关于整体式油箱盖涂装限位辅具的开发及应用

张皖阳　邓青青　张辉　张鹏

摘 要：对于整体式式油箱盖结构，油箱盖处于常开状态。白车身入涂经过自动机喷涂段，机器人旋杯会与油箱盖外板发生碰撞，导致车辆无法正常通过。文章以奇瑞某款SUV车型为基础，介绍一款新开发的整体式油箱盖限位辅具，结构简单，使用便捷，并满足车间批量使用。

关键词：涂装;整体式油箱盖;限位辅具

中图分类号：U462  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）03-162-03

前言

新车型涂装辅具开发是涂装新车型调试过程中的一项重要环节。辅具开发需要考虑车身尺寸与机械结构的匹配性，车间机械化的通过性以及混线生产的通用性等因素。若其中一项未考虑到，轻则会影响车身的质量与性能，重则会导致车身报废，无法正常生产。

本文基于某款车型，重点介绍了整体式式油箱盖的限位辅具的开发原理及应用，并运用catia软件进行模拟仿真，使辅具设计更加合理。

1 油箱盖开发背景

1.1 油箱盖类别

汽车生产过程中，车身加油口盖在涂装车间的生产一般有两种方式：一种是整体式油箱盖，加油口盖外板在焊装车间就完成安装及间隙调整，与白车身一同进入涂装车间进行生产;另一种是分体式塑料加油口盖，厂家以单件的形式发货涂装车间，利用辅具固定至后门随车喷涂。当喷涂作业完成后，加油口盖再以单件形式进入总装车间，在总装车间进行安装及间隙调整。

1.2 整体式油箱盖过程风险

对于整体式油箱盖开关结构，油箱盖铰链安装板上设置了扭转弹簧，扭转弹簧的一端抵住油箱盖铰链安装板，另一端抵住油箱盖外板，使得外板处于常开状态。此状态下会呈现出加油口盖外表面与车身侧面形成一定的倾斜夹角，车身最大宽度也会增加300mm左右，会引发一系列的问题，如： （1）车身宽度超出涂装车间设计尺寸，小于安全距离，部分非标工位室体无法正常通过;（2）车身进入自动喷涂段，机器人旋杯与油箱盖板发生碰撞，造成异常停线。因此为确保车身油漆外观质量和车身运行安全，开发整体式限位辅具显得尤为重要。

鉴于目前整体式加油口盖在涂装的喷涂作业，通常采用工装进行固定限制加油口盖的活动约束，这种工装约束往往造成工装与加油口盖的接触点或面存在碰伤、划痕及外圈流挂等工艺问题。通过现场研究分析，我们提出采用涂装车身加油口盖单丝工装辅具，以此来解决传统加油口盖工装，因约束造成的漆面碰伤、擦伤及外圈流挂等现象。

2 整体式油箱盖限位辅具的开发

此油箱盖限位辅具由弹簧钢丝经冷轧而成。选用弹簧钢丝为制作材质，是因其具有较高的弹性极限，屈服强度和抗拉强度。所述辅具由7个部分组成，图1所示为结构设计示意图，图中标记：圆头①，限位钩②，连接杆③，飞渡④，弯头⑤，仿形杆⑥，防滑头⑦。

2.1 操作原理

具体操作过程为：

（1）首先将圆头①、限位钩②和连接杆③从油箱口盒圆孔穿入;

（2）弯头⑤从油箱蓋板锁扣孔中穿过，弯头⑤和防滑头⑦勾住其锁扣，达到控制油箱盖板开闭的效果;

（3）用手拉动仿形杆⑥，将圆头①从车身后保支架空中穿入，利用限位钩②勾住，使油箱盖呈闭合状态。这样就将油箱盖板与车身进行了定位，满足工艺及生产要求;

（4）拆卸步骤与安装步骤相反。

2.2 开发优点

2.2.1 成本降低

一般对于塑料件油箱盖外板，涂装采用分体式喷涂，工艺员单独设计辅具，将油箱盖外板夹在后门内板上侧随车喷涂。由于此款车型油箱盖外板为钣金件，若采用分体式喷涂，需要焊装用铁丝挂件随车电泳，喷涂后需要装配，匹配间隙，无形中增加了人力物力的投入。因此综合对比，开发油箱盖限位工装，可以减少成本的投入。

2.2.2 质量改善

此整体式油箱盖限位辅具巧妙的利用车身结构，将限位点设计在侧围下端的非外观面上，避开油箱口盒，保证了整个油箱口盒内表面漆膜无损伤。

2.2.3 轻巧，操作便捷

员工装配后，通过拉动连接杆③来控制油箱盖的开关，操作便捷，避免了因操作时间过长影响生产节拍。

3 辅具设计仿真与模拟

油箱盖限位辅具的设计主要是限位钩，仿形杆及弯头的设计。由于受整体式油箱盖结构限制，限位装置的设计变得尤为重要。

当油箱盖外板关闭时，为了使限位辅具不与内钣金件干涉，同时又能使油箱盖外板开闭顺畅，我们需要对油箱盖外板开闭运动及其状态进行数据模拟。再根据油箱盖的模拟状态，开始制图设计。

在开发过程中，需要考虑以下几个因素：

（1）连接杆③用于辅具两端衔接，其尺寸长度需要根据车身机加油口与后保支架固定间的距离进行调节，保证了结构的简单化。

（2）根据油箱盖外板开启的最大角度设计仿形杆⑥的长度和角度，一是便于员工将连接杆从油箱口穿入，二是保证连接杆不与轮罩钣金干涉。图3为油箱盖最大开启角度时，限位辅具的安装模拟的状态。

（3）限位钩到飞渡的尺寸设计需要满足自动喷涂的工艺技术要求。设计过短会造成内外板油漆碰伤，过长则会导致流挂等质量问题。图3为油箱盖闭合时状态（作图过程这里不在详细阐述）。

4 輔具设计仿真与模拟

4.1 实车验证

辅具开发完成后，将样件图纸交至厂家。并要求厂家按图纸设计尺寸进行25套样件制作。待厂家的样件制作完成后，工艺部门组织生产车间、质保等部门进行实车验证。验证数量可按1+4+20台份进行，并记录车身号或VIN。

4.2 过程质量

在实车样件验证过程中，我们也发现了如下几处问题需要规避及整改：

4.3 验证结论会签

经过现场小批量验证合格后，参与验证部门需要对工艺可行性及质量可行性结论进行会签，形成验证报告。随即提交采购申请单，开展采购流程，将辅具搭载某车型项目进行首批次100件的采购申请计划，用于后期的批量生产使用。

5 结论

此整体式油箱盖辅具可根据具体加油口盖结构，可以对此辅具的结构进行优化调整，实现加油口盖的满足喷涂工艺要求的目的。在保证安装可靠性的前提下，此辅具可根据加油口盖具体结构、车身结构以及相关尺寸等因素的不同，灵活多变的解决生产过程中加油口盖出现的工艺质量（碰伤、划痕、少漆及流挂）的问题，大大提高了油箱盖限位辅具在面对多车型不同加油口盖的适用性。

综上所述，本文重点介绍了整体式式油箱盖限位辅具的开发原理，优点，仿真模拟及应用。此次开发过程对于后期的辅具开发积累了宝贵经验。

参考文献

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