胡 瑞，李化俊（長安馬自達汽車有限公司，南京 211100）

基于尺寸工程解決后座椅靠背裝配問題

胡 瑞，李化?。ㄩL安馬自達汽車有限公司，南京 211100）

新車型開發(fā)總裝過程中座椅靠背裝配困難，靠背翻轉(zhuǎn)中與側(cè)圍飾板干涉導(dǎo)致面套起皺。本文通過對相關(guān)零件尺寸調(diào)查，繪制尺寸鏈了解影響裝配困難和翻轉(zhuǎn)干涉的主要因素，包括功能尺寸、定位、公差分配，進而推導(dǎo)設(shè)計是否合理。通過實例的闡述，對尺寸工程在總裝工藝工作中的應(yīng)用有指導(dǎo)意義。

座椅靠背；尺寸鏈；尺寸工程；總裝工藝

1 前言

汽車尺寸工程是一個覆蓋產(chǎn)品設(shè)計、檢具工裝設(shè)計、零部件制造和裝配全過程的概念。在樣車試制階段，零部件的可裝配性和裝配一致性有效驗證了產(chǎn)品設(shè)計及供應(yīng)商的加工能力。當(dāng)出現(xiàn)裝配困難及零件運動干涉問題時，可通過零件尺寸、定位方式、裝配順序等因素分析出裝配偏差產(chǎn)生的原因。

汽車分體翻轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)的后排座椅，靠背可通過旋轉(zhuǎn)鉸鏈放倒在座墊上，從而增加行李箱儲物空間。后排座椅設(shè)計中的尺寸公差分配需滿足后座椅靠背易于裝配、便于鎖止和釋放、翻轉(zhuǎn)過程中不與側(cè)圍內(nèi)飾板干涉。某車型配置中后座椅靠背有60/40比例式和100整體式兩種，在試制階段出現(xiàn)靠背裝配困難的問題，并提出座椅翻轉(zhuǎn)中與C柱飾板干涉導(dǎo)致靠背面套起皺引起的產(chǎn)品外觀問題。

2 問題描述

靠背結(jié)構(gòu)為管板形式，其40%靠背安裝如圖1，先將中心鉸鏈和右側(cè)鉸鏈安裝到地板上，后將靠背定位銷掛入鉸鏈孔中并緊固螺栓。

裝配40%后座椅靠背定位銷和安裝孔裝配不上，實測鉸鏈定位銷孔中心距300 mm、座椅定位銷中心距306.5 mm，其定位銷距尺寸規(guī)范為306.1±0.5 mm，2D簡圖如圖2。60%靠背和100%靠背在安裝時存在同樣問題，裝配人員通過強行扳動鉸鏈來完成裝配任務(wù)。

座椅靠背安裝完成后向上推動靠背使其鎖止，靠背肩部與C柱飾板干涉，推動受阻造成肩部面套起皺。

3 問題調(diào)查

3.1 座椅靠背調(diào)查

對后座椅進行檢驗，用游標卡尺測量靠背定位銷距離合格，鉸鏈單件用檢具檢測合格。后排座椅總成檢具上的鉸鏈模擬塊通過螺紋緊固定位，拆裝一致性不同，其定位精度不滿足要求。

3.2 車身地板安裝孔調(diào)查

鈑金單件上檢具檢查合格。對車身的中心鉸鏈和右側(cè)鉸鏈安裝孔CMM測量，測量孔位如圖3，測量值如表1。從表1看出白車身尺寸不合格，要求焊裝調(diào)整。

表1 車身三坐標測量數(shù)據(jù)

3.3 尺寸鏈計算

計算過程以40%靠背為例，以BL方向建立尺寸鏈，利用均方根法將尺寸鏈中的各個尺寸公差疊加驗證設(shè)計是否滿足裝配要求，尺寸鏈示意圖如圖4、圖5，影響因素及尺寸鏈中的公差如表2。

中心鉸鏈緊固螺母孔在尺寸鏈中的公差計算：副定位孔相對主定位孔最大偏移量√1.412+1.412=1.99，鉸鏈主定位安裝孔和副定位安裝孔距離為70.88mm。以鉸鏈主定位孔為中心，半徑為70.88mm的圓中旋轉(zhuǎn)，副定位孔偏移1.99mm時 ， 相 當(dāng) 于 鉸 鏈 旋 轉(zhuǎn) 角 度 arctan (1.99/70.88)=1.61°，繪圖軟件上將主定位孔固定，旋轉(zhuǎn)副定位孔1.61°，獲得坐標位置從而計算鉸鏈右側(cè)定位銷安裝孔BL偏差為187.01-186=1.01，如圖6。

