安徽江淮汽车集团股份有限公司乘用车制造公司
随着我国汽车普及程度的提升，人们对汽车的要求也水涨船高，特别是汽车内外饰的外观及匹配度很大程度上决定了人们对汽车的评价及购买。因此，汽车厂商对汽车的外观越来越重视，在汽车研发前期就会计算设定汽车外观部件的间隙面差，确保后期的匹配要求得到满足。本文阐述了定位系统的概念及设计原则，并就定位系统在汽车内外饰设计中的应用展开探讨。
1定位系统的基础理论
1．1定位系统的定义
目前常用的定位系统有2种标注方法：在欧洲，统一的定位系统通常称为RPS(Referenee Points System)Ill；在美国，定位系统通常称为CDLS(Common Datum Locating System)。CDLS与RPS虽然名称不同，但是内容一致，其核心都是通过结构限制零件的6个自由度，保证零件的位置准确。文章以CDLS为例，讲述定位系统的应用。
1．2定位系统的作用
通常来说，定位使产品装配关系更加准确。定位与安装点本质区别是：定位是使得零件更准确，而安装点则是使零件连接更牢靠，二者各有分工。定位的作用一般包括：1)零件装配准确；2)零件装配有可重复性；3)有利于后期产品生产调试。
1．3定位系统的设计原则
一个完整的定位系统应该能够确定物体在空间的位置，即限制产品的6个自由度，使产品装配之后不能随意变动。对一个刚度和强度都比较好的产品来说，一般至少要满足"3-2-1"原则，即：1)A基准至少有3个点；2)B基准限制3个方向平动；3)C基准限制转动。如图1所示，零件的定位系统由以下基准完成：基准A1，A2，A3限制了3个自由度，即z方向的平动和x，y方向的转动；基准B是直径为(10±0．1)mm的圆孔，为主定位，限制了x，y方向的转动；基准C是尺寸为(10+0．1×14)mm的长圆孔，为辅助定位，限制了z方向的转动。
对于内外饰件来说，由于材料大多为塑料或纤维发泡之类的材料，刚度比较差，较易变形，尤其是仪表板和保险杠之类的大件，通常需要通过定位来保证安装匹配的精确性。
1.4定位基准的选择要求
（1）功能性要求。定位基准的选择一般遵循"孔＞面＞边"原则。同时零件的定位基准应该能够代表实际零件的某些特征关系，如平面、轴、孔及凸台等特征。在空间不足的情况下，定位基准会与固定点共用。弹片夹子底座既用作安装点，也用作定位。
（2）稳定性要求。定位基准在制造和装配过程中应该保持尺寸稳定，即基准必须定位于零件的稳定区域，且不要选在模具易磨损的位置。基准应该尽量放在平面上，而不应该放在斜面上，否则模具磨损以后，基准会不准确。
（3）一致性和可重复性要求。定位系统要尽量在零件的设计、制造、检测和装配过程中共用且一致。对于汽车内外饰件，由于大部分零件为注塑、吸塑及模压件，均为一次成型件，所以这些零件的设计基准、检测基准和装配基准应该保持一致，以保证内外饰的品质要求。
2定位系统在汽车内外饰设计中的应用
汽车内外饰设计风格众多，材料热点和成型方式各种多样，型面复杂，且刚度不足。因此，需要从整体上来分析并设计汽车内外饰件的定位系统，以使其刚匹配满足DTS要求。本文以某车型的仪表板中安装的仪表罩的定位系统为例，对其展开分析，以阐明定位系统在汽车内外饰设计中的应用策略。处于汽车驾驶位中央的仪表板是整部汽车最核心的内饰系统之一，也是整部车的内饰中对外观要求最高的内饰系统。其中仪表罩就是仪表板内饰系统的重要装饰部件，处于汽车驾驶员的视线范围内。因此，仪表罩与周围部件的匹配精确度对于汽车内饰外观设计来说非常重要。该型号汽车的仪表罩中置，需要与中央控制系统上部面板、正中框架、组合仪表等部件互相匹配。因此，设计其定位系统时需要确保证仪表罩能够和上述部件匹配良好。而仪表罩具有较大的弧度，Y方向上的长度更长，可能会导致较为严重的变形。而组合仪表罩的DTS要求中，对仪表罩和周围部件的匹配间隙要求很高。因此，在仪表罩中需要在左右两边各设置一个主定位销，来较好的控制组合仪表罩在Y方向上的变形。为该型号汽车组合仪表罩的定位系统设计如图2所示。
（1）A基准包括A1、A7、A8、A9、A17和A21。其中A8、A9是螺钉安装面，其主要作用是限制车辆的X方向，即前后方向。
（2）B基准包括B4、B5两个主定位销，主要用于限制车辆Y方向。
（3）C基准包括C4、C5两个主定位销，其主要作用是限制车辆Z方向，即上下方向。为了满足组合仪表罩和中央控制系统上部面板的匹配间隙要求，在A基准添加了A16、A18、A19、A20、A22，主要作用是辅助定位仪表罩的翻边。
3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。
结语
综上所述，当前我国汽车保有量居世界前列且仍在上涨。各大汽车厂家为获得竞争优势，都在优化改进汽车制造设计，设法提升汽车整体品质。作为汽车设计的重要组成部分之一，内外饰设计也越来越受到重视，而定位系统已经被广泛应用。在此背景下，本文针对定位系统在汽车内外饰设计中的应用进行了探讨，希望能为提高汽车的外观品质提供帮助。
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[3]李文丽，刘庆上.定位系统在汽车内外饰设计中的应用[J].汽车工程师，2013，02：59-62
论文作者:潘花
论文发表刊物:《科技尚品》2018年第11期
论文发表时间:2019/7/18
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