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        輥壓窗框精度保證方案淺析

        2022-10-20 02:28:08劉定橙胡瑞
        時(shí)代汽車 2022年20期
        關(guān)鍵詞:輥壓切角窗框

        劉定橙 胡瑞

        1.吉利汽車集團(tuán)有限公司 浙江省寧波市 315300 2.浙江合眾新能源汽車有限公司 浙江省嘉興市 314500

        1 前言

        車門作為整車的關(guān)鍵零部件,起著安全防護(hù)、美觀、密封隔音等作用,其外觀品質(zhì)要求高、用戶體驗(yàn)感強(qiáng),它的制造精度直接反映了整車的質(zhì)量和觀感效果。車門主要有三種形式,分別是整體式車門、分體式車門和無(wú)框式車門。分體式車門窗框部分為輥壓工藝,又叫輥壓車門,因?yàn)槌杀镜?,多適用于經(jīng)濟(jì)型車型,其窗框總成經(jīng)過(guò)輥壓、切角、拉彎、燒焊等多種復(fù)雜工藝后,精度的控制是整個(gè)車門尺寸提升過(guò)程中的重點(diǎn)和難點(diǎn),因此本文對(duì)輥壓式窗框總成精度給出保證方案。

        2 輥壓窗框總成概述

        窗框總成可分為閉口式窗框和開(kāi)口式窗框。閉口式窗框構(gòu)成(圖1),a:后視鏡安裝加強(qiáng)板,b:A 柱上框,c:上框,d:B 柱,e:B 柱玻璃升降導(dǎo)軌,f:內(nèi)水切橫梁,g:A 柱玻璃升降導(dǎo)軌;開(kāi)口式窗框(圖2)相比閉口式窗框少了內(nèi)水切橫梁。窗框上的A 柱、B 柱、上框、玻璃升降導(dǎo)軌都是輥壓件。

        圖1 閉口式窗框

        圖2 開(kāi)口式窗框

        窗框總成的制造工藝比較復(fù)雜,整體要求很高,部分車型的窗框除了常規(guī)的輥壓、切角、拉彎、焊接、打磨、矯形以外,還包含沖壓整形、包邊等工藝。

        3 與窗框相關(guān)的DTS 要求

        由于車型差異,窗框的造型和結(jié)構(gòu)不同,但匹配要素基本一致。以某量產(chǎn)車型舉例(圖3),2F:前門窗框&前三角板,2J:側(cè)圍外板&前門窗框,2K:后門窗框&前門窗框,2P:側(cè)圍外板&后門窗框,2S:后三角窗&后門窗框,2AI:后門窗框&前門窗框。

        圖3 與窗框相關(guān)DTS 要求

        基于以上DTS 特征,對(duì)每一項(xiàng)進(jìn)行分解,從而得出窗框總成的重點(diǎn)監(jiān)控要素如下:

        3.1 2F、2K、2S 三條縫隙的間隙要求:前后窗框的X 向輪廓開(kāi)度必須嚴(yán)格控制,具體數(shù)值根據(jù)車型DTS 要求不同會(huì)存在差異,一般來(lái)說(shuō),要求小于0.5mm(圖4)。

        圖4 窗框X 向開(kāi)度

        3.2 2F、2K、2S 間隙均勻度的要求:窗框的A 柱、B 柱以及C 柱單條間隙均勻度一般要求小于0.3mm。

        3.3 2AI 前后門窗框B 柱Z 向的對(duì)齊度要求:需要前后門窗框B 柱上部Z 向間隙要確保穩(wěn)定,偏差小于0.3mm(圖5)。

        圖5 窗框間隙和面差要求

        4 窗框結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)精度的影響

        4.1 窗框供貨類型

        窗框供貨類型分為開(kāi)口式和封閉式,封閉式窗框開(kāi)度完全由窗框總成決定,不容易發(fā)生變形,尺寸相對(duì)比較穩(wěn)定,但對(duì)供應(yīng)商制造能力要求比較高,一旦焊接,窗框開(kāi)度固定,無(wú)法改變。而開(kāi)口式窗框,X 向開(kāi)度由車門總成夾具決定,矯形后容易反彈;運(yùn)輸容易變形。

        4.2 搭接面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響

        為了保證焊接的穩(wěn)定性以及功能面的共面度,焊點(diǎn)區(qū)域盡可能設(shè)計(jì)成凸臺(tái)避讓結(jié)構(gòu)。如內(nèi)水切橫梁、后視鏡加強(qiáng)板等。

        4.3 玻璃升降導(dǎo)軌設(shè)計(jì)對(duì)升降功能的影響

        經(jīng)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn),與窗框一體焊接的導(dǎo)軌伸出橫梁的長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)會(huì)影響玻璃升降功能(圖6)。窗框在預(yù)彎時(shí),導(dǎo)軌下端會(huì)按比例放大偏轉(zhuǎn)(圖7),但總裝窗框被膠條頂出還原到正常狀態(tài)時(shí),下部導(dǎo)軌因焊接固定不會(huì)同步還原,導(dǎo)致導(dǎo)軌彎曲,影響玻璃升降功能。

        圖6 導(dǎo)軌延伸太長(zhǎng)

        圖7 導(dǎo)軌預(yù)彎,頂起前后變化

        5 定位方案設(shè)計(jì)

