定位系统在汽车内外饰设计中的应用方法研究

发表时间:2019/8/29   来源:《知识-力量》2019年10月40期   作者:杜庆标
[导读] 汽车内外饰的设计质量直接关系到车辆的美观性与舒适性,而汽车内外饰设计中,定位系统是众多设计方法中最为重要的方法之一。本文为进一步提高内外饰的外观品质与配合精度,现结合定位系统进行阐述,为各设计者提供一定的参考价值。
(安徽安凯汽车股份有限公司)
摘要:汽车内外饰的设计质量直接关系到车辆的美观性与舒适性,而汽车内外饰设计中,定位系统是众多设计方法中最为重要的方法之一。本文为进一步提高内外饰的外观品质与配合精度,现结合定位系统进行阐述,为各设计者提供一定的参考价值。
关键词:定位系统;汽车内外饰;应用方法

 
            前言
            近年来,汽车市场在物质生活不断提高的前提下,发生了消费观念转变,开始朝着高品质汽车发展方向追求。而高品质的汽车必然有豪华的内外饰。内外饰是给消费者购买汽车的重要组成要素,很大程度上决定了汽车产品的销量。然在汽车内外饰设计中定位系统是汽车设计的重点,也是难点。为了消除汽车内外饰上的差距,提高内外饰质量,需要我们在汽车内外饰设计着重关注内外饰的定位设计,进而保证内外饰的定位,确保内外饰品质质量。
            1 定位系统理论
            在汽车内外饰设计中常用的定位系统有两种,分别是欧洲的RPS和美国的CDLS,虽然名称不同,但是控制的核心是一致的,都是限制零件的全部自由度,实现精确定位,本文主要介绍欧洲德国设计的RPS系统。定位系统在汽车内外饰设计中能使装配关系更加精准,定位和安装各有分工,安装的目标使零件连接更为可靠,定位则包括零件装配有可重复性、装配精确、便于后期产品调试等
            1.1 定位系统的作用
            所有的汽车制造厂在巨大的压力下都在不断的提高产品质量、改善工艺,同时降低制造成本。但是,令人苦恼的是零部件总是存在缺陷。造成缺陷主要原因有三点,第义一、零部件不能被精确定位;第二、零部件的精度不能令人满意;第三、按照制造工艺,复合公差在累加。基于以上原因,在进行车辆总装时,根据基准变换,对每个部件都以设计基准进行测量;并针对为保证加工精度,零件定位点应在设计阶段被定义,但是策划者总是在最后阶段才定义;最后需要,在研发和工艺规划过程中,经常存在讨论不充分现象。坐标系平行的问题没有重视。
            1.2 RPS定位系统介绍
            RPS的全称:reference point system,即定位系统,源自德国大众汽车。通常主定位方式为3-2-1,某些零件需要添加辅助定位N-2-1。
            RPS系统的优势主要有两个方面,第一、能用于直接装配,从而大幅度消减定位样板的使用;第二、除了样板本身的成本,样板的使用导致装配需求的增加,导致操作时间增加; 通过RPS的一致使用,是能够消减制造公差的、减少后处理、缩减生产时间,最终保证的高质量、低成本。
            1.3、定位系统的设计原则
            定位系统能够精确设置零件的位置,通过限制零件全部自由度,确定零件的位置,对于刚度和强度都比较好的零件,必须符合3个方面的条件,基准限制3个方向平动、至少有3个点、C 基准限制转动。如图1的零件,X、Y、Z三个方向的平动和转动都被限制住了,即6个自由度被限制,其中 B 圆孔限制了X、Y 方向的转动,A1、A2、A3是Z方向的平动、X与Y方向的转动,C 长圆孔限制了Z方向的转动。
 
            汽车内外饰零部件大多是纤维、塑料类产品,易变形,刚度较差,因而在设计安装中需要较高的精度,确保零部件之间的配合到位。
            1.4、定位系统的设计流程
            定位系统是汽车内外饰设计中的重要手段,很大程度上决定了内外饰零部件的配合精度,也是整车品质保障的组成部分。定位系统在汽车内外饰设计工作一般由尺寸工程师牵头负责,成立同步工程小组,包括供应商相关人员、市场分析人员、产品设计人员、采购人员、质保人员、物流部人员、设施规划人员等,协同合作,完成匹配工作。定位系统的设计流程必须明晰,各成员分工明确。首先,设计人员根据市场需求和竞争车型确定DTS;其次,依据 DTS 分析内外饰零部件的定位系统;再次,确定零件搭配和装配关系,计算尺寸链;最后,出具零件的GD&T图纸,并设计间距和制造等工作。
            2 定位系统在汽车内外饰设计中的应用
            2.1、定位系统在汽车内外饰设计中的质量控制
            汽车内外饰零部件的型面、尺寸等都比较复杂,汽车主厂商在设计中有很多的选择,配合的间隙面差和尺寸等存在较大的差异,因而需要对定位系统在汽车内外饰设计中的质量进行控制。由于尺寸和形状都比较复杂,因而质量控制时需要事先制定好执行的标准,如间隙面差、配合间距、变形大小等,需要有质量控制人员进行控制,并将检验的结果记录在案,不符合要求的需要重新设计,减少资源的浪费。设计时可以充分运用计算机辅助设计系统,如 AUTOCAD、UG、ANSYS 等设计软件,进行零部件的建模配合验证,并能分析零部件的变形受力等情况,以便进行针对性的改善。检具的设计同样十分重要,合适的检具方便质量控制,方便质量控制人员快速、精确 地进行检验,但检具的设计需要根据汽车内外饰的实际情况,暂时没有统一的标准,因而需要尽量保持汽车内外饰设计的通用性和一致性,以减少检具投入的费用,提高经济效益 。
            2.2、定位系统在汽车内外饰设计中的注意事项
            定位系统可以改善汽车内外饰件的配合精度,提升整体的品质,在实际的设计工作中需要注意几个方面的事项:其一,汽车内外饰件大多是纤维、塑料类零件,但是此类零件的变形比较严重,刚度差,精确的定位和配合十分必要,尤其是在重要的间隙面差的配合处需要增加辅助定位,增强匹配效果,而对于某些细长件,可以增加定位系统来提高配合精度。其二,由于汽车的类型和设计十分多元化,存在各种面型,结构件的材料刚度、强度、材料等都存在很大的差别,因而在采用定位系统设计汽车内外饰时,要根据实际的市场定位和竞争类型来针对性的设计,增强设计的质量。其三,主定位尽量布置在对间隙面差要求高的部位,且为了增强刚度和强度,在主基准定位之外增加辅助定位筋,与主定位相互配合,可以更好的定位。其四,汽车内外饰件的强度低、刚度差,变形的可能性大,尤其是在使用或经过碰撞之后,因而需要尽量缩短尺寸链的长度,达到间隙面差的要求 。
            3 结束语
            我国的汽车保有量居世界前列,各汽车生产商为了抢占市场,在汽车制造设计的各个系统中都在尝试改进,以提高汽车的整体品质。汽车内外饰是汽车设计中的重要组成部分,而定位系统已经广泛应用于其中,可以极大地提升汽车内外饰的品质,提升企业的竞争力。本文研究了定位系统的设计原则、意义和作用,然后研究其在汽车内外饰中的应用,为相关的研究提供参考。
 
参考文献
[1]徐佩弦.塑料件的设计[M ].北京:中国轻工业出版社,2001.
 
 
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