汽車右后門窗導槽和四角窗匹配 （Z向和Y向）問題分析

鄭 翊

（三一汽車制造有限公司，湖南長沙410000）

0 引言

隨著全球汽車產業的快速發展，消費者在關注汽車使用質量的同時對汽車感官質量提出更高的要求，各大主機廠也更加重視汽車匹配質量［1］。在匹配質量中，四門匹配是重難點區域，經常會受到Audit評審 （國際通用汽車質量評定審核方法）的抱怨。同樣四門匹配問題涉及的方面比較多，有理論設計上面的尺寸定位點、定位面檢查，有車身鈑金尺寸方面 （門總成、總拼），也有總裝零件ZP7外購件尺寸方面 （窗導槽、光亮板、四角窗等），還有裝配調整方面 （四門調整、四角窗／光亮板裝配調整等）。四門匹配通常也有密封性的要求，車門總成結構復雜，包含很多個結構件、功能件，這些零部件的布置位置、搭接型面、密封方式、匹配關系等均能影響車門的防水密封性能［2］，是比較復雜的綜合性匹配問題，需要全面考慮各個因素的影響，并對每個方面的影響進行評估及優化，從而達到完全解決問題的目的。

1 問題描述

Audit評審重點抱怨某車型右后門窗導槽和四角窗匹配差，主要包括兩個方面：（1）后門窗導槽和四角窗Z向落差大，窗導槽高于四角窗，理論要求0，實際1.0～1.5 mm； （2）窗導槽和四角窗Y向正高多，窗導槽正高四角窗1.0～1.5 mm，理論要求0 mm。缺陷情況如圖1所示。

圖1 右后門窗導槽和四角窗匹配缺陷位置

2 問題分析

如圖2所示，通過白光掃描分析，以側框做局部最佳擬合，可以看到偏差主要來源兩方面： （1）四角窗Z向偏低1.22 mm，Y向偏差0.8 mm，不利；（2）窗導槽Z向偏差0.9 mm，Y向偏差0.7 mm，不利。這兩方面的偏差相互疊加導致缺陷抱怨，所以需要找到四角窗Z向偏低同時Y向向車內、窗導槽Z向偏高同時Y向向車外兩個問題的根本原因及解決措施。

圖2 四角窗偏差及窗導槽偏差

2.1 四角窗偏差分析

經過查詢四角窗的圖紙，發現缺陷區域Y向和Z向定位應該受RPS_001／RPS_002及RPS_004影響較大，即要知曉車身上四角窗的Y向安裝面及安裝孔的尺寸；同時查驗數模截圖，Y向定位筋是接觸鈑金的，如圖3所示，圖 （a）為四角窗圖紙，發現Y向上有兩根定位筋，圖 （b）為數模截圖，定位筋跟鈑金是接觸的。

圖3 四角窗圖紙及數模截圖

圖4為車身上四角窗的Y向安裝面及安裝孔的尺寸，發現偏差不大，基本在0位附近，所以不是引起實車上四角窗Y向和Z向偏差大的主因。

圖4 Aufbau四角窗安裝面及安裝孔

車身鈑金基本排除，ZP7外購件尺寸和裝配因素還需要繼續分析。由于四角窗和后門窗導槽重復拆裝后易變形，因此從生產線拿出批量新零件安裝在Cubing主模型檢具上，同時對Cubing進行白光掃描，用與實車白光掃描相同的區域作局部最佳擬合。可以看到：ZP7外購件尺寸中四角窗和窗導槽都有偏差，但是同時也注意到Y向和Z向上四角窗和窗導槽的偏差值基本一致，方向一致，實際測量結果也符合要求，說明ZP7外購件尺寸問題不大，如圖5所示。

圖5 Cubing上四角窗白光掃描后Y向／Z向偏差

從報告上看，車身鈑金尺寸跟ZP7外購件尺寸相差不大。 下一步就要確認裝配調整方面，是否四角窗的偏差是裝配過程引起的。對比實車跟Cubing的四角窗白光掃描結果，如圖6所示，發現下部實車Y向向外1.7 mm，而Cubing只向外0.2 mm，與上部偏差能夠對應起來，即四角窗裝配時Z向未向上推到位而引起下部Y向向車外，總裝車間裝配四角窗時需要Z向向上推。

圖6 缺陷車和Cubing上四角窗下部Y向偏差對比

為了進一步分析四角窗Z向偏低問題，提高總裝的可接受程度，從原理上解釋車間裝配四角窗時需要增加的手勢——Z向向上推。通過對比數模截圖發現，四角窗的定位銷和安裝孔的關系，上部距離鈑金邊緣0.1 mm，下部距離鈑金邊緣0.75 mm，意味著四角窗裝配時若不人為往上推足，Z向受重力的作用也會往下0.75 mm，導致缺陷的產生，如圖7所示。所以，從理論上分析來說，車間也需要增加裝配手勢。

