李濤

摘 要：翼子板與側(cè)圍A柱的分縫位于消費(fèi)者最直觀的視覺(jué)感知區(qū)域，文章通過(guò)優(yōu)化翼子板、側(cè)圍A柱等部件，解決翼子板與側(cè)圍A柱分縫的匹配問(wèn)題，介紹基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和魚(yú)骨圖工藝步驟的分析方法，提出一些產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的建議和工藝穩(wěn)定性提升的思路，供后續(xù)項(xiàng)目參考。

關(guān)鍵詞：翼子板 魚(yú)骨圖 產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 工藝穩(wěn)定性

1 前言

在車(chē)身制造領(lǐng)域，整車(chē)配合是轎車(chē)車(chē)身質(zhì)量的集中體現(xiàn)，不僅影響整車(chē)的美觀性，還對(duì)密封性、風(fēng)阻力和噪聲、行駛平穩(wěn)性等性能有著重要的影響。[1]外觀分縫的間隙和面差作為評(píng)價(jià)整車(chē)配合質(zhì)量的重要指標(biāo)，如何保證實(shí)車(chē)最大程度地符合造型設(shè)計(jì)，成為汽車(chē)設(shè)計(jì)工程師考慮的重要問(wèn)題。[2]

在不斷加快的汽車(chē)造型升級(jí)換代中，汽車(chē)翼子板已經(jīng)成為造型變更中的核心零件之一。本文針對(duì)某車(chē)型的翼子板與側(cè)圍A柱的匹配問(wèn)題進(jìn)行全面分析，定義優(yōu)化措施，總結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝穩(wěn)定性方面的不足，為后續(xù)項(xiàng)目提供一些思路和建議。

2 問(wèn)題現(xiàn)狀

某改款車(chē)型起步生產(chǎn)階段翼子板與側(cè)圍A柱區(qū)域發(fā)生多個(gè)匹配問(wèn)題，問(wèn)題之間存在較強(qiáng)的相關(guān)性。項(xiàng)目前期，翼子板與前蓋鉸鏈發(fā)生干涉，隨著開(kāi)啟角度變大翼子板被前蓋鉸鏈動(dòng)臂頂起，油漆表面出現(xiàn)明顯的凸包；后期翼子板與側(cè)圍A柱分縫處白車(chē)身狀態(tài)下出現(xiàn)面差波動(dòng)，油漆后發(fā)生倒高抱怨（翼子板低于A柱1.0～1.5mm），如圖1所示。

3 設(shè)計(jì)狀態(tài)分析

產(chǎn)品設(shè)計(jì)狀態(tài)分析是現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題分析的前提和基礎(chǔ)。解決上述翼子板匹配問(wèn)題，需要對(duì)翼子板產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、裝配尺寸鏈和理論裝配工藝進(jìn)行分析。

3.1 理論數(shù)據(jù)分析

對(duì)翼子板與前蓋鉸鏈干涉位置進(jìn)行DMU數(shù)據(jù)分析，前蓋鉸鏈開(kāi)啟過(guò)程中，前蓋鉸鏈動(dòng)臂的開(kāi)啟角度從0°變化至最大55°，鉸鏈與翼子板最小距離從6.51mm過(guò)渡至3.96mm。前蓋鉸鏈與翼子板理論狀態(tài)無(wú)干涉，但小于最小安全距離5mm的要求。

進(jìn)行翼子板產(chǎn)品結(jié)構(gòu)檢查，干涉點(diǎn)位于翼子板懸臂結(jié)構(gòu)的最遠(yuǎn)端，無(wú)可靠的物理連接定位，距離最近的螺栓緊固點(diǎn)為187mm，而共線的其他參考車(chē)型相應(yīng)位置為77mm，如圖2。問(wèn)題車(chē)型翼子板匹配分縫位置無(wú)可靠的定位點(diǎn)，不利于尺寸控制，可能是導(dǎo)致干涉的潛在風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。

3.2 尺寸鏈狀態(tài)

翼子板固定方式應(yīng)具有一定的調(diào)整量，以便吸收相關(guān)部件的制造裝配偏差[3]。按照?qǐng)D3順序，翼子板與前蓋鉸鏈Z向連接，前蓋鉸鏈與車(chē)身也是Z向連接，來(lái)自與車(chē)身、前蓋鉸鏈以及翼子板的Z向偏差，會(huì)隨著尺寸鏈進(jìn)行累加傳遞，導(dǎo)致全部Z向的偏差集中體現(xiàn)在外部匹配面上。這種Z向連接結(jié)構(gòu)不利于分縫位置面差的控制，必然造成匹配難度增加。

