蘇世棟

（上汽通用五菱汽車股份有限公司 545007)

0 引言

消費者在購買汽車過程中，會把汽車靜態(tài)感知質(zhì)量視為其購買與否的重要判斷指標(biāo)。汽車尾部作為整車造型可視A面，是影響客戶視覺感知最為明顯的區(qū)域之一，其靜態(tài)感知尤為重要。尾部的造型和尺寸感知質(zhì)量的提升會給客戶帶來更直觀的第一印象。汽車行李艙蓋區(qū)域各零件之間的尺寸控制是靜態(tài)感知質(zhì)量重要的組成要素，其好壞能夠直接體現(xiàn)出汽車廠商制造的精度能力及細(xì)節(jié)處理能力[1]。

1 汽車尾部關(guān)鍵零部件構(gòu)成及裝配流程

汽車尾部幾個關(guān)鍵零部件之間的配合，如擾流板與側(cè)圍外板間隙斷差配合；尾燈與側(cè)圍外板間隙斷差配合；行李艙蓋與側(cè)圍外板間隙斷差配合等。汽車尾部是汽車制造過程中需要重點關(guān)注的對象，具體的零件構(gòu)成及裝配流程如圖1所示。

圖1 汽車尾部關(guān)鍵零件及其裝配工藝流程

2 汽車尾部重點控制區(qū)域及其優(yōu)化方向

圖2 汽車尾部DTS控制重點區(qū)域

汽車尾部設(shè)計主要是行李艙蓋、行李艙蓋上的裝飾件及周邊部件（后保險杠、側(cè)圍和尾燈等）的間隙斷差配合，行李艙蓋及其周邊區(qū)域各零件之間的間隙和斷差匹配的控制是重中之重。 其中，尾燈與后保險杠配合的區(qū)域是難點，解決好這些區(qū)域的尺寸配合問題可以很好地提升汽車尾部的靜態(tài)感知質(zhì)量。

圖2中由紅線標(biāo)出的位置是某車型尾部尺寸控制的重點區(qū)域。對該區(qū)域靜態(tài)尺寸的感知質(zhì)量尤為重要，是作為客戶視覺效果的可視A區(qū)[2]。

影響汽車尾部尺寸精度控制的因素有很多，主要包括零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、各個零件的搭接狀態(tài)、裝配工藝和零件定位設(shè)計等。

本文從以下幾方面介紹尺寸工程的控制方案與應(yīng)用。

（1）尾燈（車身側(cè)&行李艙蓋側(cè)）定位方案結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

（2）后保險杠安裝支架結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

（3）側(cè)圍外板與D柱焊接夾具優(yōu)化。

2.1 尾燈定位方案結(jié)構(gòu)優(yōu)化

為了美觀，大多數(shù)尾燈設(shè)計為A/B燈模式，即車身側(cè)尾燈與行李艙蓋側(cè)尾燈，我們對不同的A/B燈定位結(jié)構(gòu)進行分析，以達到優(yōu)化的效果。

2.1.1 尾燈（車身側(cè)）定位結(jié)構(gòu)優(yōu)化

尾燈（車身側(cè)）延伸到側(cè)圍部分一般會有個Z向定位，以保證尾燈與側(cè)圍外板上下端Z向間隙。如圖3所示，尾燈（車身側(cè)）前端定位點可以做在D柱處（方案一）或做在側(cè)圍外板上（方案二）。對比方案一與方案二，尾燈定位孔在D柱處需要通過工裝夾具焊接在一起，尺寸鏈更長了；而在側(cè)圍外板上通過沖壓模具控制尺寸，精度更高也更穩(wěn)定。

圖3 尾燈（車身側(cè)）前端定位點優(yōu)化

圖4 尾燈（車身側(cè)）前端定位點數(shù)據(jù)對比

圖5 尾燈（行李艙蓋側(cè)）定位方案優(yōu)化

兩種不同結(jié)構(gòu)的對比數(shù)據(jù)如圖4所示，兩種方案在量產(chǎn)車型不同的尾燈定位孔位置偏差狀況，第二種方案的6倍標(biāo)準(zhǔn)差（6σ）更小，即偏差小，數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定。因此，在沖壓成型沒有問題的情況下采用方案二可以提升尾燈與側(cè)圍外板匹配精度和穩(wěn)定性[3]。

