MLP系統(tǒng)在汽車內(nèi)外飾設(shè)計中的應(yīng)用探索

陳冬梅

摘 要：定位系統(tǒng)在進行汽車內(nèi)外飾設(shè)計時，具有重要影響。為滿足客戶的外觀品質(zhì)化需求，各車企對于定位系統(tǒng)的應(yīng)用范圍也愈發(fā)廣泛。本文以定位系統(tǒng)設(shè)計在汽車內(nèi)外飾中的作用，在闡述定位系統(tǒng)設(shè)計原則的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際分析了在汽車內(nèi)外飾設(shè)計中的應(yīng)用，以促進汽車設(shè)計外觀品質(zhì)化的提升。

關(guān)鍵詞：MLP；汽車內(nèi)外飾；設(shè)計與應(yīng)用

汽車工業(yè)作為我國的后起之秀，成為了我國工業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展的重要標(biāo)志。據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果顯示，截止2018年9月，我國的汽車保有量已經(jīng)突破2.35億輛，成為全球最大的汽車市場。同樣，面對龐大的市場份額，汽車廠商不得不進行“量”到“質(zhì)”的轉(zhuǎn)變，不僅重視汽車的機械參數(shù)和性能，還對汽車內(nèi)外飾造型和精致工藝進行控制，運用定位系統(tǒng)進行設(shè)計優(yōu)化，使汽車的整體質(zhì)量水平得到了有效的提升，形成了具有核心競爭力的產(chǎn)品開發(fā)體系。

1 定位系統(tǒng)的概述

1.1 定位系統(tǒng)的基本概念

在汽車設(shè)計中，常用的定位系統(tǒng)包括：歐洲國家應(yīng)用的RPS系統(tǒng)（德語單詞Referenz Punkt System 定位點系統(tǒng)的縮寫，英語轉(zhuǎn)譯為Reference Point System）和美國應(yīng)用的CDLS（Common Datum Locating System）系統(tǒng)，這兩種系統(tǒng)也是汽車生產(chǎn)制造與設(shè)計中應(yīng)用的主流[1]，其應(yīng)用核心就是使汽車結(jié)構(gòu)零件實現(xiàn)精準(zhǔn)的定位與限制，并通過定位系統(tǒng)的分析，讓汽車設(shè)計與裝配達到更為精準(zhǔn)和平衡，從而實現(xiàn)汽車設(shè)計結(jié)構(gòu)的完美結(jié)合，以便于汽車的整體設(shè)計與后期的調(diào)試維護。結(jié)合RPS和CDLS系統(tǒng)，自主品牌以長安為例的一些車企用MLP（Main Locator System）系統(tǒng)，本文結(jié)合實際工作情況著重以MLP系統(tǒng)進行闡述。

1.2 MLP設(shè)計原則

從汽車研究中廣泛的物理空間科學(xué)運用可以了解到，物體在空間中具有6個運動自由度，其主要表示形式即沿X、Y、Z軸的線性移動以及繞X、Y、Z軸的轉(zhuǎn)動。而在汽車設(shè)計中要全面確定控制物體的空間位置，就需要準(zhǔn)確的限制其自由度。對于剛性件常采用3-2-1原則對6個自由度進行控制，其中1個坐標(biāo)基準(zhǔn)面和2個定位由3個定位點來確定，其基本原則可表示為：目標(biāo)基準(zhǔn)面A≥3比較穩(wěn)定（對于復(fù)雜的大件，當(dāng)目標(biāo)基準(zhǔn)面A≥4時，需要控制A4及其余基準(zhǔn)面的面輪廓度在0.5mm內(nèi)）。如圖1所示，A1-A4四個基準(zhǔn)面控制Y方向，基準(zhǔn)B控制X、Z向運動；基準(zhǔn)C控制Z向的轉(zhuǎn)動，從而完成零部件六個自由度限制。

在汽車生產(chǎn)制造過程中，對于內(nèi)外飾的材料選擇上，大多數(shù)采用塑料、纖維發(fā)泡等材料，由于材料缺乏一定的剛性，極易產(chǎn)生不同程度的形變，我們稱之為柔性件。以塑料件為例，為了更有效的定位，一般會采用過定位方式，主次定位孔面一般不按照3-2-1原則，而是采用N-2-1原則。