        5.1 總成RPS

        窗框目前的RPS 定位方案已經(jīng)趨近統(tǒng)一,X&Z 向采用輪廓定位、Y 向采用內(nèi)密封面定位。某國(guó)產(chǎn)車型窗框總成定位方案(圖8),以輪廓定位的優(yōu)點(diǎn)是以功能點(diǎn)作為定位基準(zhǔn),縮短尺寸連環(huán),可以更好的保證窗框區(qū)域間隙和面差的穩(wěn)定性。

        圖8 總成測(cè)量定位基準(zhǔn)

        5.2 總成夾具M(jìn)CP

        輥壓件截面復(fù)雜,因此定位相對(duì)比較復(fù)雜。某車型夾具定位方案(圖9~10),A 柱以及上框縱向的X 向定位采用孔定位。在DTS 要求中,前后門B 柱Z 向?qū)R要求嚴(yán)格,因此,B 柱Z 向定位采用輪廓定位。輪廓定位更有利于尺寸控制,同時(shí)打磨預(yù)留量的控制也可以更加精準(zhǔn)。

        圖9 拼焊夾具定位

        圖10 拼焊夾具定位

        5.3 B 柱沖孔MCP

        部分車型窗框有外覆蓋件,比如B 柱飾板,上框亮條等。飾板與亮條的定位打緊孔相對(duì)于輪廓邊的位置度非常重要。因此在對(duì)B 柱沖孔時(shí),必須以外輪廓定位(圖11)。

        圖11 分總成沖孔定位

        5.4 切角定位

        窗框A 柱、上框以及B 柱在切角之前,需要先沖定位孔,后續(xù)切角和拼焊都將以該孔作為縱向定位。切角定位(圖12)和壓緊必須盡可能靠近切角口,保證切角時(shí)輥壓件不發(fā)生變形。

        圖12 切角定位

        6 關(guān)鍵工藝注意事項(xiàng)

        6.1 輥壓

        輥壓型材的質(zhì)量保證的關(guān)鍵在于輥輪組數(shù),越復(fù)雜的零件,輥輪組的組數(shù)越多,理論上,輥輪組數(shù)越多輥壓質(zhì)量越好,汽車車門窗框的輥輪組數(shù)根據(jù)橫截面造型復(fù)雜程度不同,控制在30~40 組之間。其次,需要確保輥輪自身的清潔度以及冷卻液的清潔度,臟污會(huì)導(dǎo)致輥壓件外觀缺陷。

        6.2 拉彎

        6.2.1 反彈量補(bǔ)償

        在拉彎模的開(kāi)發(fā)過(guò)程中,需要考慮拉彎反彈量,根據(jù)不同的材料的反彈系數(shù),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真分析,補(bǔ)償反彈量。要求拉彎反彈后,剛好得到我們想要的彎曲弧度。

        6.2.2 抽芯拉彎

        拉彎空心型材時(shí),必須使用配套拉彎內(nèi)芯;防止拉彎時(shí)空腔變形,褶皺。

        6.3 切角

        切角精度要控制在0.1mm 以內(nèi),切口無(wú)飛邊毛刺;切角夾具需實(shí)現(xiàn)空間任意角度可調(diào),以確保切角角度正確。

        6.4 拼焊

        成本考慮,目前大部分窗框拼焊采用的氣體保護(hù)焊,焊接變形較大,為了盡可能的減小焊接變形,必須要求拼接間隙在0.2mm 以內(nèi)。為了確保匹配面差,拼接處的面差必須保證平整,拼接面差由工人裝件后自檢,面差不平的需要使用專用工具敲擊找平后焊接。為了保證B 柱與上框輪廓平齊,B 柱和上框需要使用輪廓定位(圖13)。

        圖13 拼角搭接以及B 柱Z 向輪廓定位

        6.5 打磨

        打磨必須要有打磨臺(tái)面,不允許手持打磨,同時(shí)要將零件定位在打磨支架上進(jìn)操作,可防止打磨時(shí)發(fā)生變形(圖14)。打磨完成后對(duì)打磨處的平齊度,共面度、輪廓度進(jìn)行檢查。打磨時(shí),必然會(huì)削去部分材料,因此要根據(jù)打磨量來(lái)定義打磨預(yù)留量??梢栽谠O(shè)計(jì)時(shí)就將打磨預(yù)留考慮進(jìn)去,也可以在拼焊夾具上進(jìn)行調(diào)整。在打磨區(qū)域進(jìn)行公差偏置處理,點(diǎn)A(+0.1/-0.4)、B(+0.1/-0.4)(圖15),預(yù)留了0.15mm 的打磨量。

        圖14 打磨定位支架

        圖15 打磨預(yù)留量示意

        7 總結(jié)

        按照公司技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究的要求,通過(guò)對(duì)整車DTS 需求、窗框設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、定位方案、工藝過(guò)程以及監(jiān)控要素的研究分析,結(jié)合供應(yīng)商走訪對(duì)標(biāo),總結(jié)出可行的窗框精度控制方案。在后續(xù)新車型開(kāi)發(fā)中,用于指導(dǎo)數(shù)據(jù)審核和供應(yīng)商開(kāi)發(fā)過(guò)程審核,降低后期調(diào)試匹配難度。

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