董志清 史榮華

摘 要：為提升駕駛員氣囊產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，文章運(yùn)用大量質(zhì)量管理工具，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到制造過程，圍繞核心影響因素解決撕裂線外觀缺陷問題，重點(diǎn)闡述了門蓋、氣袋的設(shè)計(jì)理念及制造經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了多種解決思路及方案，為推動(dòng)主氣囊產(chǎn)品輕量化奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：安全氣囊;門蓋;撕裂線;氣袋空間;產(chǎn)品外觀質(zhì)量

中圖分類號：U463? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）13-57-04

A Study on the Improvement of Driver Airbag Tear Line Appearance

Dong Zhiqing， Shi Ronghua*

（ SAIC Volkswagen Co.， Ltd.， Shanghai 201805 ）

Abstract： In order to improve the appearance quality of the driver's airbag products， this paper uses a large number of quality management tools， from product design to manufacturing process， to solve the defects of the tear line appearance around the core influencing factors， focusing on the design concept and manufacturing experience of the cover and air bag. It summarizes a variety of solutions， and lays a technical foundation for promoting the lightweight of main airbag products.

Keywords： Airbag; Door cover; Tear line; Airbag space; Product appearance quality

CLC NO.： U463? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）13-57-04

引言

隨著中國汽車制造行業(yè)的不斷發(fā)展和壯大，終端客戶對產(chǎn)品性能及外觀的要求越來越高，為了在激烈的市場中獲得競爭優(yōu)勢，主機(jī)廠和零部件供應(yīng)商都需要不斷地升級換代才能在嚴(yán)酷的市場競爭中獲得優(yōu)勢。

MQB平臺是大眾集團(tuán)最新的橫置發(fā)動(dòng)機(jī)模塊化平臺。該模塊化平臺已經(jīng)逐漸取代老平臺，在大眾、奧迪、斯柯達(dá)和西雅特這4個(gè)品牌中得到廣泛的應(yīng)用，并生產(chǎn)從A00、A0、A到B四個(gè)級別的車型。在MQB平臺上，大眾對方向盤和駕駛員側(cè)安全氣囊（縮寫DAB）產(chǎn)品提出眾多新的高標(biāo)準(zhǔn)要求，如DAB與方向盤的左右匹配間隙不均勻度≤0.4mm、DAB門蓋和方向盤都需采用激光皮紋工藝、小尺寸、低成本、低噪音、輕量化、結(jié)構(gòu)簡潔等。

本課題是基于NMS NF DAB，運(yùn)用FMEA等工具，將DAB外觀要求從總成分解到各個(gè)零部件，再通過PFMEA對下級零件和DAB總成各個(gè)生產(chǎn)制造和裝配工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，旨在打造出一款滿足大眾高標(biāo)準(zhǔn)、外觀精致的DAB產(chǎn)品。

1 主氣囊撕裂線外觀現(xiàn)狀及缺陷原因分析

1.1 現(xiàn)狀調(diào)查

外觀質(zhì)量作為一種主觀判斷的屬性，需要建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)去評價(jià)，因此需要?jiǎng)?chuàng)建零件外觀標(biāo)準(zhǔn)，見圖1。

對first tryout件進(jìn)行評判，撕裂線外觀得分僅有6-7分。

1.2 缺陷原因分析

對整個(gè)生產(chǎn)過程（包括下級供應(yīng)鏈）進(jìn)行流程圖分析：

通過思維導(dǎo)圖及FMEA工具，對影響DAB外觀的所有因素進(jìn)行細(xì)致而深入地分析，得出以下10個(gè)相關(guān)因子，根據(jù)DAB產(chǎn)品的特點(diǎn)，外觀不滿足要求的潛在失效原因的潛在影響因素如下：

2 對策制定及方案實(shí)施

結(jié)合要因有針對性的制定優(yōu)化方案，如表1。

2.1 調(diào)整殼體壓裝深度

調(diào)整壓裝殼體與門蓋工裝，在壓裝工裝上部增加限位，將下壓行程調(diào)整到最小值80mm（能夠滿足裝配到位的最低行程），減小下壓過程導(dǎo)致的變形，門蓋裝配過程中的過壓造成了撕裂線痕跡，在總成下線前增加反壓工序，最大程度的恢復(fù)門蓋最初的外觀狀態(tài)，外觀得分由6分升級到4分。

2.2 司標(biāo)區(qū)域增加避讓

在司標(biāo)對應(yīng)區(qū)域的防塵罩上開孔，使氣袋蓬松以消除應(yīng)力，避免裝配過程中出現(xiàn)司標(biāo)鼓起形成撕裂線印記的現(xiàn)象。

