某车型翼子板与侧围A柱匹配问题的改进

李涛

摘 要：翼子板与侧围A柱的分缝位于消费者最直观的视觉感知区域，文章通过优化翼子板、侧围A柱等部件，解决翼子板与侧围A柱分缝的匹配问题，介绍基于产品结构和鱼骨图工艺步骤的分析方法，提出一些产品结构设计的建议和工艺稳定性提升的思路，供后续项目参考。

关键词：翼子板 鱼骨图 产品结构 工艺稳定性

1 前言

在车身制造领域，整车配合是轿车车身质量的集中体现，不仅影响整车的美观性，还对密封性、风阻力和噪声、行驶平稳性等性能有着重要的影响。[1]外观分缝的间隙和面差作为评价整车配合质量的重要指标，如何保证实车最大程度地符合造型设计，成为汽车设计工程师考虑的重要问题。[2]

在不断加快的汽车造型升级换代中，汽车翼子板已经成为造型变更中的核心零件之一。本文针对某车型的翼子板与侧围A柱的匹配问题进行全面分析，定义优化措施，总结结构设计和工艺稳定性方面的不足，为后续项目提供一些思路和建议。

2 问题现状

某改款车型起步生产阶段翼子板与侧围A柱区域发生多个匹配问题，问题之间存在较强的相关性。项目前期，翼子板与前盖铰链发生干涉，随着开启角度变大翼子板被前盖铰链动臂顶起，油漆表面出现明显的凸包；后期翼子板与侧围A柱分缝处白车身状态下出现面差波动，油漆后发生倒高抱怨（翼子板低于A柱1.0～1.5mm），如图1所示。

3 设计状态分析

产品设计状态分析是现场问题分析的前提和基础。解决上述翼子板匹配问题，需要对翼子板产品结构、装配尺寸链和理论装配工艺进行分析。

3.1 理论数据分析

对翼子板与前盖铰链干涉位置进行DMU数据分析，前盖铰链开启过程中，前盖铰链动臂的开启角度从0°变化至最大55°，铰链与翼子板最小距离从6.51mm过渡至3.96mm。前盖铰链与翼子板理论状态无干涉，但小于最小安全距离5mm的要求。

进行翼子板产品结构检查，干涉点位于翼子板悬臂结构的最远端，无可靠的物理连接定位，距离最近的螺栓紧固点为187mm，而共线的其他参考车型相应位置为77mm，如图2。问题车型翼子板匹配分缝位置无可靠的定位点，不利于尺寸控制，可能是导致干涉的潜在风险点。

3.2 尺寸链状态

翼子板固定方式应具有一定的调整量，以便吸收相关部件的制造装配偏差[3]。按照图3顺序，翼子板与前盖铰链Z向连接，前盖铰链与车身也是Z向连接，来自与车身、前盖铰链以及翼子板的Z向偏差，会随着尺寸链进行累加传递，导致全部Z向的偏差集中体现在外部匹配面上。这种Z向连接结构不利于分缝位置面差的控制，必然造成匹配难度增加。

3.3 制造工艺状态

装配线安装工艺一般采用螺栓螺母连接方案，问题车型同样采用螺栓螺母的刚性连接方案。为了防止翼子板与前盖铰链拧紧点位置出现腐蚀抱怨，翼子板打紧孔一周设计有梅花凸点保证电泳间隙，如图4所示。凸点在拧紧过程中发生压溃，并且偏心情况下孔心一周是不同程度的变形，导致翼子板翻转不利于尺寸控制。

4 实车状态分析

利用鱼骨图拆解尺寸链上相关零件及工艺步骤，从相关零件尺寸、工装定位、工装稳定性、工艺稳定性四个维度进行全面的排查，如图5所示。分析和检查后发现，前盖铰链单件尺寸符合图纸公差要求、装配工艺可靠，问题集中在白车身尺寸、翼子板尺寸及工艺稳定性3个方面，需要进行详细的分析。

4.1 车身上纵梁尺寸

分析上纵梁产品结构可以发现，上纵梁是一个“Z字形”钣金件，主型面是Y向面，而铰链安装面在侧面。从零件的成型工艺来看，铰链安装面正好位于成型回弹面上，而对于零件成型过程而言，回弹控制不好必然带来平面度落差。检查上纵梁钣金单件尺寸报告发现，铰链匹配面发生严重回弹，Z向尺寸内外存在1.8mm落差，内高外低。杠杆效应铰链上的落差可以达到3mm左右。如图6所示，铰链发生翻转，不考虑翼子板安装及单件偏差情况下，铰链最外侧相对于内侧偏低3mm以上，这是造成铰链与翼子板干涉的主要原因之一。

