朱红平 周勇强 刘洁敏

摘 要：尾灯周边外观配合的影响要素非常多，包括设计结构、单品精度、总成精度、车身精度、装配精度等，这些各汽车制造公司都已作为品质要点进行了管理，即便如此，仍无法完全保证尾灯周边外观配合，文章在上述常规要点管控基础上，基于设计配合结构、定位基准、制造工艺等多方面，分析了3项影响外观配合的关键要素。实践表明，解决这3项关键要素，能有效提高尾灯周边外观配合问题点的解决效率及品质稳定性。

关键词：外观配合;尾灯;定位;公差

中图分类号：U463.65  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）14-65-04

Abstract： There are many factors to inflect the appearance surrounding the tail lights， including the designing of a single product structure， parts accuracy， component parts accuracy， body accuracy and assembly accuracy. These factors have been used as the key points of quality management in the car manufacturing companies. Even so， it still can not fully guarantee the appearance surrounding the taillights. Except for these conventional control points， in this article， we have research the 3 key elements about the designing structure， locating datum and manufacturing process， which affect the appearance of the tail lights. Research shows that the solution of these 3 key elements， can effectively improve the problem-solving efficiency and quality stability about the appearance surrounding tail lights.

Keywords： Appearance; Taillight; Clearance; Locating datum; Tolerance

CLC NO.： U463.65  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）14-65-04

1 前言

轿车车身的外观配合质量，直接影响客户对整车的视觉感受，高质量的车身配合也是制造商高水平工艺控制能力的体现，因此提高车身外观配合问题点解决效率，是制造商的核心利益诉求[1]。

车身配合所涉及的零部件主要有车身开闭件、前大灯、尾灯、前后保险杠等，其中尾灯周边外观配合是新车型开发中的难点之一[2]。轿车尾灯区是体现轿车整体造型风格的重要组成部分，它与周边零件的配合间隙和面差体现了整车的设计水平和制造水平。

2 尾灯周边外观配合要素分析与研究

2.1 尾灯周边配合模型介绍

尾灯周边外观配合要求，如图1&图2所示，包括尾灯与侧围外板的配合Ⅰ、尾灯与后保险杠的配合Ⅱ、尾灯与行李箱盖的配合Ⅲ。尾灯周边外观配合就是要求上述Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域的配合间隙、面差满足设计要求。尾灯周边外观配合不仅是为了保证汽车后部外观视觉感受，更是为了保证其相关的机能性能。例如，尾灯与侧围外板逆面差可能导致风切音;尾灯与侧围外板干涉可能导致掉漆后生锈等，所以外观配合保证至关重要。

2.2 关键要素分析与研究

影响尾灯周边配合的要素非常多，包括设计结构、单品精度、总成精度、车身精度、装配精度等，这些都是最基本的影响要素，已作为各汽车制造公司的重点管控项目，但仍无法快速解决尾灯周边外观配合的问题点。本文基于过往对尾灯周边配合的研究与实践，在上述常规管理项目确保的基础上，发现了3个容易忽略的关键要素，此3个要素的管理直接决定了尾灯周边外观配合的状态。

2.2.1 关键要素一，定位结构设计的合理性分析

设计上，应考虑定位结构的合理性，确保装配位置稳定。一个自由的刚性体其空间位置的不确定性可以按照直角坐标系分解为6个自由度，即沿着X、Y、Z坐标轴的移动和绕着X、Y、Z坐标轴的转动，只要约束了这6个自由度，该刚性体的空间位置就确定了[3]，对于车身零件，原理相同。如图3所示，该尾灯安装结构，按照3-2-1的定位原则，限定了6个自由度，并且考虑到尾灯后部重量较大，在后部还增加了一个Z方向的辅助定位，防止定位偏前导致尾灯下沉的不良。

部分车型因为空间布局的原因，无法设计最合理的定位结构（参考图3基础上，取消后部Y方向定位和Z方向辅助定位，即为常见的定位不合理结构），则会影响尾灯周边外观配合。

本课题基于图3结构的车型，通过取消尾灯后部Y方向定位销和Z方向辅助定位销，模拟定位设计不合理的结构。通过实车试验，在各单品、总成、白车身等精度OK的情况下，对比分析了定位结构合理与不合理状况下，对外观配合的定量影响。