1.3 內(nèi)外飾MLP設(shè)計要求

（1）功能性。通常選擇定位基準(zhǔn)優(yōu)先選孔，其次選面，最次選邊為定位基準(zhǔn)的原則，并且相關(guān)零部件的使用特征要能夠與定位基準(zhǔn)形成關(guān)聯(lián)性。如孔、銷、筋、推拉配合形成定位的卡爪等定位結(jié)構(gòu)。對于門飾板和立柱這些裝飾件可以選擇安裝卡扣，B柱上下飾板可采用上下飾板的搭接結(jié)構(gòu)相互定位等。

（2）穩(wěn)定性。要保持定位基準(zhǔn)的穩(wěn)定性，就要注重在生產(chǎn)和裝配過程中的尺寸控制，了解供應(yīng)商制造水平，在成本可以接受的情況下，增加定位基準(zhǔn)的尺寸公差控制，MLP點選擇上要進行多方案分析，必要時增加尺寸鏈公差分析，內(nèi)外飾件的基準(zhǔn)布置和鈑金類似，最好布置在尺寸穩(wěn)定的區(qū)域。

（3）一致性。汽車內(nèi)外飾設(shè)計中使用定位系統(tǒng)，必須要考慮到相同的料厚和結(jié)構(gòu)一致性，注塑件的產(chǎn)品從模具出來一次成型，相同尺寸的結(jié)構(gòu)收縮和變形會相似，方便通過調(diào)整模具參數(shù)等手段，達到設(shè)計的尺寸公差要求。只有在保持定位精度的前提下，才能實現(xiàn)內(nèi)外飾品質(zhì)的提升。

（4）簡易性。汽車內(nèi)外飾設(shè)計屬于復(fù)雜工程，在定位系統(tǒng)的運用中雖能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的設(shè)計定位，但在實踐過程中，過于復(fù)雜的定位基準(zhǔn)，不利于零件的生產(chǎn)與檢具的加工。因此，在設(shè)計從簡的要求下，實現(xiàn)設(shè)計的品質(zhì)提升必然要從根本上簡化檢具制作難度，用最簡單的定位結(jié)構(gòu)，讓零件在檢具上定位穩(wěn)定，方便檢測，降低零部件的生產(chǎn)成本。

2 MLP系統(tǒng)在汽車內(nèi)外飾設(shè)計中的應(yīng)用

2.1 MLP系統(tǒng)要突出關(guān)鍵部位的設(shè)計

基于汽車內(nèi)外飾的材料選擇和制造方式的多元化發(fā)展，使得汽車的內(nèi)外飾設(shè)計型面更為復(fù)雜，受材料工藝等因素的制約，定位系統(tǒng)的設(shè)計方案必須要進行全面的分析。以轉(zhuǎn)向鎖殼蓋板為例，它的間隙面差配合是內(nèi)飾定位設(shè)計中比較典型的，位于方向盤下面，是駕駛員的關(guān)注飾件。從設(shè)計的角度看，上部方向盤轉(zhuǎn)動過程配合的地方間隙、面差越小越美觀，上下蓋板上部及兩側(cè)的匹配間隙要求0.3mm±0.3mm，面差要求0mm±0.3mm，在裝配過程中變形度相對較大，容易造成翹曲，在需要控制間隙、面差的地方都布置定位結(jié)構(gòu)，如圖2所示。上下蓋板裝配時，通過間隙卡爪控制間隙，四處平面和卡爪一起形成推拉定位控制面差，變形控制在±0.3mm范圍之內(nèi)。對于尺寸較大的零件進行設(shè)計時，要按實際布置空間的需求，盡可能在靠近間隙、面差的區(qū)域設(shè)計定位基準(zhǔn)。大多數(shù)采用定位筋，方便修模，越靠近基準(zhǔn)的地方間隙、面差越容易保證。