2.1.2 尾燈（行李艙蓋側(cè)）定位結(jié)構(gòu)優(yōu)化

行李艙蓋處尾燈通常被行李艙蓋外飾板包裹，主要關(guān)注點為尾燈（行李艙蓋側(cè)）與尾燈（車身側(cè)）的間隙斷差匹配和尾燈（行李艙蓋側(cè)）與行李艙蓋外裝飾板的間隙斷差匹配問題。尾燈（行李艙蓋側(cè)）常規(guī)定位是在行李艙蓋上，再此我們優(yōu)化定位方案如圖5所示，將基準(zhǔn)定位在行李艙蓋外裝飾板上。

我們通過對比兩種結(jié)構(gòu)尾燈（行李艙蓋側(cè)）與尾燈（車身側(cè)）尺寸鏈如表1和表2所示，其公差帶累計結(jié)果差異不大。但是尾燈（行李艙蓋側(cè)）與行李艙蓋外裝飾板間一般設(shè)計為小間隙，對尺寸公差累計更敏感，且裝配過程中更容易造成干涉、刮漆等問題。為保證尾燈（行李艙蓋側(cè)）與行李艙蓋外飾板匹配良好，將尾燈直接裝配在外飾板上，使尺寸鏈更短，尺寸更好控制。

表1 方案一尺寸鏈分析

表2 方案二尺寸鏈分析

2.2 后保險杠安裝支架結(jié)構(gòu)優(yōu)化

后保險杠安裝支架采用細(xì)長型，第一裝配方向在一細(xì)長線上容易繞著長條型方向翻轉(zhuǎn)，裝配時容易擺動，影響裝配方向精度，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定導(dǎo)致后保險杠與側(cè)圍外板出現(xiàn)間隙斷差超差問題。為了改進穩(wěn)定性差的問題我們更改后保險杠安裝支架為"T"型結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可在裝配過程中防止零件轉(zhuǎn)動引起的型面波動[4]（圖6）。

圖6 后保險杠安裝支架結(jié)構(gòu)優(yōu)化

為了驗證結(jié)構(gòu)改進后尺寸偏差狀態(tài)，我們在VisVSA尺寸偏差軟件中建立后保險杠安裝支架偏差分析模型，通過軟件計算得出后保險杠安裝支架尺寸偏差并進行對比。對比結(jié)果表明，細(xì)長型結(jié)構(gòu)后保險杠安裝支架結(jié)果超差大，6σ偏大，不穩(wěn)定；"T"型結(jié)構(gòu)后保險杠安裝支架結(jié)果不超差，6σ比較小，結(jié)果穩(wěn)定。改進后的后保險杠安裝支架結(jié)構(gòu)可以更好的保證后保險杠與側(cè)圍外板的間隙段差穩(wěn)定性，提升兩者配合的靜態(tài)尺寸感知質(zhì)量。

2.3 側(cè)圍外板與D柱工裝夾具優(yōu)化

側(cè)圍外板與D柱焊接時Y向尺寸波動很容易引起擾流板與側(cè)圍外板的斷差匹配問題，為了保證側(cè)圍外板與D柱的相對距離，我們在D柱與側(cè)圍外板焊接時通過焊接夾具的優(yōu)化來抑制問題的發(fā)生，后側(cè)圍尾部焊接夾具布置如圖7所示。在關(guān)鍵匹配尖角處必須布置相應(yīng)的基準(zhǔn)和夾頭，以此控制D柱和側(cè)圍外板的Y向相對距離，保證Y向的尺寸穩(wěn)定性。

圖7 后側(cè)圍尾部焊接夾具布置

3 結(jié)語

通過對某汽車尾部關(guān)鍵零部件的定位結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，以及焊接夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，達到提升尾部配合精度和車輛尾部靜態(tài)尺寸感知質(zhì)量的目的，此方法已經(jīng)在不同的車型上得到驗證。

無論是整車關(guān)鍵零部件定位結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案設(shè)計，還是焊接工裝夾具定位策略的設(shè)計優(yōu)化，都要遵守控制各零部件尺寸精度的原則。在此基礎(chǔ)上，還要充分考慮定位的結(jié)構(gòu)對設(shè)計及其他工藝性的影響，進而達到更好的控制尺寸精度。