圖7 四角窗定位銷與Aufbau上安裝孔的DMU數模截圖

2.2 窗導槽偏差分析

從白光報告中已經發現了窗導槽Z向偏差0.9 mm，Y向偏差0.7 mm。首先確定窗導槽受哪些因素的影響，從設計、零件、裝配、調整四大方面來考慮，窗導槽的Z向和Y向受后門調整、后門止口、窗導槽、C柱光亮板裝配位置等因素影響，分析也從這些方面入手。

拆開后門窗導槽，掃描C柱光亮板尺寸，如圖8所示，發現C柱光亮板Z向偏高1.9 mm左右，同時查看實車，已經可以看到C柱光亮板頂足窗導槽、導致窗導槽輕微變形的現象。

圖8 C柱光亮板Z向偏差和窗導槽變形照片

發現C柱光亮板裝配偏高后，還需要確認門鈑金止口的尺寸偏差。如圖9所示：止口的Z向偏低0.6 mm，對問題是有利的，但是止口的Y向往車身外偏差0.8 mm，會導致窗導槽Y向向外，對問題不利。

圖9 后門止口偏差

3 解決問題的措施

針對以上分析，作者發現了四角窗裝配偏差、C柱光亮板裝配偏差、后門止口偏差3個影響因素，所以解決問題的措施也從這3個方面入手。

首先是四角窗的裝配。通過四角窗下部Y向向車身外偏差所反映出Z向偏低的情況，選擇在下部的Y向增加一個控制點來監控四角窗是否裝配到位。如圖10（a）所示，經驗值在1.0～1.5 mm之間，采用特制的輔助工裝來監控，現場已經批量實施。其次是C柱光亮板裝配過高問題。針對C柱光亮板Z向裝配過高，通過查看數模截圖，發現理論上C柱光亮板下部距離后門止口Z向距離在9 mm左右，因此，也可以利用輔助工裝來控制C柱光亮板的裝配，如圖10（b）所示為輔助工裝設計圖。最后是后門的止口Y向向外偏差0.8 mm。查看內板單件止口長度，未發現偏差，問題應該來自門總成。最后通過調整后門夾具，調整后報告如圖10（c）所示，Y向止口偏車內0.4 mm，有利。

圖10 問題解決措施

4 窗導槽和C柱光亮板漏水問題探討

為了徹底分析問題，需要清楚總裝車間裝配時為什么將C柱光亮板Z向裝配過高，甚至將窗導槽頂變形。經過分析發現，主要是為了防止窗導槽與C柱光亮板漏水，所以Z向往上頂足，解決問題需要將C柱光亮板往下降，但是會出現密封性問題——窗導槽漏水。一般來說，汽車的密封性能一直是主機廠制造工藝能力的體現，其中淋雨試驗是檢驗汽車密封性能的重要手段［3］。因此，要完完全全解決窗導槽問題，必須要將漏水問題分析清楚。

通過分析發現，漏水點就是C柱光亮板與窗導槽間不密封。水從光亮板邊緣的小縫隙流入，越過四角窗的防水條進入車艙內部，圖11所示為漏水路徑演示圖，這也說明了要想不漏水，就要保證C柱光亮板與窗導槽之間完全密封，這對于車間的批量生產來說要求太高，光亮板Z向過高引起匹配抱怨，Z向偏低引起漏水抱怨，所以解決問題還是要從理論設計入手。

圖11 C柱光亮板與窗導槽漏水路徑演示

通過對比其他車型光亮板與窗導槽匹配處的設計，如圖12所示，發現缺陷車型光亮板在Y向比窗導槽更偏外側，并且在頂端有一塊可能集水的面積，漏水風險更大。同時對比其他車型的鈑金情況，可以發現缺陷車型窗框加強板切口邊緣較直，水流容易繞過切邊止口流向內部，而車型A的窗框加強板邊緣較高，水流不容易繞過止口進入內部，車型B窗框加強板上面有排水孔，兩種車型的流水路徑都是進入門總成濕區，通過底部的排水孔排到車外，如圖13所示。同時對比車型C和缺陷車型窗導槽的造型設計，如圖14所示，可以看到缺陷車型窗導槽較為光滑，密封性較差，而車型C窗導槽有明顯的擋水設計。

綜上所述，設計上必須增大后門的導水，避免漏水的發生。因此，通過試驗，增加光亮板到窗導槽的密封塊，如圖15所示，實驗結果通過，最終通過設計更改來同時解決匹配和密封性難以兼顧的問題。

圖12 相關車型光亮板與窗導槽設計上的集水點對比

圖13 相關車型設計水流路徑對比

圖14 C柱窗框導槽缺陷車型與車型C設計差異

圖15 缺陷車型增加C柱光亮板密封塊實驗示意

5 結語

汽車尺寸工程是汽車外觀造型的重要組成部分，同時也是車身工藝水平的最終體現［4］。四門匹配是整車外觀匹配質量中比較重要的一部分，同時尺寸鏈比較復雜，這就要求分析匹配問題時一定要全面仔細，善于利用白光掃描分析手段，從設計、零件、裝配、調整各方面去分析，研究尺寸偏差，找到問題的根本原因，特別是這個問題涉及到設計方面，如四角窗的裝配和窗導槽漏水問題，這為以后新車型的開發或者可制造性檢查等提供了借鑒。