緩沖塊易脫落問題創(chuàng)新解決方案

徐辰強，宗 輝 Xu Chenqiang，Zong Hui

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緩沖塊易脫落問題創(chuàng)新解決方案

徐辰強，宗 輝 Xu Chenqiang，Zong Hui

（長城汽車股份有限公司技術中心 河北省汽車工程技術研究中心，河北 保定 071000）

緩沖塊在汽車車身、底盤上應用廣泛，或用于零部件間的運動緩沖，防止零部件的剛性碰觸；或用于零部件間的限位，保證零部件間的恰當間隙。某款車型改款過程中，因發(fā)動機罩造型變更，發(fā)動機罩前沿的緩沖塊選型變化，緩沖塊高度增加。在試制裝配過程中，較高的緩沖塊出現(xiàn)裝配不牢固、易碰掉的問題，需返工重新裝配，在批量生產(chǎn)情況下勢必影響生產(chǎn)節(jié)拍。通過創(chuàng)新方法的應用，不僅解決了易碰掉問題，還提升了緩沖塊安裝效率以及操作便利性。

緩沖塊；脫落；創(chuàng)新解決

緩沖塊在車輛外觀間隙保證方面發(fā)揮重要作用。通過創(chuàng)新方法的應用解決了細長型緩沖塊安裝后易碰掉問題。

1 問題描述

某車型在年款升級換代過程中，因前、后部造型發(fā)生變化，發(fā)動機罩總成方向抬高，為保證散熱器框架總成、大燈安裝梁等機艙結構的平臺共用，僅對發(fā)動機罩內板成型深度進行加深；然而，在發(fā)動機罩內板深度達到成型深度極限的情況下，仍無法借用原緩沖塊型號；為此，選用了高度更高的緩沖塊。

在試制過程中，發(fā)現(xiàn)緩沖塊因高度較高，如圖1所示，在緩沖塊頂部稍微碰觸就出現(xiàn)掉落的現(xiàn)象，就需返工重新安裝；此情況在試制階段不會影響生產(chǎn)節(jié)拍，但到批量生產(chǎn)階段勢必影響生產(chǎn)節(jié)拍；因此，需快速制定方案，在批量生產(chǎn)之前徹底解決問題。

2 一般解決方法

2.1 支架調整

2.1.1 方案1：支架位置調整

將緩沖塊安裝支架位置向向上隨發(fā)動機罩內板調整，如圖2所示。選用高度較低的緩沖塊2，但由于支架尺寸較小，向上調整后支架無法布置雙排焊點，不滿足要求。

2.1.2 方案2：支架結構變更

打破和基礎車型的平臺借用關系，重新開發(fā)新的緩沖塊安裝支架2，并選用高度較低的緩沖塊2，如圖3所示。如此，零部件尺寸需增大，支架需重新開發(fā)，模具也需重新定制，但能夠解決問題。

2.2 緩沖塊結構變化

2.2.1 方案3：增大緩沖塊下部過盈量

緩沖塊安裝方式如圖4所示，使用向下的旋轉力，將緩沖塊下部旋入支架安裝孔中。增大緩沖塊下部過盈量后，出現(xiàn)安裝困難的問題，且裝配勞動強度大，節(jié)拍不滿足要求，方案不可行。

2.2.2 方案4：改變緩沖塊的固定形式

重新開發(fā)緩沖塊，在緩沖塊中鑄入螺柱，安裝支架上焊接螺母，二者采用螺紋副連接，如圖5所示，方案可行。

3 創(chuàng)新解決方法

3.1 功能模型建立

此模型包含緩沖塊和安裝支架兩部分，如圖6所示。其中，為緩沖塊安裝力，是向下的旋轉力；為安裝緩沖塊的孔徑；1為緩沖塊安裝部位通過的尺寸；2為緩沖塊安裝后與配合部位尺寸；1為碰觸力。要滿足的功能是緩沖塊安裝后在1作用下不容易被碰掉。

3.2 模型分析

對構成系統(tǒng)的緩沖塊、安裝支架進行分析，緩沖塊下部通過與安裝支架安裝孔的過盈配合（1＞）實現(xiàn)不易被碰掉的功能，其實現(xiàn)途徑有

1）加大下部1尺寸；

2）增加緩沖塊下部1硬度。

如此又帶來安裝過程中的新問題，即此過程存在物理沖突：既要緩沖塊下部尺寸1大，又要1尺寸小；既要緩沖塊下部硬度大，又要硬度小。

利用空間分離原理[1]，將沖突的雙方在不同的空間分離，以降低解決問題的難度。緩沖塊下部過盈部分不從孔中通過，便可解決此問題，得到解決方案如圖7所示。其中，為安裝緩沖塊的孔徑；1為緩沖塊安裝后阻止緩沖塊脫落的尺寸；2為緩沖塊安裝后與配合部位尺寸；為V型開口角度；為V型開口根部尺寸。

緩沖塊安裝支架上開V型開口，且緩沖塊安裝孔缺口尺寸小于緩沖塊安裝孔尺寸（2）。安裝時2部位通過V口旋轉裝入支架安裝孔中即可。

3.3 方案確定

3.3.1 創(chuàng)新解決方案

運用創(chuàng)新方法將圓孔安裝改為支架開V型口安裝，從而緩沖塊下部可以實現(xiàn)1尺寸增加或者此部位硬度增大，而不影響安裝，可解決緩沖塊容易被碰掉的問題。

3.3.2 風險評估

緩沖塊安裝支架開V型開口，對更改后的支架進行CAE剛度分析，其剛度滿足使用要求，如圖8所示。

3.3.3 方案確定

在原設計方案上進行微小變動，實現(xiàn)同基礎車型的平臺化設計；同時，安裝效率較原來提高 2 s/個。最終設計方案如圖9所示。

4 創(chuàng)新方案效益及知識產(chǎn)權概況

4.1 方案應用

經(jīng)驗證，此方案能有效解決緩沖塊易碰掉的問題，在某車型上得到應用，如圖10所示。

4.2 經(jīng)濟效益

1）創(chuàng)新方案成本低，無后期費用，各方案對比分析見表1。

表1 各種方案對比分析

方案優(yōu)劣分析可行性 方案1無法布置雙排焊點，不滿足要求不可行 方案2模具重開，費用4萬元；支架加大，后期成本增加0.5元/個可行，不經(jīng)濟 方案3安裝困難，節(jié)拍不滿足不可行 方案4緩沖塊模具費用約2萬元，后期成本增加螺柱、螺母0.075元/套，質量增加0.015 kg/套可行，不經(jīng)濟 創(chuàng)新方案模具局部調整，費用1.5萬元，裝配效率高可行，無后期費用

2）裝配更容易，較原方案裝配效率更高，裝配節(jié)拍節(jié)省4 s/車。

4.3 形成的知識產(chǎn)權

對此解決方案進行了專利申請，得到知識產(chǎn)權保護。

5 結束語

針對設計開發(fā)過程中遇到的問題，往往受制于慣性思維，采用一般解決方法制定方案，擇優(yōu)而定，但往往不是最優(yōu)方案。

通過創(chuàng)新方法的學習與運用，打破專業(yè)固有思維藩籬，通過問題的功能模型建立和分析，發(fā)現(xiàn)矛盾的沖突點，再創(chuàng)新解決，得到更優(yōu)的問題解決方案。

[1]檀潤華. 發(fā)明問題解決理論[M]. 北京：科學出版社，2004.

2017-05-15

1002-4581（2017）04-0044-03

U468.2+1

A

10.14175/j.issn.1002-4581.2017.04.012