右側(cè)鉸鏈緊固螺母孔在尺寸鏈中的公差計算：副定位孔相對主定位孔最大偏移量√1.412+1.412=1.99，鉸鏈主定位安裝孔和副定位安裝孔距離為92.22mm。以鉸鏈主定位孔為中心，半徑為92.22mm的圓中旋轉(zhuǎn)，副定位孔偏移1.99mm時，相當(dāng)于鉸鏈旋轉(zhuǎn)角度arctan (1.99/92.22)=1.24 °，繪圖軟件上將主定位孔固定，旋轉(zhuǎn)副定位孔，獲得坐標位置從而計算鉸鏈定位銷安裝孔BL偏差為492.93-492.1=0.83，如圖7。

表2 裝配功能尺寸列表

將尺寸公差利用均方根法疊加√ 0.12+0.12+0.5 2+0.12+0.12+0.12+0.5 2+0.1 2+0.1 2+0.1 2+0.5 2+0.1 2+0.1 2+1.5 2+0.8 32+1.0 12=2.1 9，則△Y=2.1 9+※1+※4=2.3 9。

以上公差通過鉸鏈定位銷安裝孔與靠背定位銷的間隙、側(cè)鉸鏈允許的彎曲變形量1 mm吸收。而※2+※3+1=2.2<2.39，由此可得出尺寸鏈設(shè)計不合理。

通過分析發(fā)現(xiàn)由于尺寸公差的累積使尺寸鏈的無法封閉造成座椅裝配困難，建議設(shè)計將右側(cè)鉸鏈與中間鉸鏈左半部分的定位銷安裝孔孔徑設(shè)變?yōu)?.6 mm，則對于40%靠背，※2=0.6，※3=0.9，※2+※3=1.5，尺寸鏈重疊部分=2.39-1.5=0.89，而右側(cè)鉸鏈彎曲變形量允許在1mm內(nèi)，尺寸鏈最終符合。

3.4 靠背肩部干涉調(diào)查

靠背肩部裁片包裹呈尖角，通過數(shù)模查出其與側(cè)圍C柱飾板有8 mm的干涉量，向供應(yīng)商提出對靠背裁片包裹優(yōu)化減少干涉量。

4 結(jié)論

通過對后排座椅總成檢具鉸鏈支撐模擬塊緊固方式替換為圓柱銷緊固來保證后座椅檢具的實用性，白車身座椅鉸鏈的安裝孔通過調(diào)整焊接夾具及對鈑金單件公差內(nèi)修偏滿足位置度要求，鉸鏈設(shè)變使尺寸鏈合理，將后座椅靠背裝配困難問題徹底解決。經(jīng)過靠背肩部裁片尖角改成圓角，從而解決面套起皺現(xiàn)象。

總裝工藝員在處理裝配困難問題過程中，除了要對各相關(guān)零部件尺寸進行確認外，必要時可以使用公差分析、尺寸鏈計算來驗證公差分配，也可更進一步思考零件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、定位方式和裝配順序。

[1]胡敏.轎車車身尺寸工程概述[J].上海汽車,2002,（7）.

[2]郭晶帆.某汽車后排座椅的舒適性改進設(shè)計與研究[D].中北大學(xué)，2013.

[3]曾賀.功能尺寸開發(fā)及其樣車試制階段的驗證[D].上海交通大學(xué)，2011.

[4]田鳳榮,徐晶才.尺寸工程在內(nèi)飾件設(shè)計中的應(yīng)用[C].第十屆沈陽科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集，2013.

[5]王鏑,基于尺寸工程的轎車行李箱蓋總成與尾燈裝配偏差分析[J].汽車技術(shù),2004,（2）.

專家推薦

王銀明：

雖然此論文的學(xué)術(shù)性、科學(xué)性不是很高，但為解決實際生產(chǎn)中技術(shù)問題提供了分析問題和解決問題的一種較為科學(xué)和可行的方法，具有一定的生產(chǎn)指導(dǎo)意義。

Solve Seat Back Assembly Issue Based on Dimension Engineering

HU Rui, LI Hua-jun
（Changan Mazda Automobile Co., Ltd., Nanjing 211100, China）

In the process of developing new car model, seat back is difficulty to assemble, and seat trim is wrinkle as a result of it interfere with interiorside trim when rotating.By investigating some related parts’dimension, and drawing dimension chain to find the main factors which influence on the assembly which includes function product size, location and tolerance allocation, to make sure design is right or not.By learning this paper, we will have a clear understanding of the application of dimension engineering in the final assembly process.

seat back; dimension chain; dimension engineering; final assembly process

U463.83+6

A

1005-2550（2014）05-0027-04

10.3969/j.issn.1005-2550.2014.05.006

2014-02-12