基于汽车后举门内饰板匹配问题的分析及改进研究

姜伟民　周翰　王子豪　吴凯亮

摘 要：汽车内饰件作为人们体验乘驾乐趣、满足消费者心理需求、体现生活品质的主要象征，正逐渐受到越来越多消费者的关注[1]。文章针对汽车后举门内饰板安装匹配过程中存在的问题展开研究，综合后举门的造型、产品结构与装配工艺等因素进行了全面分析，对造成后举门内饰板安装不当的原因进行了探讨，并结合实际的匹配过程提出了优化改进方案，试装结果表明，验证方案能有效解决内饰板的安装问题，提升了安装精度与可靠性，为汽车内饰的安装问题分析与改善研究提供了参考。

关键词：内饰板；装配尺寸；改进方法研究

1 引言

随着生活水平的提高与汽车行业的迅速发展，消费者对于汽车内饰的要求越来越高，除了满足基础的安全性与环保性的要求外，人们对于汽车内饰的舒适性、美观性、提出了更高的要求，汽车内饰件设计与安装的合理性已成为评价汽车设计成功与否的重要指标[2]。

汽车后举门内饰板作为保障汽车安全功能与匹配整体协调性的重要内饰，在实际的安装与使用过程中易产生各类问题，如变形、松动、与装配困难等问题对车间生产效率与整车感知质量造成了严重影响。针对后举门此类问题各大车企已进行了多样化的研究，2015年，李莫丹对某车型尾门饰板变形问题展开研究，从产品加工工艺与操作标准方面对问题根源进行了探讨，提出了调整注塑工艺及减少操作人员的多余动作等措施有效保证了零件状态的稳定性[3]；钱志林通过Mold Flow 分析软件对车尾门饰板的变形问题进行探讨，提出增加饰板增加翻边的措施增强零件强度以抗变形，方案结果经温度交变实验得到了有效验证[4]；2016年，李卉针对某车型后举门内外板关键部位进行了CAE分析和结构设计分析，通过制定窗框加强板形状的规整和焊点数量增加的举措，有效解决了内外板开裂的问题[5]，综上所述，汽车后举门内饰板的安装不当将会引发使用过程中的各类问题，如何全面分析安装过程的影响因素、制定有效的结构设计方案与安装定位要求是保证内饰板可靠性能的关键。

本文从公司某款车型的后举门饰板安装问题着手，分析造成安装困难与变形的原因，并结合实车安装匹配制定相应的改善措施，以期圆满解决该问题，为后举门的内饰板设计与安装提供参考与指导。

2 问题描述及原因分析

如图1所示，汽车后举门内饰板的数模设计结构，内饰板分为上、下部分，拼接完成后的内饰板整体通过卡扣和销子定位安装在后举门钣金上，其决定安装效果的关键配合区域主要是上下饰板匹配区域A、门饰板与玻璃间隙匹配区域B，各区域的安装DTS要求如表1所示，表中可知门饰板在设计上可以得到有效的定位与安装。

2.1 问题描述

所研究的后举门内饰板的安装过程中主要问题如下：安装完成后的A区域在装配时存在间隙不满足要求的情况，致使上、下内饰板难以对齐，且在B区域存在装配间隙过大超出DTS要求的情况，安装时需要进行多次调整，致使匹配安装过程效率低下。

2.2 原因分析

本文根据SGM尺寸工程的工作流程的系统开发框架，由以下四个维度对导致以上两个安装问题的可能因素进行详细的列举与模块化研究，问题研究思路如图2所示：

由问题分析原因可知，门饰板之间或其与后档玻璃的匹配问题可能来源于以下因素：

（1）造型。考虑到产品造型的敏感性和复杂性对DTS可达性有最直接的影响，应对门饰板的造型设计因素进行审核；

（2）产品结构。门饰板的安装问题是零件可靠性差的直接表现，这与产品结构设计要求的良好可靠度和容差性相违背，需进一步探究产品结构合理性；

（3）装配工艺。根据经典的“人机料法环”原则，人为因素是造成零件装配问题的重要来源，本文将内饰板零件装配顺序对尺寸的影响展开讨论；

（4）其他。包括装配零件的材料因素的影响分析。

2.2.1 造型

内饰板主要的设计造型分为上、下部分与三合一造型两种形式，考虑到现有车型中两种造型的后举门内饰板均已有成熟的产品，故产品的造型并不是引起内饰板与玻璃配合面安装问题的影响原因，通过横向对比的方法排除造型因素。

2.2.2 结构

（1）定位结构原因

内饰板的安装结构要求图与卡扣安装分别如图3、图4所示，内饰板的三个主定位点通过卡扣安装在钣金上，然而此种定位方式存在一定的问题，由于当前使用的三种卡扣在U/D方向上均存在至少0.5mm的间隙余量，无法对内饰板进行有效地精确定位与稳固，导致上、下饰板在匹配安装时间隙要求无法得到保证，进而引起上下部分的安装间隙过大的装配问题。

（2）产品结构干涉

后举门内饰板的结构也是导致匹配问题的重要因素，针对内饰板与后风挡玻璃的配合尺寸问题，本文对每道零件的安装工位前后进行了多次测量，试图找出不同零件安装带来的配合间隙贡献量，内饰板与后挡总装的在线测量的数据结果如表2所示。

