缓冲块易脱落问题创新解决方案

徐辰强，宗 辉 Xu Chenqiang，Zong Hui



缓冲块易脱落问题创新解决方案

徐辰强，宗 辉 Xu Chenqiang，Zong Hui

（长城汽车股份有限公司技术中心 河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000）

缓冲块在汽车车身、底盘上应用广泛，或用于零部件间的运动缓冲，防止零部件的刚性碰触；或用于零部件间的限位，保证零部件间的恰当间隙。某款车型改款过程中，因发动机罩造型变更，发动机罩前沿的缓冲块选型变化，缓冲块高度增加。在试制装配过程中，较高的缓冲块出现装配不牢固、易碰掉的问题，需返工重新装配，在批量生产情况下势必影响生产节拍。通过创新方法的应用，不仅解决了易碰掉问题，还提升了缓冲块安装效率以及操作便利性。

缓冲块；脱落；创新解决

缓冲块在车辆外观间隙保证方面发挥重要作用。通过创新方法的应用解决了细长型缓冲块安装后易碰掉问题。

1 问题描述

某车型在年款升级换代过程中，因前、后部造型发生变化，发动机罩总成方向抬高，为保证散热器框架总成、大灯安装梁等机舱结构的平台共用，仅对发动机罩内板成型深度进行加深；然而，在发动机罩内板深度达到成型深度极限的情况下，仍无法借用原缓冲块型号；为此，选用了高度更高的缓冲块。

在试制过程中，发现缓冲块因高度较高，如图1所示，在缓冲块顶部稍微碰触就出现掉落的现象，就需返工重新安装；此情况在试制阶段不会影响生产节拍，但到批量生产阶段势必影响生产节拍；因此，需快速制定方案，在批量生产之前彻底解决问题。

2 一般解决方法

2.1 支架调整

2.1.1 方案1：支架位置调整

将缓冲块安装支架位置向向上随发动机罩内板调整，如图2所示。选用高度较低的缓冲块2，但由于支架尺寸较小，向上调整后支架无法布置双排焊点，不满足要求。

2.1.2 方案2：支架结构变更

打破和基础车型的平台借用关系，重新开发新的缓冲块安装支架2，并选用高度较低的缓冲块2，如图3所示。如此，零部件尺寸需增大，支架需重新开发，模具也需重新定制，但能够解决问题。

2.2 缓冲块结构变化

2.2.1 方案3：增大缓冲块下部过盈量

缓冲块安装方式如图4所示，使用向下的旋转力，将缓冲块下部旋入支架安装孔中。增大缓冲块下部过盈量后，出现安装困难的问题，且装配劳动强度大，节拍不满足要求，方案不可行。

2.2.2 方案4：改变缓冲块的固定形式

重新开发缓冲块，在缓冲块中铸入螺柱，安装支架上焊接螺母，二者采用螺纹副连接，如图5所示，方案可行。

3 创新解决方法

3.1 功能模型建立

此模型包含缓冲块和安装支架两部分，如图6所示。其中，为缓冲块安装力，是向下的旋转力；为安装缓冲块的孔径；1为缓冲块安装部位通过的尺寸；2为缓冲块安装后与配合部位尺寸；1为碰触力。要满足的功能是缓冲块安装后在1作用下不容易被碰掉。

3.2 模型分析

对构成系统的缓冲块、安装支架进行分析，缓冲块下部通过与安装支架安装孔的过盈配合（1＞）实现不易被碰掉的功能，其实现途径有

1）加大下部1尺寸；

2）增加缓冲块下部1硬度。

如此又带来安装过程中的新问题，即此过程存在物理冲突：既要缓冲块下部尺寸1大，又要1尺寸小；既要缓冲块下部硬度大，又要硬度小。

利用空间分离原理[1]，将冲突的双方在不同的空间分离，以降低解决问题的难度。缓冲块下部过盈部分不从孔中通过，便可解决此问题，得到解决方案如图7所示。其中，为安装缓冲块的孔径；1为缓冲块安装后阻止缓冲块脱落的尺寸；2为缓冲块安装后与配合部位尺寸；为V型开口角度；为V型开口根部尺寸。

缓冲块安装支架上开V型开口，且缓冲块安装孔缺口尺寸小于缓冲块安装孔尺寸（2）。安装时2部位通过V口旋转装入支架安装孔中即可。

3.3 方案确定

3.3.1 创新解决方案

运用创新方法将圆孔安装改为支架开V型口安装，从而缓冲块下部可以实现1尺寸增加或者此部位硬度增大，而不影响安装，可解决缓冲块容易被碰掉的问题。

3.3.2 风险评估

缓冲块安装支架开V型开口，对更改后的支架进行CAE刚度分析，其刚度满足使用要求，如图8所示。

3.3.3 方案确定

在原设计方案上进行微小变动，实现同基础车型的平台化设计；同时，安装效率较原来提高 2 s/个。最终设计方案如图9所示。

4 创新方案效益及知识产权概况

4.1 方案应用

经验证，此方案能有效解决缓冲块易碰掉的问题，在某车型上得到应用，如图10所示。

4.2 经济效益

1）创新方案成本低，无后期费用，各方案对比分析见表1。

表1 各种方案对比分析

方案优劣分析可行性 方案1无法布置双排焊点，不满足要求不可行 方案2模具重开，费用4万元；支架加大，后期成本增加0.5元/个可行，不经济 方案3安装困难，节拍不满足不可行 方案4缓冲块模具费用约2万元，后期成本增加螺柱、螺母0.075元/套，质量增加0.015 kg/套可行，不经济 创新方案模具局部调整，费用1.5万元，装配效率高可行，无后期费用

2）装配更容易，较原方案装配效率更高，装配节拍节省4 s/车。

4.3 形成的知识产权

对此解决方案进行了专利申请，得到知识产权保护。

5 结束语

针对设计开发过程中遇到的问题，往往受制于惯性思维，采用一般解决方法制定方案，择优而定，但往往不是最优方案。

通过创新方法的学习与运用，打破专业固有思维藩篱，通过问题的功能模型建立和分析，发现矛盾的冲突点，再创新解决，得到更优的问题解决方案。

[1]檀润华. 发明问题解决理论[M]. 北京：科学出版社，2004.

2017-05-15

1002-4581（2017）04-0044-03

U468.2+1

A

10.14175/j.issn.1002-4581.2017.04.012