无框车门玻璃与B柱盖板的匹配方法

胡瑞 晏志康 王成印

摘  要：车门主要有三种形式，整体式、分体式和无框式。当选型无框式车门时，车门玻璃与B柱盖板的匹配效果是侧脸的重点，但此位置尺寸链关联因子较多，故匹配存在难点。本文对DTS展开说明，通过一款整车的实践总结出如何达成小且均匀的间隙面差，并制定了问题排查路径用于量产阶段。

关键词：无框车门；车门玻璃；B柱盖板；间隙；面差

中图分类号：U466      文献标识码：A      文章编号：1005-2550（2023）02-0056-04

Research on Matching Method about Glass on Frameless Door with B Pillar Trim

HU Rui， YAN Zhi-kang， WANG Cheng-yin

（ Hozon New Energy Automobile Co.， Ltd.， Jia Xing 314000， China）

Abstract： Autos door have three types， which are integral door， split door and frameless door. When the project select the frameless door， the matching between doors glass and B-pillar trim is conspicuous. This feature is difficulty of matching because the dimension chain is complicated. This article provides an overview of DTS， and introduces a real case of getting a small and even tolerance in a vehicle-level project， and make troubleshooting method which is used in mass production.

Key  Words： Frameless Door; Door Glas; B-Pillar Trim; Gap; Flush

胡   瑞

毕业于安徽理工大学，本科学历，现就职于合众新能源汽车有限公司，任主管工程师，主要研究总装内外饰尺寸工程和总装工艺，已发表“汽车外观尺寸精致工艺研究”等论文9篇。

汽车消费主流群体趋于年轻化，消费者对汽车的颜值非常看重，在细分市场的争夺日趋激烈的背景下，各新能源品牌纷纷推出无框车门运动轿跑。在公司第一款无框车门车型开发阶段，后期尺寸参与产品定位策略和玻璃调整工装的评审；经过投产到量产的实践后，建立了无框车门玻璃和B柱盖板的匹配方法，制定了“问题排查路径”用于量产管控。

1    DTS设计概要

在设定DTS时，除了考虑用户的反馈、对标车型的DTS评价外，更应结合企业的研发和制造能力、品质管控和成本控制等因素，综合确定合理的 DTS[1]。对竞品车做测量和对标如图1所示：

对运动件的DTS定义，需做功能可行性评审，判断公差极限状态下是否有产生运动干涉的风险[2]。无框车门玻璃与B柱盖板在做运动校核时，要代入玻璃在微升微降中的位移量，即玻璃在上止位时， 电机会进入堵转状态，当玻璃在微降瞬间，电机堵转力释放，玻璃会向车后方向倾倒，一般≤1.5mm。

有框车门会建模分析窗框部分的预弯量，关键要素主要包括铰链轴线、密封条压缩负荷及压缩方向，约束条件主要是上下铰链安装点和门锁啮合点三处固联点[3]。在无框车门车型中同样需要对玻璃做预弯分析，无框车门玻璃分为夹层和钢化玻璃，玻璃的预弯量受密封条的整体密封力和玻璃的杨氏模量影响，一般预弯量设计8.0～12.0mm。钢化玻璃的杨氏模量高于夹层玻璃，不容易出现玻璃面差高出带来的玻璃不入槽问题；夹层玻璃需要通过注胶将玻璃夹子与玻璃连接，尺寸精度低于钢化玻璃；因此钢化玻璃有利于达成玻璃与B柱盖板的面差。

2    间隙保证方法

某车型的车门采用分体式铰链装配方案，铰链分别装配到车身侧和车门侧，再把车门挂入到车身铰链上。当焊装装调线能保证后门与侧围间隙、前门与后门间隙时，同时不考虑车门旋转的情况下，通过一维尺寸链分别计算后/前门玻璃与B柱盖板间隙。

后门玻璃和B柱盖板间隙的尺寸链计算结果如表1所示：

前门玻璃与B柱盖板间隙的尺寸链计算结果如表2所示，各因子按照過程Cpk=1.0管控时，DTS超差率为0.89%。当间隙超差时，用内六角扳手穿过车门钣金上的工艺孔来调节升降器滑块的Z向螺柱如图2所示，让玻璃在Z向形成高低差，进而在X向发生偏转。

在尺寸链环中，B柱盖板的间隙匹配轮廓度实际过程能力良好，B柱盖板上的玻璃表面和定位底座需要进行打胶粘接到一体后供货，在供应商开发粘接工装时，尺寸指导分别用玻璃和底座的定位基准作为工装基准。