由表中数据可知，在后举门的门锁安装工序前后造成了约2.5mm的巨大间隙贡献量，造成门锁安装后装配尺寸超差，通过分析门锁附近位置发现内饰板内侧筋与后举门锁相干涉，引起饰板变形导致与玻璃的配合间隙增大，造成干涉的内侧筋结构如图5。

2.2.3 工艺

安装工艺中的安装顺序对产品的定位和安装效果会产生一定的影响[6]，如图6，在后举门内饰板安装DTS要求中，上饰板的安装定位依靠与下饰板相配合处的E基准，然而在实际装车和TAC时，上饰板先于下饰板安装，导致不存在E基准定位，造成该区域上饰板与风挡F、A间隙检具和TAC评估结果差异，造成上饰板的安装精度下降，带来上下饰板的安装困难问题。

2.2.4 工艺

本车型后举门内饰板采用发泡注塑材料浇铸而成，发泡注塑制品因其具备减振消声、隔热耐磨与质量较轻等优良性能，正逐步替代传统金屬以及合金材料广泛用于汽车内外饰件、本体结构部件[7]，然而，发泡注塑零件的软体特性导致产品尺寸保持性差、表面质量精度不高，这些都是引起内饰板定位于安装间隙不符合要求的因素，此外，由于发泡注塑零件较软，来自锁壳加强筋干涉变形又进一步放大了门饰板的变形量。

3 问题解决方案与验证结果

在对后举门内饰板的安装问题全面分析的基础上，针对上述因素进行改进研究，并结合实际的安装匹配探索合理的解决方案。

（1）采用定位销的定位结构代替原有的卡扣定位，如图7所示，定位销结合型面的定位方式满足零件可靠定位的321原则，定位销与钣金卡接孔属于过盈配合，此种安装方式的移动自由量较小从而消除卡扣带来的内饰板定位float量，增加了上、下内饰板间的安装精度。

（2）为消除内饰板与后举门锁的干涉异常，采取将内饰板的内侧筋割去，分别保留2.0mm或 0.5mm的改进方案，经过在线安装匹配验证，玻璃与门饰板的安装间隙得到有效控制，匹配结果如下表：

①筋保留0.5mm高度

饰板与玻璃间隙3.75mm—4.75mm（DTS：3+/-2.0）

饰板与钣金间隙0.5mm—1.25mm（DTS：0-1.0）

②筋保留2.0mm高度

饰板与玻璃间隙4.5mm—5.5mm（DTS：3+/-2.0）

饰板与钣金间隙0.25mm（DTS：0-1.0）

由匹配可以观测得知，两种方案均能达到DTS匹配标准，由于饰板与后档玻璃的间隙为非关注区域，所以，建议采用第二方案，并将饰板与玻璃间隙的GA在线控制标准改为3mm +3mm/-1mm。

（3）图纸基准与安装顺序改进，取消图纸上的E基准，检具上原有E基准不再使用。改为将上饰板的D基准（与下饰板配合区域）在GD&T中作为主基准，来控制上饰板的F、A向定位，并在实际装车和TAC时改变安装顺序，使得下饰板先于上饰板安装，依靠下饰板定位上饰板的F、A方向，此外，在图纸上增加先检测后定位的要求，使得上下饰板的定位相对合理。

改进前后的装车验证结果如图8，可知安装顺序与图纸基准改进后的内饰板安装质量得到明显地提升。

（4）将发泡注塑材料更换为传统注塑材料，即可有效消除材料因素带来的尺寸异变，进一步解决内饰板尺寸偏差与安装困难的问题。

4 结语

本文对汽车后举门的内饰板安装困难问题展开研究，围绕造型设计、产品结构、安装工艺与材料等个方面进行讨论，全面分析各因素对内饰板安装困难的详细原因，结合实车安装匹配验证得到以下结论：

（1）内饰板的卡扣定位存在较大的float量，导致安装精度下降，采用定位销结构能有效改善安装质量。

（2）内饰板内侧筋与举门锁存在干涉，引起内饰板与玻璃配合面的间隙过大，建议将内侧筋削减为2mm以消除干涉。

（3）后举门内饰板的安装图纸与安装顺序欠妥，宜将上饰板图纸中的D基准作为安装主基准，并优先安装下饰板。

（4）后举门内饰板材料应优先选取传统注塑材料以增加饰板刚度与抗干扰性，保证饰板的安装间隙要求。

以上研究与改进措施确保后举门内饰板的装配状态满足DTS 的设计要求，有效地提升内饰的美观体验，同时降低了制车过程的修模成本，对汽车内饰件的设计与应用具有一定的价值。

参考文献：

[1]钱志林.某微车尾门装饰板变形问题分析及改进[J].企业科技与发展，2010，（16）：22-24+34.[2017-08-08].

[2]曾红涛.汽车内饰设计概述[J].城市建设理论研究：电子版，2015（5）.

[3]李莫丹，包厚显，刘学雷，等.某车型尾门饰板变形问题研究[J].企业科技与发展，2015（21-22）：38-40.

[4]钱志林.某微车尾门装饰板变形问题分析及改进[J].企业科技与发展，2010（16）：22-24.

[5]李卉，阮相君，杜明艳.某车型举升门内外板开裂问题解决策略[J].工业技术创新，2016，3（5）：863-866.

[6]包厚显，李莫丹，申露华.某车型门饰板装配困难问题分析及改進[J].企业科技与发展，2015（24）：28-30.

[7]李涛.玻纤增强微发泡注塑薄壁结构件的力学性能多尺度研究[D].上海交通大学，2015.