辊压窗框精度保证方案浅析

刘定橙 胡瑞

1.吉利汽车集团有限公司 浙江省宁波市 315300 2.浙江合众新能源汽车有限公司 浙江省嘉兴市 314500

1 前言

车门作为整车的关键零部件，起着安全防护、美观、密封隔音等作用，其外观品质要求高、用户体验感强，它的制造精度直接反映了整车的质量和观感效果。车门主要有三种形式，分别是整体式车门、分体式车门和无框式车门。分体式车门窗框部分为辊压工艺，又叫辊压车门，因为成本低，多适用于经济型车型，其窗框总成经过辊压、切角、拉弯、烧焊等多种复杂工艺后，精度的控制是整个车门尺寸提升过程中的重点和难点，因此本文对辊压式窗框总成精度给出保证方案。

2 辊压窗框总成概述

窗框总成可分为闭口式窗框和开口式窗框。闭口式窗框构成（图1），a：后视镜安装加强板，b：A 柱上框，c：上框，d：B 柱，e：B 柱玻璃升降导轨，f：内水切横梁，g：A 柱玻璃升降导轨；开口式窗框（图2）相比闭口式窗框少了内水切横梁。窗框上的A 柱、B 柱、上框、玻璃升降导轨都是辊压件。

图1 闭口式窗框

图2 开口式窗框

窗框总成的制造工艺比较复杂，整体要求很高，部分车型的窗框除了常规的辊压、切角、拉弯、焊接、打磨、矫形以外，还包含冲压整形、包边等工艺。

3 与窗框相关的DTS 要求

由于车型差异，窗框的造型和结构不同，但匹配要素基本一致。以某量产车型举例（图3），2F：前门窗框&前三角板，2J：侧围外板&前门窗框，2K：后门窗框&前门窗框，2P：侧围外板&后门窗框，2S：后三角窗&后门窗框，2AI：后门窗框&前门窗框。

图3 与窗框相关DTS 要求

基于以上DTS 特征，对每一项进行分解，从而得出窗框总成的重点监控要素如下：

3.1 2F、2K、2S 三条缝隙的间隙要求：前后窗框的X 向轮廓开度必须严格控制，具体数值根据车型DTS 要求不同会存在差异，一般来说，要求小于0.5mm（图4）。

图4 窗框X 向开度

3.2 2F、2K、2S 间隙均匀度的要求：窗框的A 柱、B 柱以及C 柱单条间隙均匀度一般要求小于0.3mm。

3.3 2AI 前后门窗框B 柱Z 向的对齐度要求：需要前后门窗框B 柱上部Z 向间隙要确保稳定，偏差小于0.3mm（图5）。

图5 窗框间隙和面差要求

4 窗框结构设计对精度的影响

4.1 窗框供货类型

窗框供货类型分为开口式和封闭式，封闭式窗框开度完全由窗框总成决定，不容易发生变形，尺寸相对比较稳定，但对供应商制造能力要求比较高，一旦焊接，窗框开度固定，无法改变。而开口式窗框，X 向开度由车门总成夹具决定，矫形后容易反弹；运输容易变形。

4.2 搭接面的结构设计影响

为了保证焊接的稳定性以及功能面的共面度，焊点区域尽可能设计成凸台避让结构。如内水切横梁、后视镜加强板等。

4.3 玻璃升降导轨设计对升降功能的影响

经验证发现，与窗框一体焊接的导轨伸出横梁的长度过长会影响玻璃升降功能（图6）。窗框在预弯时，导轨下端会按比例放大偏转（图7），但总装窗框被胶条顶出还原到正常状态时，下部导轨因焊接固定不会同步还原，导致导轨弯曲，影响玻璃升降功能。

图6 导轨延伸太长

图7 导轨预弯，顶起前后变化

5 定位方案设计

5.1 总成RPS

窗框目前的RPS 定位方案已经趋近统一，X&Z 向采用轮廓定位、Y 向采用内密封面定位。某国产车型窗框总成定位方案（图8），以轮廓定位的优点是以功能点作为定位基准，缩短尺寸连环，可以更好的保证窗框区域间隙和面差的稳定性。

图8 总成测量定位基准

5.2 总成夹具MCP

辊压件截面复杂，因此定位相对比较复杂。某车型夹具定位方案（图9～10），A 柱以及上框纵向的X 向定位采用孔定位。在DTS 要求中，前后门B 柱Z 向对齐要求严格，因此，B 柱Z 向定位采用轮廓定位。轮廓定位更有利于尺寸控制，同时打磨预留量的控制也可以更加精准。

图9 拼焊夹具定位

图10 拼焊夹具定位

5.3 B 柱冲孔MCP

部分车型窗框有外覆盖件，比如B 柱饰板，上框亮条等。饰板与亮条的定位打紧孔相对于轮廓边的位置度非常重要。因此在对B 柱冲孔时，必须以外轮廓定位（图11）。

图11 分总成冲孔定位

5.4 切角定位

窗框A 柱、上框以及B 柱在切角之前，需要先冲定位孔，后续切角和拼焊都将以该孔作为纵向定位。切角定位（图12）和压紧必须尽可能靠近切角口，保证切角时辊压件不发生变形。

图12 切角定位

6 关键工艺注意事项

6.1 辊压

辊压型材的质量保证的关键在于辊轮组数，越复杂的零件，辊轮组的组数越多，理论上，辊轮组数越多辊压质量越好，汽车车门窗框的辊轮组数根据横截面造型复杂程度不同，控制在30～40 组之间。其次，需要确保辊轮自身的清洁度以及冷却液的清洁度，脏污会导致辊压件外观缺陷。

6.2 拉弯

6.2.1 反弹量补偿

在拉弯模的开发过程中，需要考虑拉弯反弹量，根据不同的材料的反弹系数，对数据进行仿真分析，补偿反弹量。要求拉弯反弹后，刚好得到我们想要的弯曲弧度。

6.2.2 抽芯拉弯

拉弯空心型材时，必须使用配套拉弯内芯；防止拉弯时空腔变形，褶皱。

6.3 切角

切角精度要控制在0.1mm 以内，切口无飞边毛刺；切角夹具需实现空间任意角度可调，以确保切角角度正确。

6.4 拼焊

成本考虑，目前大部分窗框拼焊采用的气体保护焊，焊接变形较大，为了尽可能的减小焊接变形，必须要求拼接间隙在0.2mm 以内。为了确保匹配面差，拼接处的面差必须保证平整，拼接面差由工人装件后自检，面差不平的需要使用专用工具敲击找平后焊接。为了保证B 柱与上框轮廓平齐，B 柱和上框需要使用轮廓定位（图13）。

图13 拼角搭接以及B 柱Z 向轮廓定位

6.5 打磨

打磨必须要有打磨台面，不允许手持打磨，同时要将零件定位在打磨支架上进操作，可防止打磨时发生变形（图14）。打磨完成后对打磨处的平齐度，共面度、轮廓度进行检查。打磨时，必然会削去部分材料，因此要根据打磨量来定义打磨预留量。可以在设计时就将打磨预留考虑进去，也可以在拼焊夹具上进行调整。在打磨区域进行公差偏置处理，点A（+0.1/-0.4）、B（+0.1/-0.4）（图15），预留了0.15mm 的打磨量。

图14 打磨定位支架

图15 打磨预留量示意

7 总结

按照公司技术标准化研究的要求，通过对整车DTS 需求、窗框设计结构、定位方案、工艺过程以及监控要素的研究分析，结合供应商走访对标，总结出可行的窗框精度控制方案。在后续新车型开发中，用于指导数据审核和供应商开发过程审核，降低后期调试匹配难度。