一种塑扣在汽车外饰件上的应用

佟炳勇，曾令勇

(丹东黄海汽车有限责任公司，辽宁丹东 118009)



一种塑扣在汽车外饰件上的应用

佟炳勇，曾令勇

(丹东黄海汽车有限责任公司，辽宁丹东 118009)

塑扣在汽车外饰件装配上的使用呈增长趋势。为了在外饰件上更准确地应用塑扣连接，针对某款汽车的装饰条匹配塑扣的设计过程，对工程验证阶段装配过程中塑扣使用出现的问题进行验证、分析，切实地解决了工程验证过程中装饰条装配困难和装配质量不好的问题。通过一种塑扣在汽车外饰件上的应用总结了外饰件塑扣在设计和使用上需要注意的一些关键点。

塑扣；装配；外饰件

0　引言

汽车零部件的常用固定方式有紧固件、塑扣、胶粘和部件自身卡脚卡接等多种方式。受轻量化、防锈蚀、操作方便性等原因的影响，塑扣在汽车上有着广泛的应用。汽车外饰件因外观美化需求，要求固定牢固、安装点隐蔽，所以塑扣在汽车外饰件装配上的使用呈增长趋势。以某款汽车的外饰件匹配塑扣的设计过程为例，针对一种塑扣在连接固定外饰零件过程中出现的问题进行验证、分析，以此说明塑扣在汽车外饰应用中一些使用注意事项。

1　设计思路

需为某款汽车设计一款薄壁车门装饰件，要求零件表面电镀、外表镜面美观。该件装配在车门外板下方，内侧操作空间受限，安装点的布置不能影响外露表面美观性，所以初步选定利用塑扣或聚丙烯泡沫胶带粘贴。经对成本、工艺要求和过程控制的难易程度等进行衡量，最终确认使用塑扣装配。因零件Y向部分造型较薄限制了零件内部结构和塑扣的尺寸，需要选择一种整体尺寸较小的塑扣。装配顺序为先将塑扣装配到装饰条上，再将装饰条装配到车门上。

2　设计方案及后续产生问题的分析

设计阶段需要匹配和优化塑扣、外饰件、车门三者的关系，进而达到装配方便、固定牢固、经久耐用、外观美观的目的。塑扣起连接两个零件的作用，对其自身的性能要求较高，需要有良好的耐候性和抗老化能力。所以选择性能优异的PA6制造。外饰件是塑扣的载体。外饰件与车门实现良好的配合是目标。它们与白车身相互影响，互相依托。在塑扣、外饰件、白车身的配合上需要关注的重点有：塑扣的有效卡接厚度、装配和拆卸的方便性、塑扣的插拔力。图1是装配关系及结构示意图，在设计和工程验证阶段先后进行了数次改进。外观A面确认后，结构设计构思和改进的部分内容如下：

2.1车门的对应结构

车门外板对应装饰件安装位置冲压成槽型。这样将装饰条嵌入车门中，可以保证视觉效果上“无缝隙”；车门外板厚0.8mm，冲7mm×25mm方孔与塑扣配合，Z向与塑扣配合的关键尺寸控制在7.0～7.2mm，X向的尺寸较长方便容差；为便于塑扣Y向装配和对接，对车门外板(曲面)增加冲压特征，确保装配面法向与Y同向。

同样的塑扣在内饰和外饰的使用上是有区别的。内饰件多固定在车门内板、内侧围、立柱等部件上，这些部件多有凹槽、加强筋，或者封闭成盒状，整体的强度较高；外饰件多固定在翼子板、侧围外板、车门外板等部件上，这些部件多由薄板构成，并且内部无或少有支撑和加强的结构，整体的强度较低；并且外饰件装配部位多喷漆且外观质量要求高，所以塑扣在外饰使用上要对插拔力加以注意。

2.2装饰条的结构

外装饰条a1、a3边缘处倒角，减少与车门外板的接触面积，避免接触面过大易控制而造成装配缝隙不良。初始设计a2与车门外板贴合，目的是控制塑扣的插入量。但工程验证阶段发现此处与a1、a3产生了过度约束，导致装饰条无变形，塑扣无法装配。所以更改a2处为间隙配合，预留间隙1.5mm。

装饰条上对应塑扣的安装结构设计为工字形，可以很好地保证结构强度。需注意工字形结构宽度c不能大于塑扣的最小变形后尺寸。为了便于塑扣的装配，装饰条上工字结构的插片前部做楔形倒角结构，相应的塑扣卡脚也做了倒角设计。

装饰条的壁厚3mm，初始设计时据经验“肋的宽度为壁厚的0.5～0.7倍[1]”，设定筋等内部结构的壁厚为1.8mm，并对滑块成型的底部结构壁厚减薄弱化，防止缩痕的出现。该件为ABS做电镀处理，在工程验证阶段外表面仍然可以看出缩痕，为此经模流分析更改所有筋等内部结构壁厚为1mm，才使缩痕处于可接受范围内。

