王硯紅　黃露　雷舸

摘 要：本文介紹了汽車(chē)行業(yè)內(nèi)首款應(yīng)用鋁溫成型內(nèi)板的車(chē)門(mén)總成尺寸育成全過(guò)程，基于大量測(cè)量分析總結(jié)了不同姿態(tài)檢具對(duì)車(chē)門(mén)內(nèi)板測(cè)量結(jié)果的影響規(guī)律，積累了車(chē)門(mén)制造工序?qū)π兔娉叽绲挠绊懸?guī)律并充分應(yīng)用于車(chē)門(mén)總成尺寸育成中，通過(guò)車(chē)門(mén)內(nèi)板尺寸符合性、穩(wěn)定性提升和車(chē)門(mén)加強(qiáng)件部分匹配面修正等方法，短期實(shí)現(xiàn)車(chē)門(mén)總成尺寸狀態(tài)滿(mǎn)足量產(chǎn)所需，對(duì)后續(xù)鋁溫成型車(chē)門(mén)內(nèi)板設(shè)計(jì)及尺寸育成具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：鋁溫成型車(chē)門(mén)內(nèi)板 車(chē)門(mén)總成 尺寸育成

1 引言

隨著我國(guó)整車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng)中電動(dòng)汽車(chē)比重逐年提升，鑒于整車(chē)重量對(duì)電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航的巨大影響及電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主普遍存在的“續(xù)航焦慮”心理，相較于燃油車(chē)而言，電動(dòng)汽車(chē)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段對(duì)整車(chē)重量更為敏感，因此鋁材質(zhì)零件以其相較于鋼材質(zhì)零件明顯的重量?jī)?yōu)勢(shì)，在國(guó)產(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)尤其是高端汽車(chē)的車(chē)身上應(yīng)用越來(lái)越廣泛。零件材質(zhì)的變革對(duì)零件制造、連接、分總成及總成尺寸精度的育成都提出了新的挑戰(zhàn)，基于鋼材質(zhì)零件總結(jié)積累的經(jīng)驗(yàn)普遍失效，新的經(jīng)驗(yàn)需要在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中不斷總結(jié)。

國(guó)內(nèi)某豪華電動(dòng)汽車(chē)的代表品牌，旗下首款Hyper SUV車(chē)型車(chē)身大量采用鋁材質(zhì)零件以減輕整車(chē)重量，車(chē)門(mén)總成（除車(chē)門(mén)防撞梁外）均應(yīng)用鋁材質(zhì)零件，鑒于該車(chē)型車(chē)身整體尺寸及豐富的車(chē)門(mén)功能需求，車(chē)門(mén)總成整體厚度不斷增加的同時(shí)，對(duì)車(chē)門(mén)內(nèi)板的拉延深度提出極高要求，常規(guī)的單塊冷沖壓鋁板無(wú)法解決大深度拉延造成的表面質(zhì)量問(wèn)題，因此項(xiàng)目決策該車(chē)型車(chē)門(mén)內(nèi)板采用鋁溫成型工藝，在此之前鋁溫成型工藝僅應(yīng)用于車(chē)身后流水槽等尺寸較小零件，此工藝制造車(chē)門(mén)內(nèi)板業(yè)界尚無(wú)先例，且車(chē)門(mén)內(nèi)板單件尺寸狀態(tài)直接影響車(chē)門(mén)總成的DTS匹配面，因此工藝的變更對(duì)車(chē)門(mén)總成尺寸育成提出極大挑戰(zhàn)。本文通過(guò)對(duì)該車(chē)型車(chē)門(mén)總成尺寸育成過(guò)程進(jìn)行還原，探究基于鋁溫成型內(nèi)板的車(chē)門(mén)總成尺寸育成思路。

