某车型前保险杠与翼子板V形间隙问题分析与改进

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。