装饰条的安装点原为水平直线居中布置，为保证装饰条的稳定性并利于控制配合缝隙，将装饰条的安装点Z向交错布置，水平间距100mm；Z向上方的装配缝隙常处于视线之内，所以上方的安装点多于下方；装饰条的两端属于关键区域，所以在两端接近端点处分别布置一Z向居中的安装点。位于装饰条X向对称面的安装点被设计为主定位，依靠两侧突出的加强筋限制装饰条的串动，设计间隙两侧均为0.2mm。

2.3塑扣与装饰条的匹配

初始设计的塑扣上预留两条较长缝隙的目的是增加塑扣的变形量。经分析模具上无法制作如此小的缝隙对应机构，所以更改此处的缝隙的长度和形状。

初始设计时设想装饰条受力F1推动，装饰条变形后塑扣恰好卡入钣金孔中。实际上在装饰条的结构、厚度、截面尺寸、材质和表面处理等因素的共同影响下，该件强度和刚度高，截面X向变形尺寸小，无法实现靠装饰条变形将塑扣卡入孔中的设想。

初始设计时装饰条上插片的厚度e为1.8mm，与塑扣内壁贴合，此处设计尺寸借用内饰件后视镜内三角板(PP)的配合尺寸。但实际装配过程效果不好，分析两者材料及表面处理不同，插片的硬度、刚度不一致，塑扣的变形量不足。为了解决此问题，经试验验证将e变更到1.3mm以下可以实现良好的配合。

初始设计时设定b为0.5mm，目的是为了便于塑扣装配到外饰件舌片上，消除公差的影响。但在装配过程中塑扣先与钣金孔接触，再与孔边缘接触后，F2造成塑扣退缩0.5mm，塑扣的卡脚最高点无法越过孔壁。因此更改装饰条结构，将b更改为干涉0.3mm，这样有利于塑扣的卡入，并解决了装饰条受力变形尺寸小的问题和塑扣装配困难的问题。同时为便于塑扣装配和容差，增加控制尺寸d为0.5mm。

2.4塑扣、装饰条和车门间的相互影响

设计阶段这个装饰条使用的塑扣做了3次种类变更；从塑扣类型选定到塑扣、车身、外饰件开模阶段提出和解决的问题共14项；工程验证阶段因设计产生的问题有5项。从中可以看出整个过程是多么的艰难。塑扣卡接困难的原因相互交错，相互影响，多数问题并不单纯是由塑扣自身产生的；有时为了解决问题而做的变更属于将错就错，为了快速有效地解决问题并未找到问题发生的原因。因为每一零件的每一点变更都要认真校核是否对周边相关件产生不良影响，所以问题的分析和解决需要深入和全面。

3　结束语

随着整车轻量化、环保、成本控制等原因，汽车上塑扣的使用量越来越大。小小的塑扣会因为使用位置、配合部件、自身材质、结构等因素产生大量问题。为解决问题，如果对外饰件进行更改，将涉及结构调整、模具修改，严重的甚至是模具报废；如果对塑扣进行修整，将有可能开发出许多差别细微的不同塑扣，不便管理和使用。所以看似简单的塑扣更应该认真严谨地对待，积累设计和使用的经验。塑扣的使用要求是约束、配伍性、坚固性和强度，设计要素包含锁紧功能、基本形状、接合方向、装配方向、约束功能件和增强件[2]。关注塑扣使用的关键点，执行严格的设计、审批、验证过程控制，这样才能设计出好的产品。

【1】曹渡.汽车内外饰设计与实战[M].北京：机械工业出版社,2011：152.

【2】BONENBERGERPR.塑料卡扣连接技术[M].冯连勋，马秀清，董力群，译.北京：化学工业出版社,2004：14，23.

ApplicationofPlasticBuckleinAutomotiveExterior

TONGBingyong,ZENGLingyong

(DandongHuanghaiAutomobileCompanyLimited,DandongLiaoning118009,China)

Thereisagrowthtrendabouttheplasticbuckleusedinautomotiveexteriorassembly.Inordertomoreaccuratelyapplyplasticbuckleconnectioninautomotiveexteriors,theproblemsoccurredduringtheassemblyprocesswereverifiedandanalyzedforacardecorationandplasticbuckle.Theproblemsoftheassemblydifficultandpoorqualityintheengineeringverificationprocessweresolvedeffectively.Throughtheapplicationofplasticbuckleinautomotive,somekeypointsabouttheexteriorplasticbuckleinthecourseofdesigningandusingweresummarized.

Plasticbuckle;Assembly;Exteriorparts

2016-04-25

佟炳勇(1978—)， 男，本科，工程师，主要研究方向为汽车外饰件、附件。E-mail：20535676@163.com。

U463.83+9.2

B

1674-1986(2016)07-059-03