2 背景

該車(chē)型因車(chē)身整體尺寸及車(chē)門(mén)功能需求，車(chē)門(mén)總成整體厚度超出冷沖壓鋁板的拉延極限，單塊冷沖壓車(chē)門(mén)內(nèi)板存在嚴(yán)重的且無(wú)法解決的表面質(zhì)量問(wèn)題，必須改變?cè)O(shè)計(jì)思路；而可行的替代方案主要有兩種：一、采用兩塊冷沖壓鋁板拼接制造車(chē)門(mén)內(nèi)板，工藝較為成熟但外觀存在較為明顯且無(wú)法遮蓋的拼接痕跡，車(chē)門(mén)開(kāi)啟時(shí)可被用戶(hù)感知，不利于外觀感知質(zhì)量；二、應(yīng)用鋁溫成型工藝，車(chē)門(mén)內(nèi)板不需要分件、整體性強(qiáng)，外觀品質(zhì)更佳但業(yè)界沒(méi)有先例，車(chē)門(mén)內(nèi)板可以達(dá)到的尺寸狀態(tài)未知。鑒于該車(chē)型的豪華屬性，項(xiàng)目組決定優(yōu)先保證車(chē)門(mén)內(nèi)板的外觀品質(zhì)，選擇鋁溫成型內(nèi)板工藝。由于鋁溫成型車(chē)門(mén)內(nèi)板為業(yè)界首例、沒(méi)有可參考借鑒的案例，該項(xiàng)目在工藝探索中無(wú)可避免走了彎路，導(dǎo)致模具報(bào)廢重開(kāi)等問(wèn)題，犧牲了大量項(xiàng)目時(shí)間，以至于TT階段僅有T0（即模具首件）狀態(tài)車(chē)門(mén)內(nèi)板單件，型面尺寸合格率僅70%左右，此時(shí)距項(xiàng)目J1節(jié)點(diǎn)僅3個(gè)月時(shí)間，對(duì)車(chē)門(mén)總成的尺寸育成提出極大挑戰(zhàn)。

3 規(guī)律總結(jié)

3.1 車(chē)門(mén)內(nèi)板單件測(cè)量規(guī)律總結(jié)，單件問(wèn)題識(shí)別

基于冷沖壓零件檢具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，車(chē)門(mén)零件的檢具（見(jiàn)附圖1）姿態(tài)普遍設(shè)計(jì)為臥式（即與零件整車(chē)實(shí)際姿態(tài)呈90°），而車(chē)門(mén)總成檢具（同時(shí)具備測(cè)量?jī)?nèi)板單件功能，見(jiàn)附圖2）測(cè)量因?yàn)橐_保與裝車(chē)姿態(tài)一致，設(shè)計(jì)為立式，這樣的檢具姿態(tài)差異在冷沖壓零件尺寸育成中并未出現(xiàn)問(wèn)題，因此該項(xiàng)目單件檢具設(shè)計(jì)之初，無(wú)人對(duì)檢具姿態(tài)提出異議。但由于鋁溫成型工藝生產(chǎn)的車(chē)門(mén)內(nèi)板回彈較大等原因，在實(shí)際尺寸育成過(guò)程中，我們逐漸發(fā)現(xiàn)車(chē)門(mén)內(nèi)板單件檢具與車(chē)門(mén)總成檢具結(jié)果存在很大差異，一度對(duì)車(chē)門(mén)總成的尺寸育成起到干擾。為徹底解決這一問(wèn)題，我們要求單件檢具運(yùn)送至整車(chē)生產(chǎn)基地，采用同一零件分別上兩套檢具測(cè)量的方式，對(duì)車(chē)門(mén)內(nèi)板包邊面及切邊進(jìn)行密集采點(diǎn)測(cè)量，后門(mén)內(nèi)板測(cè)量點(diǎn)83處，前門(mén)內(nèi)板測(cè)量點(diǎn)68處，記錄四門(mén)內(nèi)板各20件測(cè)量值并利用Excel工具對(duì)測(cè)量結(jié)果匯總分析；在密集采點(diǎn)、大量測(cè)量的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上分析總結(jié)兩套檢具間的測(cè)量差異規(guī)律，充分識(shí)別到不同的檢具姿態(tài)下，重力對(duì)同一零件測(cè)量結(jié)果的巨大影響（部分區(qū)域測(cè)量差異高達(dá)1.5mm）。通過(guò)檢具到廠的方式有效避免了零件運(yùn)輸過(guò)程中的尺寸變形，使規(guī)律總結(jié)排除一切干擾、更加真實(shí)。在這一過(guò)程中我們還重點(diǎn)識(shí)別出車(chē)門(mén)內(nèi)板扭曲變形、立式測(cè)量時(shí)零件四個(gè)Y向基準(zhǔn)不能完全貼合、Y7基準(zhǔn)與檢具基準(zhǔn)面距離不穩(wěn)定（0～2mm范圍波動(dòng)）的問(wèn)題，反映出零件尺寸穩(wěn)定性嚴(yán)重不足，對(duì)車(chē)門(mén)總成的最終尺寸穩(wěn)定性產(chǎn)生決定性影響。這個(gè)問(wèn)題因重力作用，在臥式的單件檢具中無(wú)法檢出，且會(huì)對(duì)單件檢具中包邊面的偏差測(cè)量結(jié)果造成干擾，故而我們要求零件供應(yīng)商通過(guò)模具研合、工藝參數(shù)調(diào)整、固化等手段，優(yōu)先解決零件的扭曲、Y向基準(zhǔn)不貼合的問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上才能進(jìn)行零件尺寸穩(wěn)定性的提升工作。

