支架裝配偏離設計方向，支架與翼子板間隙超差，引起前保與翼子板面差不合。

圖2 翼子板與車身擋孔、偏孔故障圖

車身鈑金孔實測值與標準值偏差應該在±1.5 mm之內，但是通過對車身鈑金孔上三坐標檢測（抽檢5個批次，每批次2臺），結果顯示支架螺栓安裝孔的位置度超差較大，超差率達80%，如圖3折線圖所示，支架安裝孔偏差，導致支架安裝之后與翼子板的間隙偏離設計值，支架是前保與翼子板匹配的關鍵零件，所以進一步影響了前保與翼子板的面差匹配。

圖3 車身安裝點三坐標波動圖

2.2 支架卡腳變形

當拆開前保之后，測量支架卡腳與翼子板的間隙，得出的結果都與設計值不符，后來用檢具核查支架卡腳的面輪廓度（卡腳面輪廓度公差是±0.25），得出的結果如表1所列。

表1 支架卡腳面輪廓度測量結果

由表1可以知，前保支架卡腳變形，均往后倒，導致前保翻邊與卡腳的卡接量變小，進而導致前保支架卡不住前保翻邊，導致前保外表面往Y向翹起，凸出翼子板外表面，保險杠與翼子板表面出現高度差。

前保支架卡腳變形的原因有以下幾種，下面對造成的原因一一分析，找出主要原因：

（1）材料

前保支架為了輕量化，以塑代鋼，選擇POM（聚甲醛），與以往車型一致，POM的熱變形溫度高達105℃，且各項性能指標實驗結果都符合材料實驗標準，所以排除材料因素。

（2）模具和注塑工藝

冷卻是影響支架變形的關鍵因素之一，影響冷卻的因素又包括模具水路的設計和注塑工藝（冷卻速度和冷卻時間）。一方面，由于受支架結構深度和卡腳位置空間的影響，模具上水路基本只能從零件周圈和表面穿過，無法接近卡腳位置，導致卡腳位置模具溫度過高，引起卡腳收縮變形。另一方面，注塑過程中，冷卻速度慢，冷卻時間短，也會引起零件收縮嚴重。

（3）結構設計

第一，為了保證支架的整體強度，產品上設計了很多筋條支撐，但是又同時為了保證輕量化，筋條的厚度只有1.0 mm，主體壁厚2.5 mm，所有加強筋根本沒有起到加強的作用。

第二，卡腳背部缺少支撐筋，之前是考慮到在前保拍打裝配時，卡腳變形容易，不會出現前保難裝問題，結果現在注塑出來，支架卡腳都往后面倒。如圖4所示。

圖4 某車型前保支架卡腳

綜上分析得出，產品的冷卻不足和結構設計是導致支架變形的主要原因。

2.3 保險杠翻邊強度不足

從故障車上看，保險杠與翼子板匹配翻邊外凸，支架拉不住前保翻邊，拆卸保險杠之后發現，保險杠翻邊外翻變形，根部拉白，使得保險杠翻邊斷裂風險很高，因此得出保險杠翻邊強度弱。經過分析，得出以下兩種是影響翻邊強度的因素：

（1）材料

前保險杠的材料選擇薄壁PP-T20，與以往車型一致，各項性能指標都符合實驗標準，因此排除了材料因素。

（2）結構設計

檢查前保翻邊數據發現，翻邊根部厚度只有0.8 mm，實測只有0.7 mm左右，所以在裝配拍打時，前保翻邊強度弱，根部易出現發白變形的問題，造成無法與支架勾緊。如圖5所示。

