劉麗娜LIU Li-na

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，柳州 545007）

（SAIC-GM-Wuling Automobile Co.，Ltd.，Liuzhou 545007，China）

0 引言

隨著汽車行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈以及客戶對(duì)整車的外觀及功能要求的逐步提高，整車尺寸質(zhì)量的提高已成為一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。整車上通常有幾千個(gè)零件，直接對(duì)尺寸有影響的也有上百個(gè)，據(jù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，整車匹配中約70%-80%的問(wèn)題是由于零件尺寸問(wèn)題引起的。而影響零件尺寸的因素也很多，有設(shè)計(jì)因素、制造因素、檢測(cè)因素、焊接或裝配操作因素、環(huán)境因素等等。要想控制好零件尺寸，就需要對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制，而產(chǎn)品開發(fā)前期的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)尤為重要，因?yàn)楹侠淼脑O(shè)計(jì)將直接帶來(lái)開發(fā)周期的縮短和設(shè)變成本的降低。

本文僅針對(duì)帶卡扣、卡鉤或加強(qiáng)筋條類的內(nèi)外飾零件的定位和檢測(cè)設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)討論，制定出更符合實(shí)車裝配情況的的定位和檢測(cè)方案。

1 現(xiàn)狀

目前該類內(nèi)外飾件的定位和檢測(cè)設(shè)計(jì)主要依靠經(jīng)驗(yàn)及產(chǎn)品區(qū)域的功能性要求來(lái)確定，常會(huì)表現(xiàn)出零件在檢具上的尺寸檢測(cè)結(jié)果與實(shí)車裝配效果存在不一致現(xiàn)象。在后期整車尺寸匹配出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)也往往過(guò)多的考慮通過(guò)提高零件的制造精度來(lái)改善，而忽略了分析零件定位、檢測(cè)設(shè)計(jì)是否足夠合理，是否與最終的裝配有較高的吻合度。

1.1 以門裝飾板總成零件為例，本公司慣用的定位設(shè)計(jì)方案是采用裝飾板上的卡扣安裝座面作為定位面、卡扣安裝孔做為定位孔，具體的定位如圖1。

考慮卡扣結(jié)構(gòu)的特殊性，向門內(nèi)板鈑金上裝配時(shí)其存在一個(gè)與鈑金相壓的緩沖面，且卡扣體與門鈑金上的安裝孔是緊配合，而卡扣與門裝飾板上的卡扣安裝座之間一般有0.5-1mm 的間隙量（如圖2）。這樣以上述的精確定位（A 是基準(zhǔn)面，B/C 是基準(zhǔn)孔，位置度分別為0/0.05）方式定位零件之后再進(jìn)行周邊匹配面的檢測(cè)，就與門裝飾板總成的真實(shí)裝配狀態(tài)存在較大的差異。而且對(duì)于裝飾板上與門鈑金匹配的面/切邊的檢測(cè)在檢具上一般是按間隙檢測(cè)（零件待測(cè)型面與檢具工作面離空3mm或5mm）的方式實(shí)現(xiàn)的（如圖3），與產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)的過(guò)盈配合也不相同。

這樣經(jīng)尺寸檢測(cè)合格的零件往往在實(shí)際裝車時(shí)表現(xiàn)出較差的匹配結(jié)果，一般為裝飾板局部與門鈑金離空0.5-2mm，直接影響DTS，也就是說(shuō)零件檢測(cè)結(jié)果未能很好地指導(dǎo)匹配。

上述塑料卡扣的情況也可以推廣到金屬卡扣。金屬卡扣安裝時(shí)在定位方向上是有彈力的，與直接采用金屬卡扣的塑料安裝座做零件的定位也存在差異。

1.2 對(duì)于帶卡鉤的零件，如尾門地毯壓條（圖4），零件裝配時(shí)是靠一系列卡鉤與相搭接的零件（側(cè)圍下裝飾板）扣緊的，而卡鉤的作用面往往也是不規(guī)則的，在進(jìn)行零件定位和檢測(cè)設(shè)計(jì)時(shí)，如果不考慮卡鉤的作用，而僅僅是選擇一些工序基準(zhǔn)限制住6 個(gè)自由度進(jìn)而對(duì)零件匹配區(qū)域進(jìn)行尺寸檢測(cè)，或者是僅對(duì)這些卡鉤定義一個(gè)普通的型面或位置檢測(cè)要求，也同樣會(huì)導(dǎo)致零件尺寸檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際裝車狀態(tài)不相符。

