某车型前保险杠与翼子板V形间隙问题分析与改进

2022-06-21 06:31宋昌铭吴华芝苏世栋
汽车与驾驶维修(维修版) 2022年5期
关键词:保险杠立柱间隙

宋昌铭、吴华芝、苏世栋

(上汽通用五菱汽车股份有限公司,柳州 545007)

0 引言

新能源汽车市场近年呈现高速发展态势,属于本司长期重要的战略增长点。为快速占领新能源市场,满足客户的需求,以客户为中心,本司要求新能源汽车产品的品质更具竞争力。外观间隙面差是评价汽车外观精致感知非常重要的一项指标,如何保证实车最大程度地符合造型设计,成为汽车尺寸工程师考虑的重要问题[1]。

前脸匹配是整车外观品质的主要载体。前保险杠和翼子板匹配要求能直观反馈整车的品质,其安装点涉及零件多、尺寸链复杂,匹配的难度也非常高。如果存在匹配问题,需根据现场实际间隙或面差匹配情况,找出除尺寸链链环之外的影响因素,如零件重力影响、定位有效性差、密封条或撑杆顶起以及电泳后变形等因素,统计分析这些因素,实验验证更改措施,最终找到解决问题的对策[1]。本文基于某新能源车型的前保与翼子板间存在V 形间隙问题,进行问题分析和改进,形成类似结构的尺寸控制方案。

1 问题描述

从2021年10月开始,本司某款新能源车型前保险杠与翼子板之间出现V 形间隙。检查发现,上部间隙约1.00~2.00 mm,故障率约40%,左侧略高于右侧,不符合DTS(尺寸技术规范)定义的标准 F/A Gap(前后向间隙):0.00~1.00 mm。该问题下线返修困难,影响一次下线合格率,也影响客户满意度(图1)。

图1 V 形间隙示意图

前保险杠总成或其周边件在生产制造、运输和装配等过程中出现问题,就可能对保险杠与翼子板的配合造成不良影响。所以当有问题发生时,不仅要从设计上找原因,也要从过程中寻找答案[2]。最终确定关键需求为某车型前保险杠与翼子板V 形间隙问题,据此展开问题分析和改进。

2 原因分析

根据总装车间、车身车间多次数据收集,从人、机、料、法四个方面进行分析,对问题进行逐层分析,整理成鱼骨图。最终,一共找到4 个要素,逐一进行分析(图2)。

图2 鱼骨图分析

2.1 喷涂挂具

为减少挂具种类,降低成本,提高能效,本车型前保险杠挂具直接共用原有车型的前保险杠挂具。两者前保险杠结构上部之间有局部差异,而挂点位置恰好在差异位置上。本车型前保险杠安装在原有车型的挂具上,不能完全匹配,从而引起挂点处位置变形,而变形处为故障模式的上部位置。

前保险杠挂点位置翘曲,零件变形。实车装配后,变形导致前保险杠凸起,与翼子板上部间隙偏大0.70~0.80 mm(图3)。因此,喷涂挂具使用不适当是故障要因。

图3 前保险杠挂点位置翘曲

2.2 前保险杠支架与翼子板X 向离空量

前保险杠支架与翼子板X 向(前后)离空量是前保险杠与翼子板产生间隙的主要影响因素之一。前保险杠支架与前保险杠本体的配合处需要在X 向上预留足够的间隙,以免因累积公差导致前保险杠本体在装配时被前保险杠支架卡住,在X 方向无法装配到位,即前保险杠与翼子板的配合拉力过大。X 向离空量偏小,会导致前保险杠难以装配;X 向离空量偏大,会导致前保险杠易松动产生间隙问题。

本车型数模理论X 向离空量为2.90 mm,故障车前保险杠支架X 向筋条到翼子板中上部约3.70 mm,则X 向离空量中上部约偏大0.80 mm(图4)。X 向离空量中上部间隙偏大,与整车故障V 形间隙相对应,对问题不利。

图4 X 向离空量的断面

将故障车的前保险杠支架上整车检具(TAC)检验,以确认支架X 向离空量是否满足要求,结果离空量为3.00~3.10 mm,即前保险杠支架符合设计标准。因此故障车是在前保险杠装配完成后才产生的X 向离空量偏大问题。前保险杠支架与翼子板X 向离空量偏大是故障要因。

2.3 前保险杠Z 向立柱安装点尺寸偏低

前保险杠与白车身前部的装配点为螺柱连接,前保险杠Z向(上、下)挂在螺柱上,X 向螺栓紧固。因此需要研究白车身CMM 三坐标数据,并且需要明确车身零件定位孔以及安装孔尺寸是否出现误差[3]。

前保险杠Z 向在立柱安装点10L/10R,立柱定位孔为13L/13R,安装点和定位孔的三坐标数据整体偏低约0.50 mm,即立柱偏低约0.50 mm。前保险杠Z 向偏低会拉大前保险杠与翼子板的X 向间隙,对问题不利(图5)。

图5 前保安装点CMM 数据

前保险杠Z 向在立柱安装点10L/10R 与白车身的螺栓,在Z向存在0.25 mm 的过定位、过约束。前保险杠Z 向活动量偏小会导致前保险杠与翼子板侧面的X 向尺寸受限,无法减小前保险杠与翼子板间隙,对问题不利。因此前保险杠Z 向立柱安装点尺寸偏低,是故障要因。

2.4 翼子板装调前部偏高

翼子板Z 向安装点直接决定翼子板在白车身上下的尺寸表现。通过白车身三坐标监控翼子板的2 处Z 向安装点,发现数据偏差较小,对前保险杠与翼子板间隙问题影响较小,即翼子板的白车身安装点尺寸没有问题,排除了车身安装点影响。