圖5 某車型保險杠翻邊

3 解決措施

3.1 安裝支架的鈑金孔位置精度改進

針對支架安裝孔位置偏差波動大的問題，采用焊接工裝對翼子板下安裝支架進行焊接定位，減小支架安裝孔的焊接誤差，將誤差控制在±1.5mm之內。

3.2 控制支架卡腳變形

（1）優化模具水路和注塑工藝

一方面，在支架結構比較深的位置和卡腳部位，模具上優先考慮設計水井，如果在這些位置無法設計水井，則考慮采用鈹銅鑲件，鈹銅散熱性能好，可以使零件表面的溫度盡可能快地散發出去。另一方面，在注塑過程中，增加冷卻速度和冷卻時間，減小支架在注塑過程中的變形。

（2）優化支架結構

一方面，把所有筋條的厚度由1.0 mm加厚到2.0 mm，增加筋條的強度，防止整個支架在寬度和長度方向的收縮變形，如圖6所示；另一方面，在卡腳背面增加厚度為1.5 mm，高度為卡腳高度的2/3的三角筋，支撐卡腳，防止卡腳往后倒，且在卡腳根部倒圓角，防止應力集中變形，如圖7所示。

圖6 某車型支架

圖7 某車型支架卡腳

3.3 增加保險杠翻邊強度

從兩方面優化翻邊結構，增加其強度，一是，取消保險杠翻邊根部減料槽，翻邊根部厚度由0.8mm增加到2.45 mm；二是在翻邊內側根部增加厚度為0.78 mm，高度為3mm的三角加強筋，筋條間距11.6 mm，如圖8、圖9所示。這樣就可以保證在正常裝配時，只要拍打力度合適，保險杠翻邊就不會出現因為強度弱導致根部發白，開裂，進而可以保證保險杠與翼子板的面差匹配。

圖8 優化后的保險杠翻邊截面

圖9 優化后的保險杠翻邊

4 效果檢查

在上述方案實施之后，連續8周對車身支架安裝孔、支架以及前保進行檢查，發現支架鈑金安裝孔已經沒有擋孔、偏孔現象；支架上檢具尺寸合格率已經達到95%，關鍵尺寸已經100%合格；保險杠翻邊已經沒有根部發白、開裂情況。最重要的是，下線檢測保險杠與翼子板的面差幾本都在±0.5 mm設計公差范圍內，不用下線返修，大大提高了生產效率。

5 結束語

文章通過對某車型保險杠與翼子板面差匹配問題進行分析，找出了導致該問題的三個原因，并制定了解決措施。經過對解決措施進行驗證，發現該措施能很好解決了保險杠與翼子板面差匹配的問題。

保險杠與翼子板面差匹配差問題的關鍵因素為車身的制造精度和塑料件的變形，只要車身的焊接精度控制在±1.5 mm之內，并且穩定，問題的合格率至少可以提高1/3.另外塑料件的變形，只要在設計前期采用相關分析軟件進行變形分析，就可以在開模前發現變形區域，針對變形位置優化產品結構。

產品結構設計好壞是零件匹配是否合格的關鍵，從該問題的解決，可以總結出以下對后續車型開發有用的經驗：

（1）支架卡腳背面必須設計厚度為1.5 mm，高度為卡腳高度2/3的筋條，其他筋條厚度為2 mm，這樣可以很好的控制支架的收縮變形；

（2）保險杠與翼子板匹配翻邊無需設計減料槽，根部厚度設計為2.45 mm，背面加筋，這樣大大增加了翻邊強度。

Research on Matching of Frontbumper and Fender Surface ofa Car

SHEN Xiao-min，YANG Juan
（SAIC GM Wuling Automobile Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi 545007，China）

In order to solve the problem of thematching difference between the front bumper and the wing plate of a certain type of vehicle，through the detailed analysis，the cause of the problem is found and the corresponding solutions are formulated.The test results show that these solutions are effective and can effectively solve the problem of poormatching between the front bumper and the wing plate.

automobile；front bumper；fender；bracket

U463

A

1672-545X（2017）04-0123-03 ?

2017-01-03

申小敏（1988-），女，陜西渭南人，本科，工程師，從事汽車外飾件技術研發工作；楊娟（1989-），女，河南信陽人，本科，工程師，從事汽車外飾件技術研發工作。