圖1 門裝飾板總成定位

圖2 卡扣配合

圖3 門裝飾板匹配面的檢測(cè)要求及檢測(cè)方式

1.3 對(duì)于帶筋條且筋條在車身上裝配時(shí)有輔助定位作用的零件（如A 柱裝飾板），以前的處理方式往往是定位設(shè)計(jì)時(shí)忽略了筋條的作用，筋條既不做定位也未檢測(cè)。在這種情況下檢測(cè)零件的匹配尺寸，其狀態(tài)往往較差或至少比裝車時(shí)的匹配狀態(tài)要差，而且有時(shí)會(huì)出現(xiàn)零件在檢具上放不穩(wěn)的情況。這很可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)單個(gè)零件的尺寸質(zhì)量提出過(guò)高的要求以滿足合格率目標(biāo)從而提高了零件開發(fā)的成本或延長(zhǎng)開發(fā)周期。

圖4 尾門地毯壓條

2 模擬環(huán)境件的定位和檢測(cè)設(shè)計(jì)

所謂“環(huán)境件”即零件周邊與其相匹配的其它零件的總稱。例如，前照燈的環(huán)境件有發(fā)罩、格柵、前保、翼子板、燈罩，后側(cè)圍裝飾板的環(huán)境件有后側(cè)圍內(nèi)板、尾門地毯壓條、后側(cè)門地毯壓條、頂蓋內(nèi)襯，等等。

2.1 模擬環(huán)境件的定位設(shè)計(jì)

在基準(zhǔn)統(tǒng)一的大原則下，對(duì)于絕大多數(shù)內(nèi)外飾零件，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是要與裝配基準(zhǔn)一致的，零件尺寸檢測(cè)時(shí)采用與裝配基準(zhǔn)一致的基準(zhǔn)體系，這樣可以減少基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來(lái)的定位誤差。鑒于上述幾種檢測(cè)狀態(tài)與實(shí)車裝配不符的問(wèn)題，零件的定位模擬環(huán)境件來(lái)設(shè)計(jì)，以期能更真實(shí)、更快地通過(guò)零件在檢具上的狀態(tài)反映出零件在整車上潛在的匹配問(wèn)題。

2.1.1 仍以門裝飾板總成為例，模擬環(huán)境件的定位設(shè)計(jì)如圖5。

其中A 是門內(nèi)板鈑金上與卡扣對(duì)應(yīng)的安裝面，B 是門內(nèi)板鈑金上與卡扣對(duì)應(yīng)的安裝孔。零件在這個(gè)基準(zhǔn)體系下定位不需要另外的壓緊，完全依靠卡扣的卡緊力，這也是與實(shí)車裝配狀態(tài)一致的。

這里需要指出的是，模擬環(huán)境件定位設(shè)計(jì)時(shí)需要明確環(huán)境件（門內(nèi)板鈑金）的孔/面坐標(biāo)位置、孔徑大小、板厚信息，以方便檢具上定位設(shè)計(jì)。通常檢具上在卡扣位置會(huì)做出開合機(jī)構(gòu)以方便零件取出。具體形式如圖6。

圖5 門裝飾板總成模擬環(huán)境件定位

圖6 定位卡扣的開合機(jī)構(gòu)

2.1.2 對(duì)于卡鉤或筋條定位的情況，與卡扣定位類似，完全模擬與之匹配的孔的大小、形狀或型面的位置進(jìn)行定位設(shè)計(jì)，這樣會(huì)更接近實(shí)車的裝配狀態(tài)。由于卡鉤或筋條形狀不規(guī)則，通常環(huán)境件上的匹配特征也是不規(guī)則的，這樣在設(shè)計(jì)時(shí)往往很難通過(guò)一系列參數(shù)表達(dá)清楚環(huán)境件信息，這時(shí)就需要發(fā)送環(huán)境件局部數(shù)模供檢具設(shè)計(jì)使用。考慮到零件檢測(cè)時(shí)取件方便，必要情況下檢具上在卡鉤位置也會(huì)設(shè)計(jì)活動(dòng)機(jī)構(gòu)以便取件。

2.2 模擬環(huán)境件的檢測(cè)設(shè)計(jì)

對(duì)于零件上的匹配面，如果與環(huán)境件理論上是0 間隙配合或過(guò)盈配合的（塑料件-鈑金件，塑料件-塑料件，塑料件-頂襯等），型面的檢測(cè)也模擬環(huán)境件設(shè)計(jì)。這個(gè)主要是通過(guò)檢具來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即檢具設(shè)計(jì)時(shí)不再進(jìn)行3mm 或5mm間隙設(shè)計(jì)，而是完全模擬環(huán)境件的位置來(lái)設(shè)計(jì)。

仍以門裝飾板為例，模擬環(huán)境件對(duì)周邊匹配面進(jìn)行檢測(cè)，設(shè)計(jì)要求如圖7。

圖7 門裝飾板周邊匹配面的檢測(cè)

