多功能汽车车门包边A面凹陷问题分析和解决方法

粟学维

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西 柳州545007）

汽车作为现代化重要交通工具之一，几乎每一辆均配备左右前门、左右后侧门、尾门和发盖，即五门一盖，简称车门。车门是汽车所有零部件中最主要的覆盖件，总覆盖面积占整个车身外观的60%以上。通常，汽车车门是由数十个钣金零件通过特殊而复杂的包边工艺结合其他工装焊接、涂胶工艺、铰链安装等组装完成。在汽车制造技术领域，由于包边工艺直接影响车身外观感知质量（美观度和间隙段差等），提升包边质量，满足甚至超越客户对整车感知质量的期望和诉求，显得尤为重要。因而迫切需要对车身门盖包边A面缺陷问题产生的原因展开深入的研究分析，得出有效的解决方案。

1 液压桌式包边过成简介

液压桌式包边工作过程如下：车门内外板在涂胶台合拼→输送机构输送合拼工件进入包边机主体→内板定位机构定位压紧→包边机构进行预包→包边机构进行主包→输送机构输送包边总成工件至补焊工位。整个包边过程通过PLC控制技术保证各个执行元件协同工作，包边机总体结构如图1所示。

图1 桌式包边机简易图

2 零件包边后达到的质量状态

包边质量的好坏直接影响着整车的外观以及装配质量，因而必须要严格控制包边质量，满足客户需求。根据车身装配工艺及技术要求，无论是项目调试还是生产过程中设备故障抢修，包边后的总成件必须达到以下状态：

（1）包边后的总成内外表不允许有波状、变形、褶皱、凹凸、划伤。

（2）内、外板包合处必须平顺、贴合；不允许有压伤、开裂、褶皱、变形。

（3）定位抓不允许碰伤、刮伤内外板。

（4）内板定位销孔不允许变形、扭曲。

（5）门总成与白车身装调后符合间隙面差要求。

（6）发盖前后端水滴包边满足各项法规要求。

3 凹陷图片分析及设备生产状况分析

图2（a）为左中门，其窗框上部两侧明显凹陷。图 2（b）为引擎盖板，前部两侧凹陷。（a）和（b）未必同时出现。但均不满足产品外观质量要求。为满足产品上线要求，进行如下其一工作：

（1）对所生产缺陷车门进行返修。

（2）对包边设备进行维修。

（3）让步使用，让客户接收瑕疵产品。

该产品（五菱宏观S）平均每月销售4万辆，单日产量达到1 500台（40 000/26），每日按照工作20 h计算（三班倒满负荷生产，除去一些用餐和休息时间），每小时产量为：1 500/20=75JPH.按照一熟练钣金技师的效率计算，此处外板凹陷问题修复每人需2 h计算，每日所生产的缺陷门所需修复时间为：1 500×2=3 000小时/人。通常情况下，维修包边机解决此类问题需维修6 h，即公司损失产量为：75×6=450（辆）。通过维修包边机解决此类问题需要熟练技师三人六小时；而同等的人力，返修外板凹陷需要耗时3 000/3=1 000 h.

图2 五菱宏光左中门和发盖凹陷出现位置图

（4）小结

对于产销两旺的拳头产品来说，上述中的（1）和（3）显然不符合公司的利益，因而必须对包边机进行维修。

4 缺陷产生的原因分析

根据工作经验以及综合GMS（通用制造管理体系）中的BIQ（制造质量）和STD（标准化作业）分析，绘出鱼骨图（见图3）。

图3 导致缺陷出现的鱼骨分析图

（1）人：员工放置外板准备涂胶工作时，外板碰撞到工装致使凹陷产生

（2）机：设备在工作过程中制造缺陷

（3）料：来料已经有凹陷（上工序携带）

（4）法：员工将内板总成放入待包边的外板过程中方法不正确致使缺陷产生

（5）环：外板在运输过程中受外力碰撞致使缺陷产生

（6）其他：工艺工装布局不合理对该有撞击致使外板凹陷

利用问题的解决流程逐步的分析，反复论证。锁定问题出现的工位，不武断下结论，避免人力、时间、设备产能的浪费（本文只着重讲述包边机的维修过程和方法，其他的问题解决思路及方法略述）。

（7）小结：缺陷由设备制造过程中产生。

4.1设备环节的分析

图4左为门总成在模腔上被定位机构夹紧状态，右图图中夹紧机构的两根平衡导向杆，其作用使定位机构在上下运动过程中平顺并且定位准确。平衡杆上端安装有防松螺母，其作用是调节、限制平衡杆的有效行程。由于长时间往复运动、高节拍生产、以及在重力作用下，致使防松母失效。公司在用的SMC气缸上的行程检测开关为欧姆龙磁性检测开关，检测磁环距离±3 mm.防松螺母内孔为M20，螺距为2.5 mm.平衡杆有效距离=气缸工作行程=定位机构Y方向的距离。当防松螺母自转一圈后等于2.5 mm＜3 mm，此时检测开关未检测到气缸磁环位置改变，仍在有效工作范围，PLC程序正常。定位夹紧块与内板表面离空2.5 mm，此时待包边内板处于欠定位夹紧状态。