3.3 制造工藝狀態(tài)

裝配線安裝工藝一般采用螺栓螺母連接方案，問(wèn)題車(chē)型同樣采用螺栓螺母的剛性連接方案。為了防止翼子板與前蓋鉸鏈擰緊點(diǎn)位置出現(xiàn)腐蝕抱怨，翼子板打緊孔一周設(shè)計(jì)有梅花凸點(diǎn)保證電泳間隙，如圖4所示。凸點(diǎn)在擰緊過(guò)程中發(fā)生壓潰，并且偏心情況下孔心一周是不同程度的變形，導(dǎo)致翼子板翻轉(zhuǎn)不利于尺寸控制。

4 實(shí)車(chē)狀態(tài)分析

利用魚(yú)骨圖拆解尺寸鏈上相關(guān)零件及工藝步驟，從相關(guān)零件尺寸、工裝定位、工裝穩(wěn)定性、工藝穩(wěn)定性四個(gè)維度進(jìn)行全面的排查，如圖5所示。分析和檢查后發(fā)現(xiàn)，前蓋鉸鏈單件尺寸符合圖紙公差要求、裝配工藝可靠，問(wèn)題集中在白車(chē)身尺寸、翼子板尺寸及工藝穩(wěn)定性3個(gè)方面，需要進(jìn)行詳細(xì)的分析。

4.1 車(chē)身上縱梁尺寸

分析上縱梁產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn)，上縱梁是一個(gè)“Z字形”鈑金件，主型面是Y向面，而鉸鏈安裝面在側(cè)面。從零件的成型工藝來(lái)看，鉸鏈安裝面正好位于成型回彈面上，而對(duì)于零件成型過(guò)程而言，回彈控制不好必然帶來(lái)平面度落差。檢查上縱梁鈑金單件尺寸報(bào)告發(fā)現(xiàn)，鉸鏈匹配面發(fā)生嚴(yán)重回彈，Z向尺寸內(nèi)外存在1.8mm落差，內(nèi)高外低。杠桿效應(yīng)鉸鏈上的落差可以達(dá)到3mm左右。如圖6所示，鉸鏈發(fā)生翻轉(zhuǎn)，不考慮翼子板安裝及單件偏差情況下，鉸鏈最外側(cè)相對(duì)于內(nèi)側(cè)偏低3mm以上，這是造成鉸鏈與翼子板干涉的主要原因之一。

4.2 翼子板尺寸

研究實(shí)車(chē)安裝和測(cè)量定位方案發(fā)現(xiàn)，在翼子板靠近A柱的位置，實(shí)車(chē)缺少定位安裝點(diǎn)（詳見(jiàn)前文3.1所述），翼子板在該位置完全呈現(xiàn)自由狀態(tài)，不受約束和控制。但該處在翼子板單件RPS定位信息中布置RPS fy，用于輔助定位翼子板在測(cè)量支架上的姿態(tài)，如圖7。拆除三坐標(biāo)測(cè)量支架輔助支撐進(jìn)行對(duì)比測(cè)量，翼子板出現(xiàn)向內(nèi)向下0.6mm～1mm的偏差，與實(shí)車(chē)抱怨問(wèn)題趨勢(shì)一致，也是構(gòu)成匹配問(wèn)題的原因之一。

4.3 翼子板裝配工藝不穩(wěn)定

實(shí)車(chē)發(fā)現(xiàn)打緊翼子板在前蓋鉸鏈上，翼子板打緊孔一周的梅花凸點(diǎn)發(fā)生壓潰向下，打緊點(diǎn)帶動(dòng)翼子板向下移動(dòng)，位移量達(dá)到1mm以上。在標(biāo)準(zhǔn)車(chē)身上進(jìn)行位移量的測(cè)量試驗(yàn)，評(píng)估工藝穩(wěn)定性。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，翼子板安裝點(diǎn)發(fā)生的位移會(huì)直接傳遞至翼子板與A柱分縫的匹配面上，且有數(shù)倍的放大現(xiàn)象。如表1所示，增加翼子板打緊孔Z向高度0.2mm，翼子板與A柱匹配位置的測(cè)點(diǎn)A，B，C變高0.4mm；高度增加0.4mm，變高0.9～1.8mm。試驗(yàn)證明，當(dāng)打緊點(diǎn)偏差變大時(shí)，翼子板分縫位置呈現(xiàn)出3至4倍的偏差放大。翼子板打緊工藝穩(wěn)定度低，對(duì)來(lái)自于零件尺寸的波動(dòng)極度敏感，增加了尺寸控制的難度。