通過CT掃描結(jié)果，司標(biāo)區(qū)域的變形程度已經(jīng)明顯減緩（綠色區(qū)域均為變形量?。?，改善有效。

2.3 優(yōu)化氣袋空間、氣袋折疊體積

隨著大眾產(chǎn)品平臺的不斷升級優(yōu)化，DAB的A面造型也在不斷進(jìn)步。與之前的造型相比，新造型的DAB外觀尺寸變小，更精致美觀，但也帶來了新的挑戰(zhàn)：A面變小，氣袋空間變小，但氣袋本身需要一定體積，現(xiàn)有的氣袋折疊體積太大，在裝配后存在氣袋頂門蓋的情況，造成門蓋變形，尤其是撕裂線部位印記很明顯，因此不能滿足外觀質(zhì)量要求，需優(yōu)化氣袋折疊方式和包型。

為了確定氣袋折疊體積的目標(biāo)范圍，我們對氣袋與折疊空間匹配進(jìn)行了研究，主要包含三部分內(nèi)容：1）計(jì)算氣袋布料體積;2）氣袋折疊空間;3）氣袋與折疊空間的匹配，以下對各個(gè)內(nèi)容進(jìn)行展開說明：

2.3.1 計(jì)算氣袋布料體積

通過AutoCAD軟件測量氣袋所用布料的面積，并根據(jù)表2中布料的厚度求得氣袋布料體積，得出公式：

氣袋布料體積=所用布料面積X布料厚度。

2.3.2 氣袋折疊空間

在DAB的3D數(shù)模完成后，可以在Catia軟件中測量理論的氣袋折疊空間，實(shí)際的氣袋折疊空間（見示意圖）的計(jì)算公式：

氣袋折疊空間=門蓋與殼體之間的空間-發(fā)生器上半部分體積-保持環(huán)體積

2.3.3 氣袋與折疊空間的匹配

為了獲得氣袋與折疊空間的匹配，一是需要計(jì)算氣袋折疊空間與氣袋布料體積的比值;二是需要根據(jù)所用布料的不同，匯總以往產(chǎn)品氣袋折疊空間與氣袋布料體積的比值;從而得出氣袋與折疊空間匹配的目標(biāo)范圍。

實(shí)際產(chǎn)品存在氣袋頂門蓋的情況，根據(jù)理論計(jì)算，滿足氣袋與折疊空間匹配的目標(biāo)范圍。因此，可以通過優(yōu)化氣袋折疊包型，避免氣袋頂門蓋，使DAB外觀質(zhì)量滿足要求。

2.3.4 優(yōu)化防塵罩形狀以及裝配過程

氣袋材料采用 PET布料，彈性較大，在氣袋整形過程中，氣袋折疊形狀被臨時(shí)固定住，但放置一段時(shí)間后，由于防塵罩不能很好地保持住氣袋折疊包型，氣袋折疊形狀會(huì)鼓起來，因而門蓋被頂起，影響外觀效果。需要優(yōu)化防塵罩形狀以及裝配過程。

在嘗試了多種方案后，最終決定將防塵罩由之前的掛在保持環(huán)螺柱上改為掛到殼體的掛鉤上。防塵罩形狀優(yōu)化前后對比，見圖6。

2.4 調(diào)整氣囊裝配順序

（1）倒置氣袋折疊方式：壓裝設(shè)備將氣袋壓在一個(gè)型腔內(nèi)，并用機(jī)構(gòu)鎖住，即氣袋在受壓情況下進(jìn)行防塵罩包覆，在縮小防塵罩的前提下，可縮小氣袋折疊包型;

（2）先打螺母再整形：因折疊時(shí)發(fā)生器裝配孔空間已經(jīng)預(yù)留，故發(fā)生器上方僅有少量布料，裝完發(fā)生器不會(huì)是氣袋中間鼓起打完螺母后進(jìn)行整形，將發(fā)生器周圍多預(yù)留出來的空間壓實(shí);并在門蓋司標(biāo)區(qū)域進(jìn)行仿形預(yù)壓，使此處空間預(yù)留出來;

（3）自動(dòng)壓裝：將已整形好的組件固定在工裝上，此時(shí)不需要像手工壓裝那般進(jìn)行手工整理氣袋，故此時(shí)不會(huì)破壞整形后的包型，司標(biāo)區(qū)域預(yù)留空間后，頂司標(biāo)的問題將明顯改善。另外，在整形過程中，氣袋12點(diǎn)方向往6點(diǎn)推，使裝配后12點(diǎn)鐘門蓋鉸鏈的地方氣袋頂門蓋的力變小，改善表面鉸鏈處被頂平的現(xiàn)象。

調(diào)整防塵罩設(shè)計(jì)，減小氣袋折疊體積，更改防塵罩設(shè)計(jì)，防塵罩與殼體直接連接，使得氣袋折疊體積減小30%，改善有效，外觀得分由5分提升到4分。

2.5 門蓋設(shè)計(jì)優(yōu)化及注塑參數(shù)優(yōu)化

門蓋是DAB模塊中最關(guān)鍵的零部件之一，它既是外觀件，又是功能件。

門蓋初版3D和圖紙完成后，會(huì)評估制造性、工藝性和關(guān)鍵特殊特性是否可以滿足，進(jìn)而鎖定3D和2D圖紙并正式發(fā)布。數(shù)據(jù)鎖定后將開展模流分析和模具設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中，需重點(diǎn)考慮如何避免由于門蓋模具設(shè)計(jì)不當(dāng)造成的外觀缺陷。

