车辆前照灯和发动机盖、前保险杠、翼子板3个总成匹配,在装配过程中需要顾及各方面的间隙面差,这一直是各个主机厂的难点。如何从结构上规避问题点,如何合理地定义前照灯紧固顺序,本文主要结合现场问题,讨论前照灯匹配问题。
前照灯间隙匹配
1.前照灯匹配关系及DTS定义
各车型前照灯关键匹配关系的约束设定,最终目的是满足消费者的视觉需求,提升潜在客户新车购买意向,一般情况下前照灯主要存在以下3种匹配关系(图1):①前照灯与翼子板间隙(G=2.0±1∥1.0);②前照灯与发动机盖间隙(G=5.0±1∥1.0);③前照灯与前保险杠间隙(G=2.0±1.2∥1.0)。其中,第一项、第二项客户可以平视到,是重要匹配关系点。
2.车身前端模块
车身发动机舱主要由散热器上横梁、散热器竖板、前照灯上横梁和散热器下横梁组成,各部件经过电阻点焊方式连接而成,此种结构前照灯上横梁Z向尺寸较难控制,造成前照灯与前保险杠、前照灯与发动机盖间隙较难保障。这就需要优化前照灯的固定点结构,完善前照灯的紧固方式。
3.前照灯匹配关联尺寸链分析
前照灯与翼子板匹配关键点:①前照灯:前照灯与翼子板匹配面的面轮廓度为±0.7 mm;②装配过程:前照灯基准销与翼子板上前照灯定位孔的孔销浮动为±0.1 mm;③翼子板:翼子板与前照灯匹配面的面轮廓度为±0.5 mm,根据二维尺寸链计算得出计算值为±0.87 mm,目标值为±1.0 mm,超差率为0.05%,此处匹配间隙易满足。
前照灯与发动机盖匹配关键点:①发动机盖:发动机盖与前照灯亮条匹配面的面轮廓度为±0.7 mm;②发动机盖:发动机盖安装孔的位置度为±0.7 mm;③过程:铰链安装定位孔与铰链工装定位销的孔销浮动为±0.1 mm;④工装:工装精度为±0.1 mm;⑤过程:翼子板定位孔与工装销的孔销浮动为±0.1 mm;⑥过程:前照灯定位孔与前照灯主定位销的孔销浮动为±0.1 mm;⑦前照灯:前照灯亮条安装面的面轮廓度为±0.7 mm;⑧前照灯亮条:前照灯亮条与前门匹配面的面轮廓度为±0.5 mm,依据二维尺寸链计算得出计算值为±1.33 mm,目标值为±1.0 mm,超差率为2.37%,超差率较高,此处需重点关注。
前照灯与前保险杠匹配关键点:①前照灯:前照灯与前保险杠匹配面的面轮廓度为±0.7 mm;②前照灯:前照灯与前保险杠匹配面的面轮廓度为±0.7 mm;③前保险杠:前保险杠与前照灯匹配面的面轮廓度为±0.5 mm,根据二维尺寸链计算得出计算值为±1.11 mm,目标值为±1.2 mm,超差率为0.12%,此处匹配间隙易满足。
前照灯固定方式
前照灯与翼子板、发动机盖和前保险杠产生配合关系,而前照灯固定点分布在翼子板、发动机舱横梁,定位点在翼子板上,这样就对翼子板的稳定性、一致性要求较高。如果翼子板发生变化,那么前照灯就随翼子板发生旋转,造成前照灯与发动机盖、前保险杠间隙面差发生变化。
如图2所示,①固定点处有定位销,前照灯与翼子板间隙由定位销保障,同时此固定点紧固后控制前照灯Y向、Z向;②、③固定点为大圆孔,紧固后型面控制前照灯Z向;④固定点为大圆孔,控制前照灯X向、Z向。
这种固定方式控制前照灯Z向,X向、Y向可调节,保障了前照灯与发动机盖、前保险杠、翼子板间隙,面差问题控制较薄弱,需要装配人员进行调整。这种固定方式定位基准放置在翼子板,对翼子板装配一致性要求较高,如果翼子板发生Z向偏差,那么前照灯前端与发动机盖、前保险杠间隙发生变化;如果翼子板X向偏差,那么前照灯前端与发动机盖、前保险杠面差发生变化。
前照灯匹配主要不良问题
车身项目调试阶段一般情况下均存在一定的匹配问题,前照灯与前保险杠间隙不均,前照灯与前发动机盖间隙大,对车身数据进行分析,通过对固定结构分析发现前翼子板固定孔直径为11 mm,固定螺栓直径为6 mm,单边调整量为2.5 mm,造成翼子板装配无定位、装配无法保障一致性,前照灯基础定位点变化,前照灯与发动机盖、前保险杠间隙配合差。
将翼子板固定孔变更,由直径11 mm更改为直径7 mm,减少翼子板固定孔调整量,增加翼子板定位,保障翼子板装配一致性,确定前照灯定位准确。
如表所示的调试阶段前照灯及翼子板安装孔位三坐标测量值,结合测量数据及装车问题点进行分析(图3),前照灯下固定点39、40点Z向尺寸较稳定,前照灯上横梁41、42点Z向及Y向稳定性较差,主要表现在41点Y正向平均偏差1.3 mm,42点Y正向平均偏差1.6 mm,前照灯与发动机盖间隙得不到保障,同时前照灯上固定孔直径为7 mm,装配时前照灯上固定孔与车身固定孔不对照,前照灯固定点无法吸收车身偏差量。解决方案:将前照灯上固定孔直径由7 mm变更为9 mm,以此方式吸收车身偏差量,将前照灯下固定点更改为7×12Y向长腰孔,以此固定点确定前照灯Z向定位,保障前照灯与前保险杠间隙。
前照灯装配方案的确定
因产品结构限制,前照灯装配过程只能观察到前照灯与翼子板间隙面差,而前照灯与前保险杠、发动机盖间隙面差只能通过控制车身尺寸、装配手法进行保障,下面讨论前照灯装配方案。
先紧固固定点①,紧固时保障Y向,前照灯与翼子板面差;紧固固定点④,限制前照灯Z向偏差;紧固固定点②、③时,保障前照灯与翼子板间隙。
这种方案装配前照灯时控制前照灯Z向、Y向,将X向可调整,提高一次装配合格率,减少员工调整时间。
生产线装配时将前照灯定位销插入翼子板定位孔(确定前照灯X向、Z向),紧固翼子板处固定螺栓,将前照灯与上横梁固定点对孔,预拧螺栓,调整前照灯姿态,紧固前照灯下固定点(确定前照灯Z向),调整前照灯与翼子板尖角处配合间隙,紧固前照灯上横梁处固定点。装配方案现场实施后前照灯与翼子板、前照灯与前保险杠、前照灯与发动机盖间隙问题得到改善,提升一次装配合格率。
结束语
前照灯匹配主定位位置在翼子板,如翼子板出现偏差,造成前照灯定位不良,影响前照灯与前保险杠、发动机盖间隙配合,固定翼子板装配需增加定位,保障翼子板一致性,方能保证前照灯与发动机盖、翼子板的外观匹配合格率,匹配过程中需识别定位的根本,保障基础的同时才能提升整车外观匹配质量。
通过优化前照灯固定孔尺寸、翼子板安装孔、前照灯装配顺序及紧固方式,保障前照灯外观匹配,确定前照灯定位的准确性,由定位点扩大至定位面,最终确保整体外观匹配质量,结构上要有吸收车身偏差点,不能出现过定位。