5 優(yōu)化方案及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

5.1 優(yōu)化車(chē)身上縱梁尺寸

上縱梁前蓋鉸鏈安裝面平面度落差需進(jìn)行沖壓模具整改，增加局部平面度0.5mm的控制要求。上縱梁平面度尺寸優(yōu)化后，前蓋鉸鏈與翼子板干涉的問(wèn)題得到徹底解決。

5.2 翼子板Y向輔助控制方案

首先，優(yōu)化測(cè)量報(bào)告的可讀性，取消測(cè)量支架的輔助RPS的支撐；其次，翼子板測(cè)量支架及檢具優(yōu)化，在原輔助RPS位置設(shè)置間隙塊，用于長(zhǎng)期監(jiān)控翼子板回彈趨勢(shì)；最后，通過(guò)優(yōu)化沖壓模具控制翼子板的回彈和應(yīng)力釋放方向，避免翼子板向內(nèi)向下的趨勢(shì)。

5.3 翼子板工藝穩(wěn)定性控制方案

控制翼子板在A柱區(qū)域的穩(wěn)定性，增加新的螺栓擰緊點(diǎn)是最直接的解決辦法，但缺乏可實(shí)施性，經(jīng)濟(jì)性差。經(jīng)過(guò)綜合考慮，在側(cè)圍A柱上增加Y向涂膠凸臺(tái)，通過(guò)膠水進(jìn)行連接，彌補(bǔ)定位不足并控制翼子板的自由型面，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

針對(duì)打緊孔一周的梅花凸點(diǎn)變形問(wèn)題，進(jìn)行沖壓模具上的整改。在保證防腐的前提下減小凸點(diǎn)深度，即減小擠壓時(shí)凸點(diǎn)的變形量。同時(shí)，更改打緊螺栓型號(hào)，采用大法蘭螺栓完全覆蓋凸點(diǎn)，使得其均勻受力避免偏心壓潰引起的翻轉(zhuǎn)。

經(jīng)過(guò)上述零件、工藝、結(jié)構(gòu)上的整改，翼子板與側(cè)圍A柱的匹配問(wèn)題得到了優(yōu)化。后續(xù)生產(chǎn)對(duì)缺陷位置進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，該區(qū)域匹配狀態(tài)穩(wěn)定性得到極大提升，缺陷率下降至1%，降低了返工工時(shí)，達(dá)到了批量生產(chǎn)報(bào)交標(biāo)準(zhǔn)。

同時(shí)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，作為后續(xù)新項(xiàng)目的FMEA信息反饋至開(kāi)發(fā)部門(mén)：

a）對(duì)于翼子板與A柱分縫有間隙面差要求的造型，翼子板A柱區(qū)域必須設(shè)計(jì)有穩(wěn)定可調(diào)的連接方案，以滿足造型要求；

b）探索新的防腐方案替代翼子板打緊孔一周梅花印設(shè)計(jì)；

c）定位原則需與零件安裝方案一致，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)、工藝、測(cè)量原則統(tǒng)一，避免工裝和測(cè)量失效等問(wèn)題。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)某車(chē)型翼子板與側(cè)圍A柱匹配問(wèn)題的分析和改進(jìn)，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、尺寸鏈、現(xiàn)場(chǎng)工藝等角度進(jìn)行分析，介紹了利于魚(yú)骨圖發(fā)現(xiàn)影響因素和解決問(wèn)題的全過(guò)程。整個(gè)分析過(guò)程涉及翼子板結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)、沖壓件分析、翼子板裝配工藝、車(chē)身制造工藝以及零部件測(cè)量原則等各項(xiàng)專(zhuān)業(yè)內(nèi)容，是一個(gè)白車(chē)身尺寸工程方面的典型案例，對(duì)后續(xù)新項(xiàng)目尺寸控制有較好的指導(dǎo)意義，為汽車(chē)分縫匹配類(lèi)問(wèn)題的解決提供了分析思路和方法，有一定的指導(dǎo)意義。

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