基于尺寸工程解決后座椅靠背裝配問(wèn)題

胡 瑞，李化?。ㄩL(zhǎng)安馬自達(dá)汽車有限公司，南京 211100）

基于尺寸工程解決后座椅靠背裝配問(wèn)題

胡 瑞，李化?。ㄩL(zhǎng)安馬自達(dá)汽車有限公司，南京 211100）

新車型開發(fā)總裝過(guò)程中座椅靠背裝配困難，靠背翻轉(zhuǎn)中與側(cè)圍飾板干涉導(dǎo)致面套起皺。本文通過(guò)對(duì)相關(guān)零件尺寸調(diào)查，繪制尺寸鏈了解影響裝配困難和翻轉(zhuǎn)干涉的主要因素，包括功能尺寸、定位、公差分配，進(jìn)而推導(dǎo)設(shè)計(jì)是否合理。通過(guò)實(shí)例的闡述，對(duì)尺寸工程在總裝工藝工作中的應(yīng)用有指導(dǎo)意義。

座椅靠背；尺寸鏈；尺寸工程；總裝工藝

1 前言

汽車尺寸工程是一個(gè)覆蓋產(chǎn)品設(shè)計(jì)、檢具工裝設(shè)計(jì)、零部件制造和裝配全過(guò)程的概念。在樣車試制階段，零部件的可裝配性和裝配一致性有效驗(yàn)證了產(chǎn)品設(shè)計(jì)及供應(yīng)商的加工能力。當(dāng)出現(xiàn)裝配困難及零件運(yùn)動(dòng)干涉問(wèn)題時(shí)，可通過(guò)零件尺寸、定位方式、裝配順序等因素分析出裝配偏差產(chǎn)生的原因。

汽車分體翻轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)的后排座椅，靠背可通過(guò)旋轉(zhuǎn)鉸鏈放倒在座墊上，從而增加行李箱儲(chǔ)物空間。后排座椅設(shè)計(jì)中的尺寸公差分配需滿足后座椅靠背易于裝配、便于鎖止和釋放、翻轉(zhuǎn)過(guò)程中不與側(cè)圍內(nèi)飾板干涉。某車型配置中后座椅靠背有60/40比例式和100整體式兩種，在試制階段出現(xiàn)靠背裝配困難的問(wèn)題，并提出座椅翻轉(zhuǎn)中與C柱飾板干涉導(dǎo)致靠背面套起皺引起的產(chǎn)品外觀問(wèn)題。

2 問(wèn)題描述

靠背結(jié)構(gòu)為管板形式，其40%靠背安裝如圖1，先將中心鉸鏈和右側(cè)鉸鏈安裝到地板上，后將靠背定位銷掛入鉸鏈孔中并緊固螺栓。

裝配40%后座椅靠背定位銷和安裝孔裝配不上，實(shí)測(cè)鉸鏈定位銷孔中心距300 mm、座椅定位銷中心距306.5 mm，其定位銷距尺寸規(guī)范為306.1±0.5 mm，2D簡(jiǎn)圖如圖2。60%靠背和100%靠背在安裝時(shí)存在同樣問(wèn)題，裝配人員通過(guò)強(qiáng)行扳動(dòng)鉸鏈來(lái)完成裝配任務(wù)。

座椅靠背安裝完成后向上推動(dòng)靠背使其鎖止，靠背肩部與C柱飾板干涉，推動(dòng)受阻造成肩部面套起皺。

3 問(wèn)題調(diào)查

3.1 座椅靠背調(diào)查

對(duì)后座椅進(jìn)行檢驗(yàn)，用游標(biāo)卡尺測(cè)量靠背定位銷距離合格，鉸鏈單件用檢具檢測(cè)合格。后排座椅總成檢具上的鉸鏈模擬塊通過(guò)螺紋緊固定位，拆裝一致性不同，其定位精度不滿足要求。

3.2 車身地板安裝孔調(diào)查

鈑金單件上檢具檢查合格。對(duì)車身的中心鉸鏈和右側(cè)鉸鏈安裝孔CMM測(cè)量，測(cè)量孔位如圖3，測(cè)量值如表1。從表1看出白車身尺寸不合格，要求焊裝調(diào)整。

表1 車身三坐標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)

3.3 尺寸鏈計(jì)算

計(jì)算過(guò)程以40%靠背為例，以BL方向建立尺寸鏈，利用均方根法將尺寸鏈中的各個(gè)尺寸公差疊加驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否滿足裝配要求，尺寸鏈?zhǔn)疽鈭D如圖4、圖5，影響因素及尺寸鏈中的公差如表2。

中心鉸鏈緊固螺母孔在尺寸鏈中的公差計(jì)算：副定位孔相對(duì)主定位孔最大偏移量√1.412+1.412=1.99，鉸鏈主定位安裝孔和副定位安裝孔距離為70.88mm。以鉸鏈主定位孔為中心，半徑為70.88mm的圓中旋轉(zhuǎn)，副定位孔偏移1.99mm時(shí) ， 相 當(dāng) 于 鉸 鏈 旋 轉(zhuǎn) 角 度 arctan (1.99/70.88)=1.61°，繪圖軟件上將主定位孔固定，旋轉(zhuǎn)副定位孔1.61°，獲得坐標(biāo)位置從而計(jì)算鉸鏈右側(cè)定位銷安裝孔BL偏差為187.01-186=1.01，如圖6。