选用了不同定位结构的车型做对比，7#、8#、9#为图3定位结构的车辆;7#、8#、9#为圖3基础上，取消后部Y方向定位和Z方向辅助定位结构的车辆。间隙设计基准1.0±0.5mm，面差设计基准0.7±0.5mm。实测相应车辆间隙配合数据如下图4、图5;面差数据如下图6、图7所示。

以上结果表明，定位结构合理时，外观配合间隙/面差都在设计基准内，且偏离设计中心值Max0.4mm;定位结构不合理时，外观配合部分间隙/面差超差，Max0.6mm，且每次配合的波动较大。

根据以上试验结果，定位机构不合理时，会导致外观配合间隙/面差NG。如果因为布局空间的原因，无法完全在6个自由度全部设定定位，则需要考虑装配制造工艺中，追加辅助定位治具，确保外观配合。

2.2.2 关键要素二，尾灯支架与侧围外板的配合公差设定的合理性

白车身精度对尾灯周边配合有至关重要的影响，而尾灯支架与侧围外板配合面的公差又是决定尾灯安装部位白车身精度的重要因素。

如图8&图9&图10，尾灯支架与侧围外板配合间隙为0mm。某车型初始设计基准，尾灯支架与侧围外板单品的配合面公差都设定为±0.5mm。此设定将会在侧围外板与尾灯支架同时偏向负公差时产生干涉，干涉后将会导致尾灯支架旋转，影响安装尾灯的定位孔精度，最终导致尾灯周边外观配合NG。

对尾灯支架的公差进行设计变更为（0，+1）后，预计尾灯周边外观配合将得到有效改善。

为了验证，进行了如下试验，分别对尾灯支架公差变更前后的车辆进行外观配合试验。1#、2#、3#为公差变更前（公差±0.5）的车辆;4#、5#、6#为公差变更后（公差0，+1）的车辆。其中间隙设计基准1.0±0.5mm，面差设计基准0.7±0.5mm。实测相应车辆间隙配合数据如下图11、图12;面差数据如下图13、图14所示。

从以上数据可知，公差变更前，配合间隙/面差超差，Max1.1mm;而公差变更后间隙/面差均在设计值范围内。此结果表明，配合间隙为0mm的两个刚性零件，为了确保最终配合状态，需要设定相容性公差，在其中一个零件公差偏向不利时，另一个配合零件公差可以进行相容性吸收，从而确保总成精度。

2.2.3 关键要素三，装配工艺（尾灯螺栓紧固顺序）设定合理性

尾灯固定螺栓的紧固顺序，会影响尾灯周边的外观配合。不同定位结构，需要设定与之适应的装配工艺。我们通过对图3所示结构的车型，采用相同零件，按照不同的紧固顺序进行紧固进行了试验，确认尾灯固定螺栓的紧固顺序对配合的影响。

参考图15所示，采用不同的螺栓紧固顺序方案，各进行10次装配，得到了尾灯与侧围外板配合的间隙、面差的波动值，即最大间隙、面差与最小间隙、面差的差值。方案1螺栓紧固顺序为a→b→c→d;方案2螺栓紧固顺序为a→b→d→c;方案3螺栓紧固顺序为b→a→c→d。

各方案下实测波动值如图16、图17、图18、图19所示：

从实测数据分析可知，不同的装配顺序，对外观配合的影响大小不同。方案1的安装顺序，对尾灯周边配合的波动影响最小，Max0.4mm，是最优化的装配工艺。

通过实践，对于上述影响尾灯周边配合的关键要素进行控制以后，最终能有效确保制造达到设计的配合要求。

3 结论

本课题研究了影响尾灯周边配合的关键要素，并从设计与制造两方面对关键要素进行了分析与研究，提出了关键要素设计基准及工艺优化的原理及方法。通过实践，在常规设计要素及制造要素保证的基础上，再对上述关键要素的进一步保证与完善，能快速有效保证尾灯周边的外观配合，较过往车型在问题解决效率及解决后的稳定性方面，都有大幅提升。

参考文献

[1] 周江奇.车身装配尺寸链生成方法[J].机械工程学报，2005，41（7）： 164-168.

[2] 胡俊舟等.浅析汽车车身外观匹配[J].模具制造，2013，（10）：80-84.

[3] 張树森.机械制造工程学[M].沈阳：东北大学出版社，2001.