摘 要:基于整车减重为背景,越来越多的车型将钣金举升门改成塑料举升门。针对新材料引入,尺寸工程联合产品、工艺、供应商团队,以DTS(整车匹配技术标准)可达性为最终目标,通过前期同步工程分析、对比,推进造型、结构改进,同时对比传统钣金与塑料零件在产品、工艺方面的差异,辨识差异带来的风险并提供成本、质量平衡的尺寸价值方案。
关键词:塑料;举升门;基准;公差;工艺;DTS
引言
随着新材料使用在传统汽车行业的逐步普及,使用更轻质量的塑料来取代以往钣金车身部件变得越来越广泛,文章主要针对车身零部件新材料的引入,尺寸工程如何在前期同步工程中参与DTS设定,辨识产品造型、设计结构以及制造工艺的尺寸风险点,联合工程、工艺、供应商团队制定控制方案来确保整车尺寸匹配。
1 研究思路
文章研究塑料举升门尺寸控制方案按照以下思路展开,分别从界面造型、产品结构、装配工艺、基准设置、公差设置等方面给出尺寸控制方案。
2 细节展开
2.1 对比车型
首先以市场上使用塑料举门的几款车型作为参考车型,进行数据测量收集,作为初版DTS定义的输入之一。
2.2 初版DTS设定
通过调查,多数塑料举门到车身的间隙普遍较钣金举门到车身的间隙偏大0.5mm,目的是为降低举门在开合过程中与车身发生干涉的风险,部分车型为保证较小间隙在局部区域增加密封条以克服过冲击(单车成本增加)
考虑到以上情况,定义塑料举门区域初版DTS,相比钣金举门车型部分区域在满足GCA(全球客户评审)标准的前提下放大0.5mm。
2.3 界面造型研究
针对后举升门与后保险杠区域造型,调查市场现有车型,多数车辆举门与后保险杠进行平整度造型弱化,以降低客户对匹配的敏感度。在造型设计阶段与工程交流,参考类似车型进行局部平整度造型弱化。
2.4 产品结构及装配工艺研究
2.4.1 梳理产品、工艺差异点
梳理塑料举与钣金举升门在产品结构和装配工艺上的差异,针对产品、工艺的差异点,进行具体分析和方案制定。
2.4.2 塑料举门产品
塑料举升门由传统钣金包边工艺变为注塑成型及粘接工艺。基于制造工艺及材料的差异,塑料举升门在前期开发过程中需要进行模流分析,来确保塑料零件在造型和结构上的可达性。同时避免使用具有较强吸水性材料,防止车身雨淋后材料吸收水分导致零件翘曲变形。
2.4.3 铰链安装
综合整车厂内场地布置、产量、人员利用率方面的考虑,塑料举升门铰链、线束、饰板等零件由供应商集成安,铰链安装时举升门使用内板孔定位。为方便后续返修操作,在铰链至举门区域增加目视化刻线作为返修位置参考。
2.4.4 车身冲孔(举门安装定位孔)
随着车身在线冲孔设备的普及,越来越多的举升门安装定位孔选择在车身车间在线冲孔(优点:节省举升门工装)。在项目阶段,针对车身在线冲孔,制作举门扰流板区域OCF(开放式检具),用于车身尺寸的快速检测判断。
2.4.5 举门安装
塑料举门的安装由车身移至总装安装,新增的关注点:
(1)总装对塑料举门安装辅助装置以及零件夹持点进行虚拟和实物验证,确保零件安装过程中不发生变形和损坏。
(2)总装针对塑料举门安装新增操作指导要求,确保铰链面正常贴合后再打紧,避免零件尺寸偏差,强制打紧带来的零件变形。
2.4.6 油漆烘烤变形(厂外)
塑料举门只有外板喷漆,喷漆后低温烘烤(90摄氏度左右),然后粘接到强度较高的内板上。外板产生的变形可以通过油漆撑架及粘接工装的调整来克服。
2.4.7 气弹簧变形
塑料举门与钣金举门一样,会受气弹簧撑杆力产生尺寸变形和位移。需在产品前期设计时进行强度CAE分析,并在试制车上进行实物的验证。举门局部区域强度要求和best fit之后尺寸偏差要求和钣金举门保持一致。
2.4.8 在线调整
塑料举门通过设置在尾灯区域和后保区域的4个Bumper和锁扣的固定调整来满足整车匹配,塑料举门无法实现常规钣金举门施加外力的塑性变形调整。
2.5 塑料举门基准设置合理性研究
塑料举升门铰链由供应商安装,与整车安装定位形式保持一致,考虑到供应商内部过程监控,对塑料举升门设置两套定位基准:
(1)内板定位(与内外板粘接、铰链安装定位保持一致):用于举门单件过程监控及问题分析。
(2)铰链定位(与整车安装定位保持一致):用于举门总成的尺寸监控。
2.6 塑料举门公差设定研究
收集以往车型塑料举升门实际制造能力,并参考钣金举升门的公差模版进行塑料举升门的公差设定:
(1)内板定位下:公差参照钣金举门公差模板进行设定 +/-0.5mm。
(2)铰链定位下:考虑到铰链的公差累计,参考以往塑料举升门实际能力,设定公差参考值+/-0.85-1mm,分段0.5mm一致性。
2.7 尺寸虚拟分析
工程根据Team共同认可的基准和公差进行建模,使用虚拟分析软件进行DTS虚拟分析,确认公差合理性以及DTS可达性。
2.8 举升门区域质量监控
厂外监控:
(1)举升门匹配面监控
(2)举升门密封面的监控(基于铰链定位)
厂内监控:
(1)车身在线冲孔尺寸监控(三坐标测量、在线测量、OCF——车身问题分析辅助工具)
(2)车身密封面监控(三坐标测量)
(3)举升门总成在TAC上检测(在线问题分析辅助,按需)
3 新项目业务推进
通过以上个方面的综合分析和研究,塑料举升门在DTS设定、造型弱化、设计结构以及CAE模拟计算、工艺要求、基准及公差设定、过程监控方面都有了新的标准。这些标准会在样车试制阶段进行实车的验证和优化。通过以上各方面措施的改进和落实,从而来保证最终塑料举升门在线配合质量。
4 结束语
随着车辆减重需求的增多,车身新材料使用也越来越普及。除了举升门,翼子板、前后盖等新材料零件也会不断涌现。这些都可以参照塑料举升门模块化的研究思路,寻找产品及工艺解决方案,最终来满足新材料零件下的尺寸匹配质量要求。
参考文献
[1]GD&T基础及应用[Z].2013.
[2]GB/T 12673-1990.汽车主要尺寸测量方法[S].1991.
作者简介:胡超(1986-),男,上海人,上海通用汽车有限公司,工程师,研究方向:整车尺寸工程。