在匹配过程中需要掌握各因子的偏差波动量和中值偏移量，当车身稳定后，通过玻璃调整工装上的定位偏调来补偿车身和零部件的中值偏移量。以车身的中值偏移进行说明，侧围的三坐标监控点如图3所示，按照三坐标定义规则，X向向车尾时偏差为＋，向车头时偏差为－。后门玻璃在调整工装上的X向定位在前端，既B柱侧，偏调值=（Dev②＋ Dev③）÷2－Dev① ，因为玻璃调整工装有上下两个X向定位滚轮，B柱盖板和角窗也有上下两个X向定位，偏调值＋代表工装上对玻璃的X向定位向后调整，－代表将玻璃定位向前调整。前门玻璃的X向定位在后端，即B柱侧，偏调值=Dev①－Dev③，工装上的定位偏调规则同上定义。

3   面差保证方法

车门玻璃和B柱盖板的面差公差无法通过尺寸链计算得出，包括以下四点原因：①玻璃预弯量的偏差值和密封条压缩载荷的变化均无线性关系；②一般密封条阻力都会随使用时间加长而衰减，具体的衰减时间由于厂家和材料不同存在差异，需要厂家提供实测的数据得到[4]；③玻璃的检测方式和检测基准与装车不同；④升降器的轮廓对玻璃上端的影响存在杠杆。匹配需要通过实物验证和对关键尺寸监控，总结出以下三项重点工作。

3.1   密封条顶出的物理验证

将玻璃和升降器装配到CUBING上，通过调整升降器的上下Y向调节螺柱行程，将玻璃的匹配面轮廓调整到设计预弯量，以三坐标测量玻璃上下点的面差偏差≤±0.5mm为目标。使用满足压缩载荷的门洞密封条和水切，按顺序装配内水切、外水切、门洞密封条，确认玻璃上与B柱匹配的面差轮廓偏差值≤±0.8mm。此项验证如果不通过，若可通过调整密封条载荷达成，在满足密封功能的情况下对密封条设计载荷重新定义，物理验证表如表3所示。如果面差效果好，不需要做顶出验证时，可以通过将玻璃与升降器、密封条在CUBING上集成匹配，分别测量入槽前与入槽后的面差，调整升降器的上下Y向调节螺柱行程，将入槽后的面差控制到±1.0mm，并用同样的升降器状态装车确认。

3.2   升降器与玻璃的集成尺寸

将升降器和玻璃看成整体，通过三维尺寸建模，代入两个零件的各自公差，计算出玻璃最上端的Y向偏移量公差。在CUBING上装配升降器与玻璃，若内外水切载荷接近，可以同时装配内外水切，用三坐标测量玻璃最上端的Y向偏移量。

3.3   焊装车门装配的Y向姿态

将车门装配的Y向姿态分解成“车门上下端Y向相对位置”和“车门上端相对侧围的Y向位置”。“车门上下端Y向的相对位置”可通过车门上下端内间隙值进行辨别，或将车门装配到车身上并挂配重使用龙门式三坐标测量。“车门上端相对侧围的Y向位置”通过一个开口检具定位在侧围上进行测量，如图4所示；因为是重点尺寸，需要焊装装调线在车门装调后进行100%测量确认。

4    量产保证方法

首先要制定关键因子的测量监控计划，与各相关方进行会签。监控方式举例：白车身的功能尺寸由三坐标预警；车门与侧围的间隙由焊装CP5预警，对玻璃在调整设备上的装配结果通过设备上的X向、Z向间隙块进行定期测量；对厂外件的来件报告让SQE上传到飞书工作群内，如密封条载荷、玻璃升降器上导轨轮廓度重点确认。

其次汇总常发问题因素用于编制“问题排查路径”，如图5所示；对量产工艺和质量人员做培训，培训中要求“对检查出的玻璃或升降器的装配问题需及时通知车门线班组长”。

4    结论

新结构和新工艺的引入，在设计阶段要做好对标、建模和数据分析；在投产验证阶段要形成攻关小组，梳理出关键要素，提高零件和工艺的稳定性；在量产阶段要有充足的材料用于交接。通过负责的第一款无框车门的实践形成了匹配方法，将此方法运用到新一款两门车型的无框车门项目中，在工厂试生产时，首先对玻璃调整工装标定，再做装配重复性确认，通过10台车门和车身的测量数据，对玻璃调整工装的定位进行了偏调，此缝隙已达成了精致外观。

参考文献：

[1]陈强.基于尺寸工程的闭环质量偏差分析系統研究与应用[D].镇江：江苏大学，2020.

[2]胡瑞，王辉，张朝欢.汽车外观尺寸精致工艺研究[J].汽车科技，2021（03），148-151.

[3]欧阳明，刘美丽，赵云聪，等.基于密封条反弹力的汽车车门钣金预弯设计分析[J]. 汽车实用技术，2016（08），94-98.

[4]梅行益，贺占魁，李涛.玻璃升降系统的载荷计算和效率优化[J].汽车工程师，2013（06），52～54.

专家推荐语

聂   昕

湖南大学

机械与运载工程学院  副研究员

无框车门是现在自主品牌汽车开发的热点，但是和相关区域的匹配是难点。本文研究方法有实际指导意义。