打开天窗汽车座椅滑轨综述
刘大勇*
什么是滑轨
滑轨是乘用汽车座椅的重要机械部件,有着4种关键的特性:
1.安全特性:乘用车的前排座椅的安全带的下锚点在座椅通道侧滑轨后端,且有的车型
的安全带的预张紧端在座椅门侧滑轨上,例如观致CF11和CF14车型。滑轨的锁止装置也是安全特性,保证司、乘人员在车辆失效时,安全锁止。当然了,滑轨的材料必须具有安全特性,使滑轨达到足够的强度,在车辆失效时,保护司、乘人员。
2.连接特性:滑轨是整椅连接着车身的部件,底座的设计有2维(依据滑轨前后调节来实
现)、4维(前后、上下)、6维(前后、上下、倾角)等,在滑轨上面的连接方式各不相同。当然还有安全带扣等。
3.支撑特性:因为连接特性,起到支撑司、乘人员。根据GB或DIN标准,人的质量有不
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同等级。例如50kg,75kg,98kg等等。
4.调节特性:滑轨的前后调节是座椅的常用功能。不同公司的滑轨的调节精度不同,是因
为锁止机构的设计不同。滑轨的前后调节范围影响着座椅的H点前后位置,而整车平台的的H点要求有限制着滑轨的调节行程。
还有其他特点,防锈、噪音等
滑轨的分类:
按驱动方式,滑轨可以分为手动滑轨、电动滑轨(含电动带记忆滑轨,表现在驱动电机的带记忆与否);
按解锁分类,可以分为内置解锁手动滑轨,例如佛吉亚的4CB内置滑轨;外置解锁手
动滑轨,例如CRH的手动滑轨。电动滑轨依靠齿轮组无极调节,不涉及到解锁。
按成型工艺分类,有滚压成型的滑轨和冲压成型的滑轨。目前,中、高强度滑轨,大都采用冲压成型。
按滑轨解锁强度分类,可以分成低、中、高级。一般,低强度滑轨解锁强度在15KN 以下;中等强度滑轨的解锁强度15KN~20KN,例如佛吉亚的4CB普通的滑轨解锁强度19KN,
延锋江森的Gemina 滑轨19KN ,Keiper 的T2000滑轨解锁强度20KN ;高强度滑轨的解锁强度> 20KN, 例如佛吉亚的4CB 外置解锁滑轨强度为22KN ,CRH 的外置解锁滑轨强度22KN ,Brose 的高强度滑轨的解锁强度22KN.
按滑轨截面的形状分类,可以分为对称型滑轨,如佛吉亚的4CB 滑轨;非对称型滑轨,如CRH 的基本型滑轨。
按在车上安装位置分类,分为司机座或称主驾驶侧滑轨和乘客座或副驾驶侧滑轨;或者又称车门侧滑轨和通道侧滑轨。应注意的是:日本、英国等的司机(或方向盘)在车的右侧;美国、中国等同平台车的司机(或方向盘)在左侧。
又可分为汽车的前排滑轨、中排滑轨(常见商务车)、后排滑轨(例如SVW 的Tiguan 、原Turan 车型)。
这里着重叙述中高端乘用车的前排滑轨。
不同公司的产品,根据自己的产品族,有自己的滑轨平台。例如佛吉亚的449滑轨,4CB 滑轨,Alpha
滑轨、Ultama 滑轨;CRH 滑轨分普通型、普通加强型、加强型等。Brose 的滑轨技术采用CRH 的滑轨技术。
滑轨的基本结构:
基于滑轨的特点,滑轨核心部件,由2个相对运动的金属型腔、锁止机构(手动滑轨)或调节结构(电动滑轨)和减小滑动阻力的滚珠/柱组构成。
当与车身连接方式不同时,连接脚设计多种多样,衍生出不同的滑轨总成。
电动核心滑轨 手动核心滑轨
On USA Car
On Japanese Car
滑轨的基本制造工艺:
滑轨既然是汽车座椅的重要金属部件,或说是可调节部件,必然带着汽车制造工艺的特点:冲压、焊接或预装、泳漆、装配。
点火线圈的作用制造工艺是将产品设计转化为现实,是要满足产品设计要求并最终满足客户/用户需求。
这里想表达一下自己的观点:
滑轨,同座椅的调角器、手动高调或电动齿轮盒,都是座椅的重要机械部件,他们伴随着汽车工业而诞生、成长,所有know-how都掌握在老牌的工业化国家的悠久的公司手中,他们的长时间经验沉淀、研发投入和知识产权保护,对于中国年轻的汽车工业的零部件供应商还是“黑匣子”。
但是,也看到国内某些公司,利用国外公司独资、合资公司并国内人员流动的优势,也能自主生产低、中、高端滑轨等。他们加大产品研发的投入,建立研发中心、实验中心,积极的与外方合作,利用国外的平台优势,与国际接轨。好的趋势。
回来谈滑轨的制造工艺。
冲压是滑轨制造的起点,就是将落好的料片通过若干步骤,包含着折弯、冲孔等子过程,得到相应的轨型。国内的独资或合资公司效仿外方公司,大多采用自动的连续冲压方式。特点是投资高、产能大。
不同的类型的滑轨,冲压的步骤不同。有3(步)连(续)冲(压)、8连冲;9连冲、7连冲。
滑轨冲压采用的材料,考虑滑轨强度兼顾重量(为整车节能),大都采用高强度钢材,一般抗拉强度在500Mpa以上,有的甚至达到900Mpa。钢板厚度在1.50~2.00mm间,而且钢材强度要均匀,表现在钢卷的头、中、尾以及纵向、横向、45度方向强度要稳定,目的保证滑轨成型和后续的焊接、装配质量稳定。国内也能生产此高强度钢板,稳定性稍差。