3.2 車(chē)門(mén)總成工序變化規(guī)律總結(jié)

車(chē)門(mén)內(nèi)板需經(jīng)過(guò)焊接一序（焊接鉸鏈加強(qiáng)板等）、焊接二序（焊接外水切加強(qiáng)板等）、內(nèi)外板包邊三道工序后形成車(chē)門(mén)總成，每道工序均會(huì)對(duì)車(chē)門(mén)總成的最終型面尺寸狀態(tài)造成影響。我們充分利用TT階段車(chē)門(mén)慢焊過(guò)程，分工序測(cè)量車(chē)門(mén)內(nèi)板單件、焊接一序后車(chē)門(mén)內(nèi)板分總成、焊接二序后車(chē)門(mén)內(nèi)板總成及包邊后車(chē)門(mén)總成的型面尺寸狀態(tài)，每個(gè)車(chē)門(mén)均測(cè)量10件，在大量數(shù)據(jù)積累的基礎(chǔ)上利用Excel工具充分總結(jié)車(chē)門(mén)總成制造各工序?qū)π兔娉叽绲挠绊?，形成清晰的?chē)門(mén)總成型面偏差影響路徑?；诠ば蜃兓?guī)律總結(jié)，我們可以根據(jù)車(chē)門(mén)總成的尺寸目標(biāo)要求反推出車(chē)門(mén)內(nèi)板單件的型面尺寸要求，同時(shí)結(jié)合兩套檢具間的測(cè)量結(jié)果差異規(guī)律，我們制定了基于單件檢具的車(chē)門(mén)內(nèi)板初版整改指令。

