基于汽車后舉門內飾板匹配問題的分析及改進研究

2019-10-21 10:16:52姜偉民周翰王子豪吳凱亮

時代汽車 2019年1期

姜偉民　周翰　王子豪　吳凱亮

摘要：汽車內飾件作為人們體驗乘駕樂趣、滿足消費者心理需求、體現生活品質的主要象征，正逐漸受到越來越多消費者的關注[1]。文章針對汽車后舉門內飾板安裝匹配過程中存在的問題展開研究，綜合后舉門的造型、產品結構與裝配工藝等因素進行了全面分析，對造成后舉門內飾板安裝不當的原因進行了探討，并結合實際的匹配過程提出了優化改進方案，試裝結果表明，驗證方案能有效解決內飾板的安裝問題，提升了安裝精度與可靠性，為汽車內飾的安裝問題分析與改善研究提供了參考。

關鍵詞：內飾板；裝配尺寸；改進方法研究

1 引言

隨著生活水平的提高與汽車行業的迅速發展，消費者對于汽車內飾的要求越來越高，除了滿足基礎的安全性與環保性的要求外，人們對于汽車內飾的舒適性、美觀性、提出了更高的要求，汽車內飾件設計與安裝的合理性已成為評價汽車設計成功與否的重要指標[2]。

汽車后舉門內飾板作為保障汽車安全功能與匹配整體協調性的重要內飾，在實際的安裝與使用過程中易產生各類問題，如變形、松動、與裝配困難等問題對車間生產效率與整車感知質量造成了嚴重影響。針對后舉門此類問題各大車企已進行了多樣化的研究，2015年，李莫丹對某車型尾門飾板變形問題展開研究，從產品加工工藝與操作標準方面對問題根源進行了探討，提出了調整注塑工藝及減少操作人員的多余動作等措施有效保證了零件狀態的穩定性[3]；錢志林通過Mold Flow 分析軟件對車尾門飾板的變形問題進行探討，提出增加飾板增加翻邊的措施增強零件強度以抗變形，方案結果經溫度交變實驗得到了有效驗證[4]；2016年，李卉針對某車型后舉門內外板關鍵部位進行了CAE分析和結構設計分析，通過制定窗框加強板形狀的規整和焊點數量增加的舉措，有效解決了內外板開裂的問題[5]，綜上所述，汽車后舉門內飾板的安裝不當將會引發使用過程中的各類問題，如何全面分析安裝過程的影響因素、制定有效的結構設計方案與安裝定位要求是保證內飾板可靠性能的關鍵。

本文從公司某款車型的后舉門飾板安裝問題著手，分析造成安裝困難與變形的原因，并結合實車安裝匹配制定相應的改善措施，以期圓滿解決該問題，為后舉門的內飾板設計與安裝提供參考與指導。

2 問題描述及原因分析

如圖1所示，汽車后舉門內飾板的數模設計結構，內飾板分為上、下部分，拼接完成后的內飾板整體通過卡扣和銷子定位安裝在后舉門鈑金上，其決定安裝效果的關鍵配合區域主要是上下飾板匹配區域A、門飾板與玻璃間隙匹配區域B，各區域的安裝DTS要求如表1所示，表中可知門飾板在設計上可以得到有效的定位與安裝。

2.1 問題描述

所研究的后舉門內飾板的安裝過程中主要問題如下：安裝完成后的A區域在裝配時存在間隙不滿足要求的情況，致使上、下內飾板難以對齊，且在B區域存在裝配間隙過大超出DTS要求的情況，安裝時需要進行多次調整，致使匹配安裝過程效率低下。

2.2 原因分析

本文根據SGM尺寸工程的工作流程的系統開發框架，由以下四個維度對導致以上兩個安裝問題的可能因素進行詳細的列舉與模塊化研究，問題研究思路如圖2所示：

由問題分析原因可知，門飾板之間或其與后檔玻璃的匹配問題可能來源于以下因素：

（1）造型。考慮到產品造型的敏感性和復雜性對DTS可達性有最直接的影響，應對門飾板的造型設計因素進行審核；

（2）產品結構。門飾板的安裝問題是零件可靠性差的直接表現，這與產品結構設計要求的良好可靠度和容差性相違背，需進一步探究產品結構合理性；

（3）裝配工藝。根據經典的“人機料法環”原則，人為因素是造成零件裝配問題的重要來源，本文將內飾板零件裝配順序對尺寸的影響展開討論；

（4）其他。包括裝配零件的材料因素的影響分析。

2.2.1 造型

內飾板主要的設計造型分為上、下部分與三合一造型兩種形式，考慮到現有車型中兩種造型的后舉門內飾板均已有成熟的產品，故產品的造型并不是引起內飾板與玻璃配合面安裝問題的影響原因，通過橫向對比的方法排除造型因素。

2.2.2 結構

（1）定位結構原因

內飾板的安裝結構要求圖與卡扣安裝分別如圖3、圖4所示，內飾板的三個主定位點通過卡扣安裝在鈑金上，然而此種定位方式存在一定的問題，由于當前使用的三種卡扣在U/D方向上均存在至少0.5mm的間隙余量，無法對內飾板進行有效地精確定位與穩固，導致上、下飾板在匹配安裝時間隙要求無法得到保證，進而引起上下部分的安裝間隙過大的裝配問題。