其中，基準(zhǔn)A 是鈑金上的卡扣安裝面，B 是鈑金上卡扣安裝孔，D 是鈑金上與門裝飾板周邊匹配的型面?；鶞?zhǔn)D 是處于自由狀態(tài)的，見標(biāo)記?，這也是與環(huán)境狀態(tài)一致的。

上面的輪廓度公差定義完全來(lái)源于DTS，即整車尺寸技術(shù)規(guī)范，圖例中DTS 定義為“門裝飾板與門內(nèi)板鈑金C/C GAP:0+0.5/0”。因?yàn)槭悄M環(huán)境件做的檢測(cè)設(shè)計(jì)，故零件的公差要求與DTS 要求一致，為單邊公差，即在檢具上零件的被測(cè)型面與檢具上的D 基準(zhǔn)面的間隙必須在0-0.5 范圍內(nèi)才能保證整車上匹配間隙符合DTS 要求（暫不考慮實(shí)際鈑金零件的偏差）。

對(duì)于圖8（a）所示的匹配結(jié)構(gòu)，右側(cè)零件的段差匹配面的檢測(cè)也要模擬環(huán)境件設(shè)計(jì)，具體的公差要求由DTS定義分解而來(lái)。該例子假設(shè)零件主基準(zhǔn)體系為A、B、C，基準(zhǔn)D 是模擬環(huán)境件得出的，公差要求見公差框格。這樣的檢測(cè)結(jié)果才更接近真實(shí)匹配。

對(duì)于不同于上述情況的匹配結(jié)構(gòu)，如圖8（b），右側(cè)零件的段差匹配面的檢測(cè)就無(wú)需模擬環(huán)境件，因環(huán)境件沒(méi)有對(duì)段差面的尺寸情況產(chǎn)生影響。

圖8 模擬環(huán)境件的匹配面檢測(cè)

3 小結(jié)

采用上述模擬環(huán)境件的定位和檢測(cè)設(shè)計(jì)方案，有如下優(yōu)點(diǎn)：

3.1 提高了單個(gè)零件尺寸控制與整車匹配的結(jié)合度。零件的尺寸檢測(cè)結(jié)果更能準(zhǔn)確反映零件裝車時(shí)的尺寸狀態(tài)，利于準(zhǔn)確、快速地指導(dǎo)裝車問(wèn)題的分析和解決，極大程度提高了工作效率。

3.2 縮短零件開發(fā)周期，為整車開發(fā)提供充裕的時(shí)間。如果零件在檢具上尺寸檢測(cè)合格，即可對(duì)零件進(jìn)行尺寸認(rèn)可，不必像以前一樣，要等到裝車確認(rèn)完沒(méi)有匹配問(wèn)題才能認(rèn)可，這也縮短了零件的前期開發(fā)時(shí)間，對(duì)于一些需要開皮紋且皮紋周期較長(zhǎng)的零件無(wú)疑是提供了更充足的時(shí)間。

3.3 有效避免零件商與主機(jī)廠間關(guān)于零件尺寸狀態(tài)的爭(zhēng)議。按照此種設(shè)計(jì)，如果零件在檢具上的匹配效果不好，其在整車上效果也會(huì)趨勢(shì)相同。

以上模擬環(huán)件的定位和檢測(cè)設(shè)計(jì)也有一定的局限性。例如，此種設(shè)計(jì)對(duì)于那些“塑料-鈑金”的匹配較適用，檢具上也是采用剛性很高的金屬去模擬鈑金環(huán)境件，這樣無(wú)論是定位還是周邊匹配都很接近整車上的真實(shí)匹配；但對(duì)于“塑料-塑料”類的匹配，如上安裝板裝飾板與其左右角板、B 柱上裝飾板與B 柱下裝飾板之間的匹配，由于相互搭接的兩個(gè)零件剛性都較差，而檢具上又無(wú)法模擬出真實(shí)環(huán)境件的弱剛性情況，這樣定位和檢測(cè)就會(huì)與真實(shí)匹配有一定的差異。

針對(duì)上述的局限性，下面提出一種新式的、組合環(huán)境件進(jìn)行定位和檢測(cè)的設(shè)計(jì)方案。

即把相互搭接的兩個(gè)塑料零件通過(guò)真實(shí)的裝配特征裝配在一起再進(jìn)行定位和檢測(cè)，而不需要在檢具上模擬出它們之間的匹配，它們之間的匹配情況直接通過(guò)測(cè)量相互的間隙和段差來(lái)判斷，兩個(gè)零件上與二者相互裝配無(wú)關(guān)的定位項(xiàng)分別按各自的定位方案設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)的前提一般是兩個(gè)零件是同一個(gè)零件供應(yīng)商開發(fā)的，這才方便檢具的設(shè)計(jì)和使用。

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