图4 定位机构简易图

4.2液压传力机构分析

桌式包边机采用液压作为动力输出，中门预压有四组，每组有两个液压缸，型号为：140h-8R/2TA80BB75-ACAJ2.顶部尖角有两个液压缸进行预包工作，型号为：140H-8R/2TA40BB-75-ACAJ2.主压刀，由四个较大型号液压缸提供动力，型号为：140H-8/2TA160120-AC.一个包边机一起有液压缸：4×2+2+4=14个。每个液压缸的往复运动顺序在调试结束后是固定不变的（8个预压的液压缸运动顺序设定为同步）。由于管路或者其他装置的故障会使14个液压缸中的某一个出现运动顺序的变化，导致预压刀工作面在工作中接触外板的时间变化，外板受力改变。

预压刀工作面基于造型于模腔边缘铅锤面夹角45°.预压刀得到液压缸的动力后，工作面挤压待包边外板，使外板变形45°.主压刀型面基于造型平行于模腔。预压主压刀工作面均要求硬度、外形尺寸、型面角度、粗糙度均符合设计标准，在调试结束后，以上数据冻结作为以后维修参考依据。

5 包边过程大致示意图

包边过程示意图如图5所示。

图5 包边过程示意图

包边完成后状态必须满足上文第二大点中所述。

6 预压过程中外板受力分析

（1）根据平行四边形定则如图6所示。

图6 平行四边形定则

现有一预压压力F预。由于F预 =45°.θ=90°.因而分解出FX和FY见图7.

图7 预压受力分解图

（2）预压刀在工作时，分解出一个Y方向和一个X方向的力，Y方向是垂直于模腔，X方向为外板移动方向。由于内板处于欠夹紧定位状态（夹紧机构失效），门外板在预压受力过程中在X方向上移动（或者微量移动），同时，移动中的外板也得到模腔周围的导向限位作用（反作用力），致使外板在应力集中处变形。导致缺陷产生。

（3）小结：夹紧机构失效+外板受X方向力+机械限位块作用=缺陷产生

7 解决方法

（1）定位机构失效的解决步骤

1）恢复防松螺母到初始位置；

2）打上螺纹胶，固化状态；

3）完成以上工作后仍未解决凹陷，在模腔周围增加摩擦力极大的橡胶块，限制因FX给外板带来的移动，使外板在预压主压受力过程中始终与预压主压刀面保持在一个相对固定的位置。如图8中为发盖模腔周围（对应外板凹陷处）增加的强摩擦力的橡胶（尼龙块）；

4）定期进行点检，维护保养。

图8 发盖外板凹陷解决方法图示

（2）液压缸动作紊乱的解决方法

1）若电磁阀I/O信号有误，通过PLC更改I/O信号；

2）若电磁阀漏油，更换电磁阀垫圈或电磁阀；

3）若液压油有脏物堵塞节流阀，更换液压油；

4）若节流阀失效，维修或更换节流阀；

5）若活塞密封圈磨损，更换活塞密封圈；

6）若缸体和缸盖链接处密封圈失效漏油，更换密封圈；

7）若油管漏油，修理或者更换油管；

8）若缸体内有空气，通过排气机构排出缸体内的空气；

9）若缓冲机构失效，通过调节缓冲机构，使活塞到达缸体两端平缓顺畅；

（3）验证以上所进行的工作，确保设备生产持续，产品质量合格、稳定。

8 结论

通过分析、解决五菱宏光S中门窗框上部两侧和发盖前部两侧凹陷得出结论：

（1）因内板定位机构失效导致外板失去夹紧力致使外板在模腔上移动，从而导致外板受挤压变形；

（2）因液压缸动作紊乱导致外板受力不同步致使外板在模腔上窜动，从而导致外板受挤压变形。

在生产过程中，（1）或（2）单独或者同时出现，都会导门外板的凹陷产生。

9 结束语

日常生产过程中对设备进行点检及维护保养工作是很有必要的，外板凹陷问题的出现需综合考虑生产状况和维修手段，解决问题的过程中需要冷静、有序进行，确保安全。

参考文献：

[1]何宝杰.车门包边中的质量缺陷原因和对策[J].机械工人（热加工），2000（11）：60-62.

[2]程 楠.水滴包边技术在汽车发动机罩盖上的应用[J].汽车工艺与材料，2016（1）：11-13.

[3]宋晓琳.汽车车身制造工艺学[M].2版.北京：北京理工大学出版社，2006.