4 鎖定整改指令

4.1 結(jié)合車(chē)身側(cè)圍尺寸狀態(tài)優(yōu)化車(chē)門(mén)內(nèi)板整改指令

常規(guī)的車(chē)身尺寸育成思路，應(yīng)該是車(chē)身側(cè)圍與后門(mén)總成分別達(dá)成設(shè)計(jì)的尺寸公差要求，而TT階段車(chē)身側(cè)圍外板的尺寸狀態(tài)、工裝夾具的調(diào)整等已基本鎖定；通過(guò)分析車(chē)身三坐標(biāo)數(shù)據(jù)，我們識(shí)別出左右兩側(cè)車(chē)身側(cè)圍型面均存在上部偏高下部偏低的問(wèn)題，型面上下存在0.8mm左右的極差，此時(shí)若要優(yōu)化白車(chē)身側(cè)圍型面尺寸需對(duì)側(cè)圍外板模具進(jìn)行修模，修模時(shí)間長(zhǎng)達(dá)兩個(gè)月且修模后的面品質(zhì)量不可預(yù)估，存在影響項(xiàng)目J1節(jié)點(diǎn)的巨大風(fēng)險(xiǎn)；基于上述風(fēng)險(xiǎn)和車(chē)門(mén)內(nèi)板尺寸育成進(jìn)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于車(chē)身其他零件的實(shí)際情況，我們決定鎖定車(chē)身側(cè)圍型面尺寸狀態(tài)，結(jié)合生產(chǎn)基地調(diào)整線后門(mén)匹配側(cè)圍調(diào)整的原則，通過(guò)對(duì)后車(chē)門(mén)后部進(jìn)行修偏以匹配車(chē)身側(cè)圍的型面偏差，保證后門(mén)與側(cè)圍的實(shí)車(chē)匹配符合DTS設(shè)計(jì)公差（±0.5mm）要求。結(jié)合車(chē)身側(cè)圍和后車(chē)門(mén)總成的實(shí)際尺寸狀態(tài)，我們規(guī)劃了后車(chē)門(mén)后部的目標(biāo)尺寸狀態(tài)（見(jiàn)附圖3）。同理，我們根據(jù)后車(chē)門(mén)前部與前車(chē)門(mén)后部的實(shí)際尺寸狀態(tài)，規(guī)劃了此匹配區(qū)域車(chē)門(mén)總成的目標(biāo)尺寸狀態(tài)（見(jiàn)附圖4）。利用車(chē)門(mén)總成工序變化規(guī)律，反推出車(chē)門(mén)內(nèi)板單件的型面尺寸要求，結(jié)合兩套檢具測(cè)量結(jié)果差異規(guī)律，我們優(yōu)化并制定了車(chē)門(mén)內(nèi)板過(guò)程版整改指令。

4.2 利用車(chē)門(mén)加強(qiáng)件矯形車(chē)門(mén)內(nèi)板，鎖定車(chē)門(mén)內(nèi)板及加強(qiáng)件整改指令

車(chē)門(mén)內(nèi)板經(jīng)過(guò)兩輪模具研合、成型工藝參數(shù)（加熱溫度、加熱時(shí)長(zhǎng)、模具表面涂油量、保壓時(shí)間等）固化后，零件的四個(gè)Y項(xiàng)基準(zhǔn)面在總成檢具上狀態(tài)穩(wěn)定，尺寸穩(wěn)定性也得到很大提升，型面尺寸合格率達(dá)85～95%，并減小了單一型面的尺寸極差，但此時(shí)零件尺寸狀態(tài)距整改指令要求仍有不小的差距，此時(shí)車(chē)門(mén)內(nèi)板的生產(chǎn)制造參數(shù)已通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)和調(diào)整趨于固化，如果要求供應(yīng)商進(jìn)一步提升車(chē)門(mén)內(nèi)板型面尺寸合格率需要對(duì)模具進(jìn)行修模，而此時(shí)距項(xiàng)目J1節(jié)點(diǎn)已不足一個(gè)月，緊迫的項(xiàng)目時(shí)間無(wú)法應(yīng)對(duì)修?？赡軒?lái)的尺寸不穩(wěn)定、面品質(zhì)量差等諸多問(wèn)題，因此針對(duì)車(chē)門(mén)內(nèi)板我們制定終版整改指令，要求供應(yīng)商鎖定當(dāng)前的模具狀態(tài)，將工作重點(diǎn)放在提升產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性上，保證同一批次、不同批次零件尺寸穩(wěn)定。

