前蓋隔熱墊匹配方法研究

吳凱亮 姜偉民

上汽通用汽車公司 上海市 201206

1 引言

隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，消費者對于汽車的需求已經(jīng)不僅局限于安全性、性價比及舒適性，客戶對于整車的感官質(zhì)量要求也越來越高。汽車內(nèi)飾件作為人們體驗乘駕樂趣、滿足消費者心理需求、體現(xiàn)生活品質(zhì)的主要象征，正逐漸受到越來越多消費者的關(guān)注[1]。

當前階段各大整車廠對于汽車駕駛艙內(nèi)部內(nèi)飾零件匹配質(zhì)量都已積累豐富的工程設(shè)計標準，例如門飾板與鈑金之間配合，中控臺內(nèi)飾零件之間的配合。本文基于公司精品車策略，為了給客戶留下愉悅的高質(zhì)量感官感受汽車產(chǎn)品，將重點研究前蓋與隔熱墊之間0間隙設(shè)計標準的實現(xiàn)方法。

2 問題描述及原因分析

2.1 問題描述

汽車前蓋隔熱墊的主要作用是隔絕發(fā)動機熱量傳遞到前蓋，避免前蓋長期處于高溫環(huán)境，影響前蓋油漆顏色。同時還具有良好的吸音功能，降低發(fā)動機的噪音。圖1為前蓋與隔熱墊裝配后的示意圖，兩者之間主要依靠推釘與插片進行連接。為了提供良好的匹配感官質(zhì)量，實際項目過程中需要保證前蓋內(nèi)板與隔熱墊之間滿足“0間隙”設(shè)計標準。

2.2 原因分析

本文基于影響產(chǎn)品匹配的主要因素，從以下四個維度進行了相應(yīng)模塊化研究，問題研究思路如圖2所示：

基于上述問題分析框架圖可知，影響前蓋與隔熱墊之間的匹配因素主要有以下幾類：

圖1 前蓋與隔熱墊裝配示意圖

1.產(chǎn)品造型：前蓋與隔熱墊匹配區(qū)域的產(chǎn)品造型對視覺感官的影響分析；

2.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計：前蓋與隔熱墊連接結(jié)構(gòu)對匹配的影響分析；

3.產(chǎn)品工藝能力：前蓋與隔熱墊匹配區(qū)域零件實際工藝能力影響分析；

4.產(chǎn)品材料性能：隔熱墊自身材料因素的影響分析。本文將重點就產(chǎn)品造型和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計展開詳細研究。

2.2.1 產(chǎn)品造型

通過優(yōu)化前蓋與隔熱墊匹配區(qū)域的產(chǎn)品造型，可以從視覺上一定程度上弱化匹配區(qū)域可能出現(xiàn)的間隙問題。通過收集目前量產(chǎn)車型的實際狀態(tài)，及前蓋內(nèi)板的實際工藝能力，發(fā)現(xiàn)前蓋內(nèi)板與隔熱墊配合區(qū)域需保證5mm階差即可，如圖3所示。

圖3 前蓋與隔熱墊匹配區(qū)域造型

2.2.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計

前蓋與隔熱墊的連接結(jié)構(gòu)如圖4所示，隔熱墊靠近前風擋玻璃處采用插片方式連接，其余區(qū)域主要采用推釘，個別項目采用插片方式.實際項目經(jīng)驗顯示，除風擋處插片連接外，其他區(qū)域采用插片連接不利于0間隙匹配。

圖4 隔熱墊連接結(jié)構(gòu)

基于隔熱墊與前蓋間采用推釘連接結(jié)構(gòu)形式，影響兩者之間的間隙因素主要為推釘緊固點離隔熱墊前端的距離及推釘相互之間的間隔距離，如圖5所示：

通過對收集目前量產(chǎn)項目的實際設(shè)計距離及匹配狀態(tài)的發(fā)現(xiàn)，推釘距離隔熱墊前端越近，實際匹配效果越好；距離越遠，存在兩者之間間隙。推釘之間的距離間距越小，即推釘數(shù)量越多，匹配效果越好。下表1為收集的量產(chǎn)項目設(shè)計距離。

圖5 推釘?shù)礁魺釅|前端距離

表1 實際項目設(shè)計狀態(tài)

考慮前蓋內(nèi)板與隔熱墊間階差導致R角半徑在5mm左右，此外推釘半徑在10到20mm之間，結(jié)合產(chǎn)品公差，建議緊固點距離隔熱墊前端距離在20-30mm之間；同時考慮安裝及成本原因，推釘之間的間隔距離應(yīng)保持在400mm內(nèi)。

此外，為保證產(chǎn)品本身公差帶來的潛在間隙問題，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，需保證隔熱墊前端和前蓋內(nèi)板具有一定的過盈量，通過項目的驗證及工程經(jīng)驗累積，建議此處保證1.5mm以上的過盈量，如下圖6所示。

圖6 前蓋內(nèi)板到隔熱墊前端過盈設(shè)計

2.2.3 產(chǎn)品工藝能力

前蓋與隔熱墊實際產(chǎn)品工藝能力對于匹配狀態(tài)也存在一定影響，隔熱墊產(chǎn)品實際圖紙釋放公差過大，有可能導致零件裝配后存在間隙。通過對當前產(chǎn)品工藝能力收集發(fā)現(xiàn)，在兼顧經(jīng)濟成本的前提下，隔熱墊產(chǎn)品圖紙公差需控制在+/-2mm，且前端可tuning；與前蓋內(nèi)板圖紙公差控制在+/-0.7mm。下表2為收集的量產(chǎn)項目產(chǎn)品圖紙公差。

表2 量產(chǎn)項目產(chǎn)品圖紙公差

2.2.4 產(chǎn)品材料性能

當前階段前蓋隔熱墊常用的材料主要為玻璃纖維和PU發(fā)泡材料。玻璃纖維材料優(yōu)點為絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好，機械強度高，但缺點是性脆，耐磨性較差。PU發(fā)泡材料優(yōu)點為重量輕、材質(zhì)較軟，邊緣與鈑金過盈設(shè)計易達成0間隙[2]?？紤]到產(chǎn)品設(shè)計過程中，前蓋與隔熱墊間采用過盈設(shè)計，以及整車減重需求，前蓋隔熱墊將采用PU發(fā)泡材料。

表3 新項目實車匹配狀態(tài)

3 驗證與結(jié)論

基于對影響前蓋與隔熱墊匹配間隙主要因素的模塊化研究，并且跟蹤收集后續(xù)項目的實車匹配狀態(tài)發(fā)現(xiàn)，所有項目匹配狀態(tài)均ok，具體數(shù)據(jù)如表3。

本文基于對前蓋與隔熱墊0間隙匹配的模塊化研究，通過對產(chǎn)品造型、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝能力及材料因素的分析，結(jié)合實際項目整車匹配狀態(tài)，可以得出以下結(jié)論：

1.造型方面，前蓋內(nèi)板與隔熱墊應(yīng)該有5mm以上的階差，視覺上弱化前蓋與隔熱墊間隙。

2.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，前蓋和隔熱墊除靠近前風擋處采用插片形式，其余區(qū)域采用推釘緊固，推釘與隔熱墊前端距離保持在20-30mm之間，推釘之間的間隔距離應(yīng)保持在400mm內(nèi)。

3.產(chǎn)品公差要求，隔熱墊邊緣與鈑金配合處公差要求為+/-2.0mm，且可TUNNING。

4.隔熱墊材料方面，建議使用PU發(fā)泡材料