基于尺寸控制的關門聲品質優化

汪珊 張峰

摘 要：對于高檔汽車而言，車門關門聲品質是質量控制的第一要素，直接影響客戶的主觀評價。車門關門的聲品質包括二個方向的測試方法，一種是在車廂內關門，一種是在車門外關門。某車型在車門外開關門過程中，車門外后視鏡有明顯的摩擦異響。本文針對該異響做深入的問題分析，提出解決方案并在實車上進行驗證。

關鍵詞：關門聲品質;尺寸;主觀評價;后視鏡

0 前言

整車的關門聲品質是給客戶最深刻的第一印象，聲品質的好壞直接影響客戶的滿意度。某車型在試裝階段考核過程中，在安靜的考核環境下，在車外可以聽到明顯的摩擦噪音，該噪音是客戶不能夠接受的問題，通過批量測試發現，該摩擦噪音缺陷率達到20%左右，該問題成為某車型爬坡階段的重要難題，直接影響批量生產。

1 噪音的根本原因分析

1.1 噪音源的結構狀態

據初步分析，該噪音異響源來自后視鏡區域，首先分析一下后視鏡區域的結構特征，后視鏡區域主要由以下幾個結構件組成，后視鏡、外水切、車門及門框導槽，具體結構如圖1所示：

1.2 后視鏡噪音異響源的識別

篩選排查發現，所有的異響車輛都有一個共同特點，即后視鏡與外水切間存在干涉現象。對異響車輛進行重新裝配處理，保證后視鏡與外水切之間的間隙，發現一旦間隙存在便會異響消除，如圖2所示。可以斷定，該異響的來源是后視鏡基座與外水切表面涂層摩擦所致。

研究發現后視鏡基座材料是PP塑料而外水切表層一種是鍍鉻涂層，一種是黑色水基涂層。無論這兩種涂層，都存在與塑料件摩擦異響的問題。然而，后視鏡與外水切間是設計有一理論間隙，前后間隙中值有所不同，如圖3所示，前部間隙中值是1.5mm，后部間隙中值是1.8mm。

2 關門異響的根本原因分析

根據設計理念，該處間隙在合理范圍內是不應該有摩擦出現，為什么在該區域裝車后出現干涉，需要從尺寸鏈的角度進行分析。采用頭腦風暴的方法，將所有的可能的因素列出來，處理過程中，在Minitab中運用了魚骨圖法對問題進行歸類處理，如圖4所示。根據初步排查篩選，從15個因素中，取出權重最重幾個因子進行深入分析。

2.1 交叉試驗找出主要的影響因素

目前從零件的角度可以做的選項就是對后視鏡、外水切及門框導槽在好車和壞車上進行交叉。外水切雖然能夠進行交叉試驗，但是，交叉后外水切的變形量會很大，反復的拆裝會直接影響外水切的Z向尺寸。門框導槽是橡膠材料，在該處與后視鏡基座間有很大的活動空間，理論上不會影響后視鏡的Z向尺寸，所以最終決定只是對后視鏡進行交叉試驗。經交叉試驗發現，車門總成和外水切是該間隙尺寸的主要影響因素，如圖5所示。

2.2 相關零件的尺寸測量

在整個分析過程中，我們充分運用了三坐標測量中GOM的測量手段。GOM是目前比較先進的測量手段之一，GOM采用非接觸式的方式快速準確的對被測物體進行三維掃描，把實際的測量數據與理論數模進行比對，從而可以很快的對尺寸偏差進行判斷。圖6顯示好壞車輛外水切Z向尺寸對比。通過比較形象的顏色對比發現，好車與壞車在外水切上的Z向尺寸有明顯的差異，對比外水切在檢具的尺寸數據，發現該尺寸差異主要是零件的單件尺寸原因導致。

GOM對比分析發現后視鏡的安裝孔在車門局部坐標系下的Z向高度存在明顯差異，如圖7所示，該差異會導致后視鏡在安裝后，后視鏡位置有偏低風險。

后視鏡的安裝孔在車門局部坐標系下的Z向高度是一個主要的貢獻，檢查該安裝孔總成件及沖壓件的報告發現，門框加強板的沖壓件在Z向尺寸偏下，車門內板安裝孔沖壓件尺寸也普遍偏下，該Z向高度直接導致后視鏡裝配后Z向位置偏低。

3 問題措施優化

3.1 車身安裝孔位置的修改

若要抬高車門總成安裝孔的Z向高度，必須抬高車門門框加強板沖壓件的Z向高度。基于對后視鏡安裝孔與周邊配合件的尺寸分析，建議將加強板安裝孔Z向尺寸優化。另外，由于車門內板安裝孔是一大孔，在加強板安裝孔抬高后，有可能導致內板和加強板板安裝孔錯位問題。分析安裝孔的風險，現有車門內板安裝孔直徑Din=8mm，加強板安裝孔直徑Dfr=6mm，螺釘直徑Dscrew=5mm，螺釘法蘭面直徑Dflange=11.5mm。

考慮到可能出現的極限狀態，如當車門內板安裝孔處于公差下限位置（-0.5mm），而加強板安裝孔處于公差上限位置（+0.5mm），理想狀態下加強板孔徑上沿會與內板安裝孔上沿接觸，螺釘依然有1mm的調整空間，考慮到工裝夾具不穩定的因素，則會出現圖10中安裝孔錯位的風險。該風險會導致螺釘直徑大于孔徑，從而使螺釘不能全部進入孔內。

為解決車門加強板安裝孔高度抬升后導致的與車門內板安裝孔錯位的風險：一是將車門內板和加強板安裝孔同時抬升，且保持兩個孔同心，該方法需要對兩套模具同時進行修模處理，成本較高;二是將車門內板安裝孔孔徑擴大，保證車門加強板安裝孔有足夠的Z向調整空間，這個辦法操作比較簡單，成本較低。只對內板進行擴孔，會導致安裝螺釘法蘭面無法全部接觸鈑金面，可能出現扭矩衰減的風險，如圖11所示。最終決定采取了將內外板孔全部抬升的方法來解決該問題。

基于以上分析，建議同時更改車門內板和外加強板孔位的位置。沖壓車間用數控機床，對沖壓進行優化，優化后的沖壓件能夠滿足裝焊尺寸控制需求。

3.2 外水切尺寸的優化

從對比分析后發現外水切Z向高端并不穩定，在檢具上對30件不同批次的零件進行測量，Z向尺寸最大有近0.8mm的差異，將該測量結果在Minitab軟件中進行系統分析，發現左右側Z向尺寸均存在差異，且批次與批次間差異明顯，該變量在公差帶內非常不穩定，非常不利于該處間隙的控制，如圖12示。

為解決該外水切Z向尺寸的穩定性問題，對外水切界面進行了優化處理，增加外水切在車門外板法蘭邊上的夾持力，減小外水切夾持唇邊的尺寸。

4 結論

該問題是一個車門關門聲品質的問題，通過對噪音的聲源分析，找到產生噪音的必要條件，通過過程轉換，噪音問題的控制轉化為車門尺寸的控制。在車門尺寸分析過程中，通過頭腦風暴的方法找到所有的影響因素，經魚骨圖及交叉試驗的分析，找到問題的根本原因。在優化車門尺寸的過程中，分析了車門內外板的結構特征，通過尺寸鏈的分析過程，確定優化方向，經沖壓件的尺寸優化后，徹底解決了該噪音問題。

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