汽车内饰顶棚天窗口包边机构设计

曾永刚，王江平，李金如

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000）



汽车内饰顶棚天窗口包边机构设计

曾永刚，王江平，李金如

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000）

摘 要：汽车内饰天窗顶棚模压成形后天窗口包边的机械自动化水平逐步提高，文章阐述了天窗顶棚天窗口包边的技术原理，详细介绍了天窗口包边机构的总体设计思路及方案。该机构设计合理，能满足产品的设计要求，在生产中使用效果良好，提高了生产效率。

关键词：汽车内饰；天窗顶棚；天窗口包边；工艺

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.02.031

CLC NO.: U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2016)02-86-02

前言

随着汽车工业的高速发展，汽车零部件生产的自动化程度越来越高，对机械化、自动化生产工艺装备的需求愈来愈多[1]。为了提高汽车内饰的产品质量、生产数量及生产效率，汽车顶棚天窗口包边工艺由原来的手工工艺转变为工装自动包边工艺，并在行业内应用越来越广泛。

1、汽车内饰顶棚天窗口包边工艺技术要求

汽车内饰顶棚是整车内饰的重要组成部分，内饰顶棚与汽车内钣金车顶附型，实用性和装饰性兼具[2]。天窗顶棚天窗口位置一方面作为天窗口遮阳板等相关零部件的搭接安装部件，一方面作为汽车车顶装饰的核心位置，其实用性和装饰性尤为突出。

顶棚天窗口位置结构如图1所示，天窗口沿内沿一周全部需要进行包边，包边完成后效果如图2所示，面料覆盖面为产品的A面，即顶棚的正面、装车后的外观面；钣金件所在的一侧为顶棚背面，即与汽车内饰钣金件附型的一侧。

汽车内饰顶棚包边工艺所完成的工作过程是将产品正面面料拉伸到背面的钣金上方，并用粘结剂将其粘附在钣金件上。其包边过程如图3所示，为保证产品的外观质量，要求包边的整个过程中面料始终处于张紧状态，且张紧力保持不变；预包边完成后，包边设备需提供整形过程，将张紧过程中被夹持的面料与钣金件贴合，保证面料边缘的包边效果。

图1 内饰顶棚天窗口

图2 天窗口包边后结构

图3 顶棚包边过程

2、包边机构方案设计

根据包边工艺要求，顶棚天窗口包边机构应具备四组动作：面料夹持、机构平推、下压包边以及预包边完成后的整形动作。此外，包边机构方案设计尚需考虑以下几个问题：

（1）顶棚状态

包边过程需将顶棚牢固定位，防止包边过程中出现错动及大的弹性变形，因此包边机构需要考虑产品的定位及固定方式。此方案以天窗口仿形块位置定位顶棚，并在包边工装结构设计中设计压紧机构，受力点选择天窗口周圈，一方面增大受力面积，防止出现压痕，另一方面使受力点尽量靠近包边位置，缩小包边过程中应力的影响范围。

（2）面料夹持

面料夹持面需根据顶棚数据及包边前面料的自由状态综合考虑，使面料夹持长度一致，这是包边过程中面料张紧力均匀一致的前提。此方案中选用顶棚产品面料材质为PP双复布，包边长度为30mm，在自由状态面料夹持面按产品弧面自由过渡。

（3）动作分解

因汽车内饰顶棚天窗口为封闭式结构，根据包边的过程及力方向分析，需将面料夹持及平推机构分成8个方向，共同完成整体的包边过程。

（4）整形方式

根据顶棚包边过程可知，预包边完成后，面料边界未与钣金件贴合，存在折叠、翘边或开胶的风险，因此有必要进行整形过程。但在相同位置上同时进行包边和整形，要求整形机构设计必须简单，且与包边机构避免干涉。

根据上述包边工艺及结构分析，汽车内饰天窗顶棚天窗口包边机构设计方案如图4所示：采用气缸作为驱动，直线滑轨导向，PLC进行控制；机构控制流程见图5。

图4

3、结束语

顶棚包边机构在顶棚生产中的应用，在很大程度上提升了汽车内饰顶棚生产的自动化水平，提高了产品的外观质量，同时使批量生产中的生产节拍、人员、成本等得以优化，因此受到行业内越来越多的关注。

参考文献

[1] 王珏. 汽车发动机罩翻边机的设计[J]. 电子机械工程,2000,83(1): 27-30.

[2] 任桂贤，姜前道，王雪. 汽车内饰顶棚总成的生产工艺[J].汽车工程师,2013(1)57-59.

The design of automobile interior ceiling window taping mechanism

Zeng Yonggang, Wang Jiangping, Li Jinru
( R&D Center of Great Wall Motor Company,Automotive Engineering Technical Center of HeBei, HeBe baoding 071000 )

Abstract:The car interior ceiling roof molding automation level of mechanical acquired gradually improved window edge，This paper expounds the technical principle of skylight day window – ceiling, Introduces the overall design idea and scheme of edge day window mechanism. The mechanism is reasonable and can meet the design requirements of the product, in the production of good use effect, improve the production efficiency.

Keywords:Automotive Interior; Skylight roof; Day window edge; Craft

作者简介：曾永刚，助理工程师，就职于长城汽车股份有限公司。主要从事非标设备尤其是汽车内饰件生产设备自动化的研究与设计工作。

中图分类号：U463.8

文献标识码：A

文章编号：1671-7988(2016)02-86-02