為了達(dá)到高質(zhì)量的外觀要求，門蓋模具在完成后，需要在同一臺注塑機(jī)上經(jīng)過多次試模，反復(fù)調(diào)整注塑工藝參數(shù)，直到外觀滿足要求，同時(shí)滿足點(diǎn)爆性能，才能鎖定工藝參數(shù)。在實(shí)際項(xiàng)目開展過程中，門蓋遇到撕裂線頂高的難題，具體分析和解決過程如下：

門蓋在下圖紅圈中位置，出現(xiàn)撕裂線頂高問題，見圖9。

門蓋在設(shè)計(jì)之初采用的單點(diǎn)進(jìn)膠方式（見下圖），該進(jìn)膠方式的優(yōu)點(diǎn)是：1）產(chǎn)品的結(jié)合線少;2）表面氣紋與料花較少。該進(jìn)膠方式的缺點(diǎn)也比較明顯：1）需要的進(jìn)膠壓力較大;2）產(chǎn)品不容易打飽;3）撕裂線平順度不好控制。

除單點(diǎn)進(jìn)膠方式外，還經(jīng)常采用多點(diǎn)進(jìn)膠方式，該種進(jìn)膠方式的優(yōu)點(diǎn)是：1）進(jìn)膠壓力平穩(wěn)，且壓力小;2）產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定;3）走膠后撕裂線平順。缺點(diǎn)是表面結(jié)合線較多。從兩種進(jìn)膠方式對比，將一點(diǎn)進(jìn)膠方式改為三點(diǎn)進(jìn)膠可以解決撕裂線頂高的難題。因此，門蓋供應(yīng)商改變了進(jìn)膠方式，將原來的澆口作為主澆口，增加兩個(gè)副澆口，重新進(jìn)行了模流分析，并調(diào)整了模具進(jìn)行了試制，在試制過程中，反復(fù)調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，并且通過分別控制主澆口和副澆口的進(jìn)膠時(shí)刻，最終獲得了優(yōu)化后的產(chǎn)品，解決了撕裂線頂高難題，門蓋外觀質(zhì)達(dá)到大眾標(biāo)準(zhǔn)要求。

為了獲得高質(zhì)量的外觀效果和手感，通常在門蓋表面采用噴軟觸漆的方式。噴漆主要是遮蓋門蓋亮印等由注塑本身帶來的外觀不良。噴漆是門蓋必須采用的一道工序，通過DFMEA分析，噴漆不僅影響外觀、手感，而且影響模塊低溫點(diǎn)爆性能，因此，需要重點(diǎn)管控。

從經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和PFMEA中可以得出，噴漆主要控制油漆種類、牌號、油漆與門蓋材料匹配性、門蓋表面潔凈、門蓋表面噴漆的前處理（影響油漆的附著力）、油漆厚度、烘烤時(shí)間和溫度。在實(shí)際操作過程中，選擇成熟的油漆供應(yīng)商和油漆種類、牌號，完成配比和鎖定顏色;接下來重點(diǎn)管控門蓋噴漆前處理，常見的前處理方式有三種：火焰處理、等離子處理、氟化處理，各有優(yōu)缺點(diǎn)，但目的都是為了提高門蓋表面活性，提升油漆的附著力。

該項(xiàng)目的門蓋采用氟化處理。門蓋漆膜厚度通常采用膜片法和顯微鏡測量法兩種，在生產(chǎn)過程中，采用膜片法進(jìn)行控制，需要精確測量時(shí)，采用在門蓋表面切片，用顯微鏡進(jìn)行測量。在批量生產(chǎn)前，需要確認(rèn)首件的附著力，采用TL 226標(biāo)準(zhǔn)要求的十字劃格進(jìn)行快速檢測，當(dāng)檢測OK后，鎖定工藝參數(shù)，進(jìn)行批量生產(chǎn)，獲得滿足客戶標(biāo)準(zhǔn)要求的門蓋。（見圖12）

3 總結(jié)

這一系列措施成功地將帶Damper配置的外觀狀態(tài)恢復(fù)到和基礎(chǔ)配置一致，甚至更好?；谠撜n題的平臺為滿足高端客戶標(biāo)準(zhǔn)提供了方案可行性支持，充分體現(xiàn)出平臺的戰(zhàn)略意義。該課題平臺的成功開發(fā)，大大提升了被動(dòng)安全產(chǎn)品領(lǐng)域的競爭力。同時(shí)本平臺優(yōu)異的性能和適用性，獲得了最終用戶的認(rèn)可和肯定。

本課題在研究中積累了豐富的設(shè)計(jì)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，形成了多項(xiàng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和最佳實(shí)踐，建立了設(shè)計(jì)開發(fā)和產(chǎn)品質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)化和系統(tǒng)化體系，同時(shí)鍛煉和培養(yǎng)出了優(yōu)秀的產(chǎn)品開發(fā)、制造、質(zhì)量、項(xiàng)目管理隊(duì)伍，為長足發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

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