2.2 MLP系統(tǒng)要實現(xiàn)有效的質(zhì)量控制

汽車內(nèi)外飾零件存在著各種型面與尺寸，其結(jié)構(gòu)形態(tài)相對復(fù)雜，在進行內(nèi)外飾的裝配中面臨著諸多的問題。因此，汽車廠商在設(shè)計的選擇上也具有廣泛性，但也同樣會產(chǎn)生各種零件之間的尺寸差異。因此，在定位系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，要加強汽車內(nèi)外飾配件定位中的質(zhì)量控制。根據(jù)其復(fù)雜多元的特點，制定相應(yīng)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，將其差異性、形變量控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。對于影響汽車內(nèi)外飾外觀的設(shè)計結(jié)構(gòu)，要根據(jù)實際情況進行更改或重新設(shè)計，并實行嚴格的統(tǒng)計制度，將內(nèi)外飾的定位設(shè)計更改進行記錄，為后續(xù)的檢測與裝配提供原始資料，從而形成系統(tǒng)性的設(shè)計應(yīng)用過程，減少在設(shè)計開發(fā)周期和成本的浪費?？衫孟冗M的三維尺寸分析軟件或三維專業(yè)設(shè)計軟件，對定位安裝穩(wěn)定性進行裝配分析，同時，可進行多方案比較，也可通過軟件建模進行各部件的受力、裝配可行性的驗證性分析。根據(jù)分析結(jié)果影響因素進行優(yōu)化設(shè)計。結(jié)合DTS（Distance and Tolerance System尺寸公差系統(tǒng)）標(biāo)準(zhǔn)制定三坐標(biāo)測點設(shè)計，讓測量值量化，制定好的檢具方案，其對于定位基準(zhǔn)質(zhì)量的控制起著重要作用。后期對檢具和匹配檢具的有效利用，能夠快速發(fā)現(xiàn)問題，加速整改，從而提升效率。

項目開始就要制定的DTS，隨著造型和供應(yīng)商能力，白車身精度等因數(shù)，不斷的修訂這個DTS標(biāo)準(zhǔn)，整車開發(fā)過程DTS至少要發(fā)布四版。同時在DTS斷面上，要增加相應(yīng)的測量標(biāo)準(zhǔn)，讓設(shè)計和測量一致，保證不同的人用相同的測量方法，使其測量符合重復(fù)性。設(shè)計和測量標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一也能提升內(nèi)外飾零件的質(zhì)量。

2.3 MLP系統(tǒng)要基于多元素設(shè)計要求

MLP系統(tǒng)的應(yīng)用意味著汽車行業(yè)迎來了標(biāo)準(zhǔn)化改革，在運用定位系統(tǒng)進行設(shè)計時，需要多角度進行分析，結(jié)合汽車內(nèi)外飾設(shè)計的多元素格局，進行有效的實施定位與設(shè)計。首先，要考慮到汽車內(nèi)外飾的材料主要采用的塑料與纖維類的材料，其具有大范圍的形變和缺乏剛性，因此在定位過程中，確保高精度的配合顯得十分必要。主要突出的方面就是在汽車重要的內(nèi)外飾的結(jié)構(gòu)間隙處，必須要在精準(zhǔn)定位的前提下進行輔助的定位，從而增強和保證定位效果。其次，要利用定位系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)，充分考慮汽車的后期使用，針對其材質(zhì)特點，可采用關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)等縮短尺寸鏈長度，從而實現(xiàn)已經(jīng)設(shè)定間隙、面差的要求和標(biāo)準(zhǔn)。最后，要充分認清當(dāng)前的汽車行業(yè)設(shè)計發(fā)展形勢，結(jié)合市場特點，掌握汽車內(nèi)外飾多元化的發(fā)展環(huán)境，利用現(xiàn)有的設(shè)計材料運用范圍，通過定位系統(tǒng)的應(yīng)用，設(shè)計出具有較高市場定位的突出產(chǎn)品，提升內(nèi)外飾匹配質(zhì)量，在外觀上贏得顧客的好感。

3 結(jié)語

總之，從當(dāng)前我國的發(fā)展態(tài)勢來看，我國仍是世界上最大的汽車市場，后期的汽車市場的發(fā)展空間巨大，汽車精致化發(fā)展之路也成為必然。對于汽車內(nèi)外飾的設(shè)計也提出更高的標(biāo)準(zhǔn)，通過定位系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，能夠極大提升汽車內(nèi)外飾設(shè)計外觀質(zhì)量，使企業(yè)走上品質(zhì)化變革之路，不斷提升市場核心競爭力。

參考文獻：

[1]郭巍.微型汽車內(nèi)外飾產(chǎn)品設(shè)計制造技術(shù)基礎(chǔ)研究[D].武漢理工大學(xué)，2013（2）.