汽車天窗與車頂配合平整度逆風(fēng)向的成因分析及解決方法

張其勛

（上汽通用東岳汽車有限公司 264000)

0 引言

隨著社會(huì)發(fā)展，乘用車的外觀造型和匹配質(zhì)量在人們購(gòu)車標(biāo)準(zhǔn)中所占的比重越來越高。本文針對(duì)汽車天窗與車頂匹配質(zhì)量的改進(jìn)與提升，通過焊接工藝改進(jìn)、零件尺寸控制及預(yù)變形控制等方面，提供較有競(jìng)爭(zhēng)力的高效解決方案，快速達(dá)到匹配質(zhì)量要求。

1 問題定義

在某車型生產(chǎn)啟動(dòng)階段,發(fā)現(xiàn)天窗玻璃后端逆風(fēng)向低于車頂蓋，該特征標(biāo)準(zhǔn)為0+2.0/-0 mm（天窗后端可以順風(fēng)向高于頂蓋0～2 mm），實(shí)際平整度為逆風(fēng)向-2.5～-3 mm。對(duì)尺寸鏈各環(huán)節(jié)排查，發(fā)現(xiàn)問題主要為車頂中間區(qū)域拱起輪廓度偏高2.5～3 mm（圖1）。

圖1 天窗與車頂配合尺寸鏈

2 問題分析

2.1 車頂設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)分析

天窗后端與車頂配合區(qū)域?yàn)檐図敯迮c天窗加強(qiáng)框架開放結(jié)構(gòu)（圖2），中間涂膨脹膠，車頂板兩側(cè)通過電阻點(diǎn)焊焊接到白車身上，天窗加強(qiáng)框架則通過螺栓螺接在白車身上（圖3）。

圖2 車頂結(jié)構(gòu)

圖3 焊接螺栓工藝

這種設(shè)計(jì)中，由于天窗后端車頂與天窗加強(qiáng)框?yàn)殚_放式結(jié)構(gòu)，在車身焊接過程中由于制造公差累積，兩側(cè)焊接應(yīng)力集中導(dǎo)致頂蓋中部區(qū)域拱起1 mm。

2.2 焊裝工藝分析

焊接完成后，天窗加強(qiáng)框每側(cè)與白車身通過2個(gè)螺栓螺接，由于零件質(zhì)量問題車身支架偏低2 mm，固定處兩層鈑金間有2 mm間隙。在固定后間隙消除，應(yīng)力傳遞到車頂中間，導(dǎo)致頂蓋中間拱起1 mm。

2.3 涂裝工藝分析

由于頂蓋與天窗加強(qiáng)框架間涂有膨脹膠，經(jīng)CMM測(cè)量收集涂裝烘烤前與烘烤后數(shù)據(jù)對(duì)比（圖4），發(fā)現(xiàn)烘烤后比烘烤前車頂在中間區(qū)域偏高變化均值1 mm，對(duì)問題均值貢獻(xiàn)1 mm。

圖4 烘烤前后數(shù)據(jù)

3 解決方案

3.1 焊接工裝定位改進(jìn)

在車頂焊接到白車身時(shí)，在車頂中間拱起位置設(shè)置E基準(zhǔn)，在焊接過程中束縛車頂無法向上拱起，經(jīng)驗(yàn)證可有效改善型面輪廓1 mm。在新車型項(xiàng)目前期工裝工藝設(shè)計(jì)過程中可以提前規(guī)劃布置此基準(zhǔn)用于控制此類問題（圖5）。

圖5 工裝增加基準(zhǔn)圖示

3.2 鈑金螺接間隙改進(jìn)

螺接間隙經(jīng)尺寸匹配評(píng)估為車身支架鈑金零件尺寸偏差導(dǎo)致，對(duì)此支架尺寸要求改進(jìn)至名義值，問題改善1 mm。經(jīng)驗(yàn)證在0+/-0.5 mm范圍內(nèi)對(duì)問題無明顯貢獻(xiàn)，所以此支架可按照0+/-0.5 mm進(jìn)行控制。同時(shí)此支架可以優(yōu)化為先進(jìn)行U/D螺接工藝，后C/C螺接到白車身，可有效規(guī)避此類問題產(chǎn)生。

3.3 預(yù)變形補(bǔ)償烘烤變形

由于車頂與加強(qiáng)框間必須涂膨脹膠以提升車頂板鋼性，所以對(duì)于膨脹膠烘烤膨脹導(dǎo)致車頂板變形拱起采取預(yù)變形方案。經(jīng)實(shí)車驗(yàn)證加強(qiáng)框兩側(cè)車身支架向上調(diào)整2 mm時(shí)(圖6)，可完全抵消烘烤變形1 mm。在前期設(shè)計(jì)過程中可考慮過盈設(shè)計(jì)以補(bǔ)償烘烤變形帶來的不利影響。

圖6 預(yù)變形方案

此問題經(jīng)過項(xiàng)目啟動(dòng)過程充分分析驗(yàn)證，收集大量數(shù)據(jù)分析歸納總結(jié)，最終通過工裝改進(jìn)優(yōu)化、零件尺寸改進(jìn)和預(yù)變形補(bǔ)償3項(xiàng)措施快速解決。將天窗后部與車頂平整度由-2.5～-3 mm改進(jìn)至0～0.5 mm（標(biāo)準(zhǔn)為0～2 mm），從而徹底解決天窗與車頂平整度逆風(fēng)向問題[1]。

4 結(jié)合語

本文簡(jiǎn)述了天窗后部與車頂平整度逆風(fēng)向問題的分析及快速解決方案，并應(yīng)用到實(shí)際車型中加以驗(yàn)證，提高了問題解決效率，降低了解決成本，在提升類似結(jié)構(gòu)的天窗車頂匹配質(zhì)量中起到了指導(dǎo)性的作用。

[1]楊宇光.汽車外觀設(shè)計(jì)質(zhì)量新型控制方法[J].汽車廣角,2006(10):44-45.