鎖定車(chē)門(mén)內(nèi)板尺寸狀態(tài)后，為達(dá)成車(chē)門(mén)總成的目標(biāo)尺寸狀態(tài)，我們充分利用已總結(jié)的車(chē)門(mén)總成各工序尺寸變化規(guī)律，識(shí)別出對(duì)車(chē)門(mén)總成型面尺寸存在決定性影響的車(chē)門(mén)加強(qiáng)件，如：車(chē)門(mén)外水切加強(qiáng)板對(duì)車(chē)門(mén)總成后部面差的影響，車(chē)門(mén)鉸鏈加強(qiáng)板對(duì)車(chē)門(mén)總成前部面差的影響等，進(jìn)而通過(guò)加強(qiáng)件檢具到廠、現(xiàn)場(chǎng)手修零件的方式，不斷試驗(yàn)總結(jié)出加強(qiáng)件各區(qū)域尺寸變化對(duì)總成型面尺寸的具體影響點(diǎn)和影響量，從而通過(guò)對(duì)車(chē)門(mén)加強(qiáng)件小部分匹配區(qū)域尺寸修偏，利用加強(qiáng)件在車(chē)門(mén)焊接過(guò)程中對(duì)內(nèi)板的矯形作用，達(dá)成車(chē)門(mén)總成的目標(biāo)尺寸狀態(tài)。針對(duì)車(chē)門(mén)加強(qiáng)件的修偏僅涉及五個(gè)零件且均為小面積匹配面，修模周期僅需兩周，且模具修模完成前可通過(guò)零件手修的方式滿(mǎn)足車(chē)門(mén)生產(chǎn)要求，不影響項(xiàng)目J1節(jié)點(diǎn)，是最優(yōu)方案，因此方案得到項(xiàng)目組的認(rèn)可。

但因?yàn)榇朔椒ㄊ峭ㄟ^(guò)加強(qiáng)件矯形方式強(qiáng)制車(chē)門(mén)內(nèi)板受力變形，會(huì)導(dǎo)致焊接、包邊后的車(chē)門(mén)總成內(nèi)部存在應(yīng)力，車(chē)門(mén)總成經(jīng)過(guò)涂裝電泳、高溫烘烤后應(yīng)力釋放會(huì)對(duì)車(chē)門(mén)總成的型面造成一定影響；結(jié)合車(chē)門(mén)總成涂裝后的變化情況，我們對(duì)加強(qiáng)件的整改指令進(jìn)行了迭代更新，在不斷試驗(yàn)的基礎(chǔ)上形成了最終版的加強(qiáng)件整改指令。經(jīng)過(guò)MP階段生產(chǎn)車(chē)門(mén)總成的測(cè)量驗(yàn)證，手修臨時(shí)應(yīng)對(duì)和修模完成后的車(chē)門(mén)加強(qiáng)件均能良好適配車(chē)門(mén)內(nèi)板，達(dá)成預(yù)設(shè)的車(chē)門(mén)總成尺寸目標(biāo)，從而保證車(chē)門(mén)與側(cè)圍、前門(mén)與后門(mén)的匹配效果達(dá)成外觀DTS質(zhì)量要求（±0.5mm）。

5 結(jié)論

（1）鋁溫成型工藝生產(chǎn)的車(chē)門(mén)內(nèi)板受重力影響尤其明顯，檢具的放置方向（立式和臥式）對(duì)測(cè)量結(jié)果影響極大，部分區(qū)域兩套檢具測(cè)量結(jié)果差異竟高達(dá)1.5mm，前期對(duì)車(chē)門(mén)內(nèi)板尺寸育成造成干擾，直到采取單件檢具到廠、大量測(cè)量對(duì)比兩套檢具差異的方式才識(shí)別出差異規(guī)律，故而建議采用鋁溫成型工藝的車(chē)門(mén)內(nèi)板單件檢具放置方向應(yīng)與總成檢具放置方向一致，避免測(cè)量結(jié)果對(duì)尺寸育成工作的干擾。