将翼子板上检具确认单件尺寸状态,下角(与前门匹配下角)往-X(车头方向)回弹约3.00~5.00 mm。放置定位销纠正回弹影响后,下角X 向尺寸还偏小0.50 mm,即翼子板本身的下角尺寸偏小0.50 mm。

翼子板人工装配完成后,进行白车身三坐标扫描确认翼子板装配尺寸位置状态,扫描数据显示翼子板与前保险杠匹配的上部位置偏高1.60~1.70 mm,与故障位置数据吻合。

经调查,调整装配时,为满足翼子板下角与前门的X 向间隙(下角偏小),一方面会出现人为抬高翼子板与前保匹配位置,导致翼子板前部偏高;另一方面翼子板下角本身尺寸偏小,会无形加剧抬高翼子板前端。两者叠加会进一步加大翼子板与前保险杠上端的V 形间隙,对问题不利(图6)。因此,翼子板装调前部偏高是故障要因。

图6 翼子板人工调整偏差

综上所述,前保险杠挂具不匹配、前保险杠支架与翼子板X 向离空量偏大、前保险杠立柱Z 向安装点偏低以及翼子板装调前部偏高,这4 个要因使前保险杠的Z向安装点不在一条线上,易产生应力,导致V 形间隙的产生。因此确认这4 个要因是导致故障问题的主要因素。

3 解决措施

3.1 改进喷涂挂具

在原有车型前保险杠挂具基础上改造挂点1,挂齿下移至两车型挂点位基本重合处,达到新旧车型共用(图7)。通过改造挂具点位置,前保险杠变形问题改善明显,变形位置符合检具公差要求,满足尺寸技术要求,达到解决零件变形问题的目的。

图7 喷涂挂具改造

3.2 前保险杠支架加胶,保险杠孔位更改

通过验证,前保险杠支架上部5 处筋条X 向加胶0.30 mm,既能满足前保险杠易拍打装配,支架根部不出现发白、开裂,又可减小支架与翼子板的X 向离空量,约束前保险杠X 向(图8)。这能缩短前保险杠与翼子板X 向的间隙,即支架上部加胶能有效改善V 形间隙问题。

图8 前保险杠支架加胶

前保险杠中部安装孔与车身螺栓间隙通过改模具,由0.25 mm 放大至1.30 mm,减少过约束力,保证前保险杠Z 向活动量,避免卡滞而导致前保险杠X 向被限制,对问题不利。

综上可知,前保险杆支架加胶、前保险杠孔位更改,可以减少前保险杠支架与翼子板X 向离空量,有效改善问题,达到目标。

3.3 调高前保前部Z 向(高度)安装点

在厂内车身车间调整工装夹具,左、右上弯梁支撑板焊合件(立柱)前部+Z 向抬高定位销及定位面1.00 mm。车身安装点抬高可以满足前保险杠往+Z 向高度调整,能有效减小前保险杠与翼子板的X 向间隙。

完成工装调整,在厂内筛选15 台车身,收集CMM 测量调整前后的前保险杠安装点尺寸。数据显示,工装调整后,+Z 向可以抬高至1.00 mm 左右,达到工装调整目的,对问题解决有利(图9)。

图9 调整后前保险杠安装点CMM 数据

综上可知,通过厂内工装调整,可实现抬高前保险杠+Z 向立柱安装点尺寸,达到目标。

3.4 翼子板型面整改、调整装调标准

翼子板通过修配模具,整改下角X 向间隙,由原来偏小0.50 mm 往间隙偏大0.50 mm 的方向整改。根据实际装车调整零件公差带走向,有利于翼子板下角尺寸调整。车身调整线装配翼子板,落实现场工艺文件要求,明确与前保匹配面Z 向不可抬高装调,防止翼子板Z 向被拉高。调整白车身检测标准,翼子板下角与前门间隙装调标准较之前放大0.50 mm(图10)。

图10 翼子板装调标准

综上可知,整改翼子板下角尺寸、调整装调标准,工艺要求不能抬高装调,有利问题解决,达到目标。

4 方案效果

经过4 个要因的改进,历经挂具、零件断点及工艺文件更新,再连续跟踪4 周生产线,线上装配不存在前保险杠难装配问题,前保险杠支架根部无发白、开裂情况。线下检测前保险杠与翼子板故障位置并进行统计,前保险杠与翼子板间隙在0.60~0.80 mm,状态稳定且间隙小而美观,符合DTS(尺寸技术规范)中0.00~1.00 mm 的要求。

经过验证,改进方案制定正确,前保险杠与翼子板产生V 形间隙的问题得到彻底解决。措施实施形成新的工作方式并加以保持。而且根据故障位置统计,故障率由改善前的40%下降至改善后的3%,目标达成(图11)。

图11 断点验证结果

5 结束语

本文通过某车型前保险杠与翼子板V 形间隙问题的分析和改进,利用鱼骨图分析要因项,介绍汽车前脸常见尺寸问题的分析解决过程,彻底解决了项目的匹配问题。其中涉及白车身、总装工艺、产品设计方法以及零部件质量管控等各项专业能力,是一个综合性工程制造问题的分析案例[4]。汽车外观间隙质量的改善涉及汽车整个产品生命周期[5]。

本研究基于问题的方案数据,形成系统、科学的分析,可形成经验学习(Lesson Learn)以指导后续新项目开发,对于项目问题解决、尺寸控制方法有较好的指导意义,为汽车间隙/面差类问题的解决提供了重要的方法和途径。

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