接下来是冲压后单轨的预装或焊接
铆接也是滑轨的常用工艺。有的单轨需要将定位销-易于在车身定位进行铆接,有的需要冲铆螺钉,为了连接座垫。也有将与座垫的连接件或安全带支架铆接在单轨上的。以及滑轨的解锁支架也进行铆接。
铆接分为旋铆、冲铆。旋铆成型好,方便调节,但效率不高。冲铆效率高,施加能量的功率大,对铆钉的质量要求高,尺寸、材质。兼顾效率与成本,大都采用冲铆。
焊接方式多种多样,有凸焊(带凸点的电阻焊)、MAG焊、MIG焊、激光焊。有些滑轨厂家采用MAG焊。投资少,易操作。但MAG引进了焊丝等三方材料,成本高,焊缝的热影响区会导致高强度钢的强度下降,由于马氏体、奥氏体的变化。耐久性能降低。
外资或合资公司采用激光焊,大都采用YAG激光发生器,单个光路4KW。效率高,成本低,不需要焊丝和保护气。但对零件尺寸要求高,直线度或平面度要求0.15mm。用于解锁支架、与车身的支架、与座垫连接件的焊接较多。激光焊系统稍复杂。国内有很专业的公司。
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凸焊或点焊用于滑轨与车身的垫块、加强片等的焊接,大都是非关键特性。
滑轨在座椅的底部连接着车身,其前部和后部局部可视,因此需要防锈,又在车内,电泳漆即可满足
要求。
滑轨的泳漆采用阴极电泳漆工艺。由于泳漆工艺属于汽车行业中的化工过程,有的主机厂关注环保、和车内的气味,都采用水性漆,漆成黑。一般用杜邦和PPG的浆。各个OEM 都有各自的相应标准,大同小异。
为了满足泳漆要求,需要除掉漆前件表面的异物、锈、油渍,并要在工件表面形成易于成漆膜的基底,将漆前件通直流电的作阴极,混有树脂和其他试剂的浆溶液做阳极,在工件表面均匀地生成一定厚度湿漆膜,再经过热风烘干、冷却,就得到了漆后件。
尽管不同OEM对泳漆的要求各不相同,一般都要满足膜厚、附着力、盐雾实验等要求。
大多数的滑轨,在单轨焊接/铆接后,进行泳漆后再装配。例如佛吉亚的所有平台的滑轨,中航精机的滑轨,CRH的大部分滑轨。
装配过程,是将漆后件,和滚珠或滚柱、分离滚珠/滚柱的塑料件、锁止机构(仅应用于手动滑轨)等装配成滑轨核心件,并保证滑轨的滑动力、前后行程符合客户要求。实际上,滑动力的要求来自整椅并转化到单根核心滑轨的。
滑动力是滑轨的关键特性之一,需要100%检测,而且要有平顺性,避免滑动力出现尖峰。当然,油
脂是必不可少的。因为整车的高低温要求,滑轨的油脂也要满足相应的要求。
这就要求,从事滑轨设计/生产者,要了解骨架客户、整椅客户直到主机厂的技术要求,才能真正设计、生产出符合客户们满意的产品。进一步讲,调角器、调高器等任何机械部件、骨架等,都是如此。但并不是让所有从业者包括国外的公司都能了解。毕竟,国内汽车零部件供应商更是“年轻”,往往都是依靠图纸生产、控制。
控制滑轨行程的档点,具有相应的强度要求,属于安全特性。在装配过程中,受档点的尺寸影响,一般由装配过程的模具保证。
装配过程,还包括核心滑轨生产后,安装不同的部件,达到完整的滑轨总成。特别是电动滑轨。需要在核心滑轨中安装电动调节丝杆、与车身连接的支架、安全带支架等等。有的手动滑轨的车身支架也存在再装配。因为与支架的设计是根据客户要求,千变万化,尺寸、形式各种各样。就设计出再装配过程,通过小模具、快换型,避免核心滑轨工艺设计复杂的设备、夹具,以提高核心滑轨的效率。
滑轨工艺过程控制
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滑轨既然是汽车座椅上重要的机械部件,有着几个特性。也有着自身特有的控制方法。
常规的尺寸控制,用卡尺、千分尺、2D 坐标仪、3D 坐标仪(常用检测车身安装的空间尺寸)、塞规
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常规的材料检验和性能检验,一般在研发阶段、DV/PV 、年度验证时应用,日常少用,实验设备大都在实验中心或者第3方专业实验室。
介绍特有的质量控制方法
在冲压过程,单轨的截面尺寸,特别是产生装配关系的球道间的相对尺寸,是重要指标。
CRH 应用截面投影对比标准模板的办法,观察截面形状并参照可测量的尺寸,然后再将手动试装配成核心滑轨,检测滑动力,而达到控制单轨冲压效果,特点是:需要切割每个单轨2个端部,费时、费材料,效率低,检测频率高就更费时了。影响生产效率。一旦,单轨冲压纵向扭了角度,依靠两个截面投影、和尺寸,不能被发现,会流到下游工序影响焊接和装配,产生批量问题。
佛吉亚的冲压,采用自动设备,自动出关键的截面尺寸,一般测5个截面尺寸,都与标准尺寸对比并记录,能清晰发现问题,包括是否“扭”了。不需要切割截面,效率高,投资高。为后续的装配奠定了稳定的基础。
单轨截面投影对比法