4.2 翼子板尺寸

研究实车安装和测量定位方案发现，在翼子板靠近A柱的位置，实车缺少定位安装点（详见前文3.1所述），翼子板在该位置完全呈现自由状态，不受约束和控制。但该处在翼子板单件RPS定位信息中布置RPS fy，用于辅助定位翼子板在测量支架上的姿态，如图7。拆除三坐标测量支架辅助支撑进行对比测量，翼子板出现向内向下0.6mm～1mm的偏差，与实车抱怨问题趋势一致，也是构成匹配问题的原因之一。

4.3 翼子板装配工艺不稳定

实车发现打紧翼子板在前盖铰链上，翼子板打紧孔一周的梅花凸点发生压溃向下，打紧点带动翼子板向下移动，位移量达到1mm以上。在标准车身上进行位移量的测量试验，评估工艺稳定性。试验数据显示，翼子板安装点发生的位移会直接传递至翼子板与A柱分缝的匹配面上，且有数倍的放大现象。如表1所示，增加翼子板打紧孔Z向高度0.2mm，翼子板与A柱匹配位置的测点A，B，C变高0.4mm；高度增加0.4mm，变高0.9～1.8mm。试验证明，当打紧点偏差变大时，翼子板分缝位置呈现出3至4倍的偏差放大。翼子板打紧工艺稳定度低，对来自于零件尺寸的波动极度敏感，增加了尺寸控制的难度。

5 优化方案及经验总结

5.1 优化车身上纵梁尺寸

上纵梁前盖铰链安装面平面度落差需进行冲压模具整改，增加局部平面度0.5mm的控制要求。上纵梁平面度尺寸优化后，前盖铰链与翼子板干涉的问题得到彻底解决。

5.2 翼子板Y向辅助控制方案

首先，优化测量报告的可读性，取消测量支架的辅助RPS的支撑；其次，翼子板测量支架及检具优化，在原辅助RPS位置设置间隙块，用于长期监控翼子板回弹趋势；最后，通过优化冲压模具控制翼子板的回弹和应力释放方向，避免翼子板向内向下的趋势。

5.3 翼子板工艺稳定性控制方案

控制翼子板在A柱区域的稳定性，增加新的螺栓拧紧点是最直接的解决办法，但缺乏可实施性，经济性差。经过综合考虑，在侧围A柱上增加Y向涂胶凸台，通过胶水进行连接，弥补定位不足并控制翼子板的自由型面，保证结构稳定性。

针对打紧孔一周的梅花凸点变形问题，进行冲压模具上的整改。在保证防腐的前提下减小凸点深度，即减小挤压时凸点的变形量。同时，更改打紧螺栓型号，采用大法兰螺栓完全覆盖凸点，使得其均匀受力避免偏心压溃引起的翻转。

经过上述零件、工艺、结构上的整改，翼子板与侧围A柱的匹配问题得到了优化。后续生产对缺陷位置进行统计，该区域匹配状态稳定性得到极大提升，缺陷率下降至1%，降低了返工工时，达到了批量生产报交标准。

同时进行经验总结，作为后续新项目的FMEA信息反馈至开发部门：

a）对于翼子板与A柱分缝有间隙面差要求的造型，翼子板A柱区域必须设计有稳定可调的连接方案，以满足造型要求；

b）探索新的防腐方案替代翼子板打紧孔一周梅花印设计；

c）定位原则需与零件安装方案一致，实现结构、工艺、测量原则统一，避免工装和测量失效等问题。

6 结束语

本文通过某车型翼子板与侧围A柱匹配问题的分析和改进，从产品设计、尺寸链、现场工艺等角度进行分析，介绍了利于鱼骨图发现影响因素和解决问题的全过程。整个分析过程涉及翼子板结构开发、冲压件分析、翼子板装配工艺、车身制造工艺以及零部件测量原则等各项专业内容，是一个白车身尺寸工程方面的典型案例，对后续新项目尺寸控制有较好的指导意义，为汽车分缝匹配类问题的解决提供了分析思路和方法，有一定的指导意义。

参考文献：

[1]顾凌韬.任意尺寸分布的公差分析即其在整车配合中的应用[D].上海：上海交通大学，2007.

[2]林丽，马建龙.汽车外观间隙问题解决方法的研究[J].南方农机 ，2020，51（21）：88-91.

[3]宋晓琳，周水庭．汽车车身制造工艺学［M］.北京：北京理工大学出版社，2006：17-18.