（2）產品結構干涉

后舉門內飾板的結構也是導致匹配問題的重要因素，針對內飾板與后風擋玻璃的配合尺寸問題，本文對每道零件的安裝工位前后進行了多次測量，試圖找出不同零件安裝帶來的配合間隙貢獻量，內飾板與后擋總裝的在線測量的數據結果如表2所示。

由表中數據可知，在后舉門的門鎖安裝工序前后造成了約2.5mm的巨大間隙貢獻量，造成門鎖安裝后裝配尺寸超差，通過分析門鎖附近位置發現內飾板內側筋與后舉門鎖相干涉，引起飾板變形導致與玻璃的配合間隙增大，造成干涉的內側筋結構如圖5。

2.2.3 工藝

安裝工藝中的安裝順序對產品的定位和安裝效果會產生一定的影響[6]，如圖6，在后舉門內飾板安裝DTS要求中，上飾板的安裝定位依靠與下飾板相配合處的E基準，然而在實際裝車和TAC時，上飾板先于下飾板安裝，導致不存在E基準定位，造成該區域上飾板與風擋F、A間隙檢具和TAC評估結果差異，造成上飾板的安裝精度下降，帶來上下飾板的安裝困難問題。

2.2.4 工藝

本車型后舉門內飾板采用發泡注塑材料澆鑄而成，發泡注塑制品因其具備減振消聲、隔熱耐磨與質量較輕等優良性能，正逐步替代傳統金屬以及合金材料廣泛用于汽車內外飾件、本體結構部件[7]，然而，發泡注塑零件的軟體特性導致產品尺寸保持性差、表面質量精度不高，這些都是引起內飾板定位于安裝間隙不符合要求的因素，此外，由于發泡注塑零件較軟，來自鎖殼加強筋干涉變形又進一步放大了門飾板的變形量。

3 問題解決方案與驗證結果

在對后舉門內飾板的安裝問題全面分析的基礎上，針對上述因素進行改進研究，并結合實際的安裝匹配探索合理的解決方案。

（1）采用定位銷的定位結構代替原有的卡扣定位，如圖7所示，定位銷結合型面的定位方式滿足零件可靠定位的321原則，定位銷與鈑金卡接孔屬于過盈配合，此種安裝方式的移動自由量較小從而消除卡扣帶來的內飾板定位float量，增加了上、下內飾板間的安裝精度。

（2）為消除內飾板與后舉門鎖的干涉異常，采取將內飾板的內側筋割去，分別保留2.0mm或 0.5mm的改進方案，經過在線安裝匹配驗證，玻璃與門飾板的安裝間隙得到有效控制，匹配結果如下表：

①筋保留0.5mm高度

飾板與玻璃間隙3.75mm—4.75mm（DTS：3+/-2.0）

飾板與鈑金間隙0.5mm—1.25mm（DTS：0-1.0）

②筋保留2.0mm高度

飾板與玻璃間隙4.5mm—5.5mm（DTS：3+/-2.0）

飾板與鈑金間隙0.25mm（DTS：0-1.0）

由匹配可以觀測得知，兩種方案均能達到DTS匹配標準，由于飾板與后檔玻璃的間隙為非關注區域，所以，建議采用第二方案，并將飾板與玻璃間隙的GA在線控制標準改為3mm +3mm/-1mm。

（3）圖紙基準與安裝順序改進，取消圖紙上的E基準，檢具上原有E基準不再使用。改為將上飾板的D基準（與下飾板配合區域）在GD&T中作為主基準，來控制上飾板的F、A向定位，并在實際裝車和TAC時改變安裝順序，使得下飾板先于上飾板安裝，依靠下飾板定位上飾板的F、A方向，此外，在圖紙上增加先檢測后定位的要求，使得上下飾板的定位相對合理。

改進前后的裝車驗證結果如圖8，可知安裝順序與圖紙基準改進后的內飾板安裝質量得到明顯地提升。

（4）將發泡注塑材料更換為傳統注塑材料，即可有效消除材料因素帶來的尺寸異變，進一步解決內飾板尺寸偏差與安裝困難的問題。

4 結語

本文對汽車后舉門的內飾板安裝困難問題展開研究，圍繞造型設計、產品結構、安裝工藝與材料等個方面進行討論，全面分析各因素對內飾板安裝困難的詳細原因，結合實車安裝匹配驗證得到以下結論：

（1）內飾板的卡扣定位存在較大的float量，導致安裝精度下降，采用定位銷結構能有效改善安裝質量。

（2）內飾板內側筋與舉門鎖存在干涉，引起內飾板與玻璃配合面的間隙過大，建議將內側筋削減為2mm以消除干涉。

（3）后舉門內飾板的安裝圖紙與安裝順序欠妥，宜將上飾板圖紙中的D基準作為安裝主基準，并優先安裝下飾板。

（4）后舉門內飾板材料應優先選取傳統注塑材料以增加飾板剛度與抗干擾性，保證飾板的安裝間隙要求。

以上研究與改進措施確保后舉門內飾板的裝配狀態滿足DTS 的設計要求，有效地提升內飾的美觀體驗，同時降低了制車過程的修模成本，對汽車內飾件的設計與應用具有一定的價值。

參考文獻：

[1]錢志林.某微車尾門裝飾板變形問題分析及改進[J].企業科技與發展，2010，（16）：22-24+34.[2017-08-08].

[2]曾紅濤.汽車內飾設計概述[J].城市建設理論研究：電子版，2015（5）.