（2）鋁溫成型工藝生產(chǎn)的車(chē)門(mén)內(nèi)板，成型后的回彈力要遠(yuǎn)大于冷沖壓工藝生產(chǎn)的車(chē)門(mén)內(nèi)板，因此要充分關(guān)注立式檢具測(cè)量時(shí)Y向四個(gè)基準(zhǔn)面的貼合情況，務(wù)必將Y向基準(zhǔn)穩(wěn)定并貼合作為尺寸提升的第一關(guān)注項(xiàng)和優(yōu)先解決項(xiàng)，基準(zhǔn)不穩(wěn)定必然導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不穩(wěn)定，零件的尺寸穩(wěn)定性必然無(wú)法實(shí)現(xiàn)，尺寸育成也就無(wú)從談起。

（3）鋁溫成型工藝生產(chǎn)的車(chē)門(mén)內(nèi)板，與冷沖壓工藝生產(chǎn)的車(chē)門(mén)內(nèi)板在單件尺寸育成方面存在本質(zhì)的差異，即鋁溫成型工藝不僅受模具尺寸狀態(tài)的影響，還受到加熱溫度、加熱時(shí)長(zhǎng)、模具表面涂油量、保壓時(shí)間、激光切割等諸多參數(shù)影響，模具尺寸優(yōu)化僅是其中一個(gè)影響因素，因此修模帶來(lái)的尺寸收益遠(yuǎn)不如冷沖壓工藝直接，且可能造成面品質(zhì)量下降等副作用。因此應(yīng)用鋁溫成型工藝的車(chē)門(mén)內(nèi)板應(yīng)盡早開(kāi)模，以留有足夠的時(shí)間對(duì)各影響參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)、調(diào)整、固化，保證車(chē)門(mén)內(nèi)板的尺寸穩(wěn)定；車(chē)門(mén)內(nèi)板尺寸穩(wěn)定且符合設(shè)計(jì)公差要求后，應(yīng)慎重對(duì)待尺寸變更（如修偏車(chē)門(mén)內(nèi)板匹配車(chē)身側(cè)圍的尺寸偏差等）的要求。

（4）車(chē)門(mén)焊接各工序中，車(chē)門(mén)加強(qiáng)件因零件料厚遠(yuǎn)超車(chē)門(mén)內(nèi)板，對(duì)車(chē)門(mén)內(nèi)板存在很強(qiáng)的矯形作用，因此在設(shè)計(jì)階段應(yīng)注意盡量減小加強(qiáng)件與車(chē)門(mén)內(nèi)板的匹配面積，以便更好地控制加強(qiáng)件匹配面尺寸精度，降低車(chē)門(mén)總成尺寸育成難度。尺寸育成過(guò)程中應(yīng)注意通過(guò)數(shù)據(jù)積累，充分識(shí)別各加強(qiáng)件對(duì)車(chē)門(mén)總成的尺寸影響。在車(chē)門(mén)內(nèi)板尺寸穩(wěn)定但未達(dá)到設(shè)計(jì)尺寸公差要求、且通過(guò)調(diào)整工藝參數(shù)等手段均無(wú)法解決的前提下，為避免修模對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度和零件面品質(zhì)量造成風(fēng)險(xiǎn)，可采用修偏車(chē)門(mén)加強(qiáng)件的匹配面，通過(guò)加強(qiáng)件矯形車(chē)門(mén)內(nèi)板的方式，保證車(chē)門(mén)總成達(dá)成設(shè)計(jì)的尺寸目標(biāo)。此方式有利于縮短車(chē)門(mén)總成尺寸育成周期，但應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注車(chē)門(mén)總成涂裝后的應(yīng)力釋放情況，以涂裝后的車(chē)門(mén)總成尺寸狀態(tài)為準(zhǔn)制定車(chē)門(mén)加強(qiáng)件的修正量。

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