右側(cè)鉸鏈緊固螺母孔在尺寸鏈中的公差計(jì)算：副定位孔相對(duì)主定位孔最大偏移量√1.412+1.412=1.99，鉸鏈主定位安裝孔和副定位安裝孔距離為92.22mm。以鉸鏈主定位孔為中心，半徑為92.22mm的圓中旋轉(zhuǎn)，副定位孔偏移1.99mm時(shí)，相當(dāng)于鉸鏈旋轉(zhuǎn)角度arctan (1.99/92.22)=1.24 °，繪圖軟件上將主定位孔固定，旋轉(zhuǎn)副定位孔，獲得坐標(biāo)位置從而計(jì)算鉸鏈定位銷安裝孔BL偏差為492.93-492.1=0.83，如圖7。

表2 裝配功能尺寸列表

將尺寸公差利用均方根法疊加√ 0.12+0.12+0.5 2+0.12+0.12+0.12+0.5 2+0.1 2+0.1 2+0.1 2+0.5 2+0.1 2+0.1 2+1.5 2+0.8 32+1.0 12=2.1 9，則△Y=2.1 9+※1+※4=2.3 9。

以上公差通過(guò)鉸鏈定位銷安裝孔與靠背定位銷的間隙、側(cè)鉸鏈允許的彎曲變形量1 mm吸收。而※2+※3+1=2.2<2.39，由此可得出尺寸鏈設(shè)計(jì)不合理。

通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)由于尺寸公差的累積使尺寸鏈的無(wú)法封閉造成座椅裝配困難，建議設(shè)計(jì)將右側(cè)鉸鏈與中間鉸鏈左半部分的定位銷安裝孔孔徑設(shè)變?yōu)?.6 mm，則對(duì)于40%靠背，※2=0.6，※3=0.9，※2+※3=1.5，尺寸鏈重疊部分=2.39-1.5=0.89，而右側(cè)鉸鏈彎曲變形量允許在1mm內(nèi)，尺寸鏈最終符合。

3.4 靠背肩部干涉調(diào)查

靠背肩部裁片包裹呈尖角，通過(guò)數(shù)模查出其與側(cè)圍C柱飾板有8 mm的干涉量，向供應(yīng)商提出對(duì)靠背裁片包裹優(yōu)化減少干涉量。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)后排座椅總成檢具鉸鏈支撐模擬塊緊固方式替換為圓柱銷緊固來(lái)保證后座椅檢具的實(shí)用性，白車身座椅鉸鏈的安裝孔通過(guò)調(diào)整焊接夾具及對(duì)鈑金單件公差內(nèi)修偏滿足位置度要求，鉸鏈設(shè)變使尺寸鏈合理，將后座椅靠背裝配困難問(wèn)題徹底解決。經(jīng)過(guò)靠背肩部裁片尖角改成圓角，從而解決面套起皺現(xiàn)象。

總裝工藝員在處理裝配困難問(wèn)題過(guò)程中，除了要對(duì)各相關(guān)零部件尺寸進(jìn)行確認(rèn)外，必要時(shí)可以使用公差分析、尺寸鏈計(jì)算來(lái)驗(yàn)證公差分配，也可更進(jìn)一步思考零件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、定位方式和裝配順序。

[1]胡敏.轎車車身尺寸工程概述[J].上海汽車,2002,（7）.

[2]郭晶帆.某汽車后排座椅的舒適性改進(jìn)設(shè)計(jì)與研究[D].中北大學(xué)，2013.

[3]曾賀.功能尺寸開發(fā)及其樣車試制階段的驗(yàn)證[D].上海交通大學(xué)，2011.

[4]田鳳榮,徐晶才.尺寸工程在內(nèi)飾件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[C].第十屆沈陽(yáng)科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2013.

[5]王鏑,基于尺寸工程的轎車行李箱蓋總成與尾燈裝配偏差分析[J].汽車技術(shù),2004,（2）.

專家推薦

王銀明：

雖然此論文的學(xué)術(shù)性、科學(xué)性不是很高，但為解決實(shí)際生產(chǎn)中技術(shù)問(wèn)題提供了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的一種較為科學(xué)和可行的方法，具有一定的生產(chǎn)指導(dǎo)意義。

Solve Seat Back Assembly Issue Based on Dimension Engineering

HU Rui, LI Hua-jun
（Changan Mazda Automobile Co., Ltd., Nanjing 211100, China）

In the process of developing new car model, seat back is difficulty to assemble, and seat trim is wrinkle as a result of it interfere with interiorside trim when rotating.By investigating some related parts’dimension, and drawing dimension chain to find the main factors which influence on the assembly which includes function product size, location and tolerance allocation, to make sure design is right or not.By learning this paper, we will have a clear understanding of the application of dimension engineering in the final assembly process.

seat back; dimension chain; dimension engineering; final assembly process

U463.83+6

A

1005-2550（2014）05-0027-04

10.3969/j.issn.1005-2550.2014.05.006

2014-02-12