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汽车工程之----一RPS理论及有关规则【启飞专业知识系统分享-RPS在仪表板总成设计中的应用01】

2018-03-0196作者：启飞汽车设计

1前言

仪表板总成是承载汽车操纵显示部件的载体，是汽车的控制中心，同时也是最能体现汽车内部造型风格的总成之一。长期以来，国内的设计人员在设计图纸时都不标注公差等级。而随着汽车产业的发展，人们对内饰装配精良性的要求越来越高，仪表板总成作为汽车内饰部分最关键的总成，其装配定位精度对内饰品质有重大影响。本文以大众 VW01055标准为理论基础，对定位基准系统(RPS) 理论进行了深入研究，并将其实际应用在仪表板总成设计中。

2 RPS的基础理论

2.1 RPS定义

RPS也叫定位基准系统，系统中的每个定位点叫做RPS点。

2.2 RPS的组成人员

在组织结构方面，RPS由同步工程小组确定。同步工程小组成员应由开发部门、质量保证部门、生产部门、规划部门和协作厂家共同组成,这样可以保证在产品设计开发中兼顾各个方面，使大家具有统一性，生产中—旦出现问题，目标査找清晰，问题解决快捷，可有效控制质量、降低成本。

2.3 RPS的制定步骤

2.3.1产品功能研究

首先对仪表板总成与周围零件的关系及仪表板总成内部各零件之间关系加以研究，确定零部件的要素及功能，按照功能重要程度进行排序。

2.3.2产品公差研究

在保证仪表板总成功能的前提下确定其公差，即确定尺寸公差和形位公差的特征项目及公差等级。确定公差要兼顾制造、安装和检测要求的统一性。

2.3.3 RPS的制定

制定RPS时，确定的每个RPS点必须符合零件功能重要性的排序结果和公差要求。

2.3.4定位基准尺寸的确定

将同步工程小组确定的RPS点填入RPS尺寸图表中，该图表是产品图纸完成之前具有约束力的指导性文件。

2.3.5 产品公差计算

在进行产品公差计算时，应当充分利用RPS以保证设计目标的实现。

2.3.6 绘制产品图纸

将以上5个阶段的研究结果按照机械制阁标准、公差标准的标注方法，绘制正式的产品图纸。

3 RPS的3-2-1规则

物体在空间具有6个自由度，即沿;x、y、z轴的移动和绕x、y、z轴的转动。要确定物体在空间的位置，必须限制其自由度，即需要6个定位点将其固定，其中3个定位点确定1个坐标基准面,2个定位点确定第2个坐标方向，最后丨个定位点确定第3 个坐标方向，这就是3-2-丨规则，这些点就是RPS 点。对于无孔零件,必须用6个RPS点固定位置，而对于有安装孔的零件，通常将孔设定为主RPS点，一个圆孔可以限制2个自由度。

如图1所示，在Z方向上的3个平面限制了 3个自由度，即沿z方向上的移动和绕;r轴和y轴的旋转。圆孔中的柱销阻止了X方向和y方向上平行于轴线的运动，而在长孔中的柱销只能阻碍绕Z轴的转动。其中，H、h代表孔和销,F、f代表平面和边棱。

汽车工程之----一RPS理论及有关规则【启飞专业知识系统分享-RPS在仪表板总成设计中的应用01】

4 RPS的有关规则

4.1坐标平行规则

在测量和加工时，零件的放置位置必须保持相互平行才能获得精确的测量结果。如图2a表示两个零件在长度上存在尺寸偏差，下面的零件比上面的合格零件短;图2b表示;T方向定位面相互平行，可正确测出零件的尺寸误差；图2c表示JT方向定位面不平行，因此定位不确切，测不出实际尺寸误差。

零件倾斜放置会造成测量结果不正确，导致产品被误判，或者使工装夹具等发生不正确的调整。为此定位点应当尽可能平行于坐标轴。

4.2 统一性规则

RPS的宗旨是通过避免基准的转变来保证制造工艺过程的可靠性。利用RPS点的可重复利用性，可以提高零件的精度和质量。RPS的统一性规则要求从产品开发阶段直到生产完成,RPS点的使用应当贯彻始终。但并不是所有的RPS点一直在被使用，例如有些保证加工刚度的辅助RPS点，在装配时就不会被使用。RPS的统一性规则还要求所有工艺流程中的输送装置原则上都要使用RPS点作为固定支点。

4.3 尺寸标注原则

必须建立一个全方位的坐标系来实现整车尺寸的标注，它的原点被规定在汽车前轴高度的中心处，见图3。从此坐标系的轴线出发，画出间隔为100 mm且平行于坐标轴的网线，此网线理论上可以向汽车内部渗透。在网线上可以找到汽车上所有的点，即可以确定汽车上每个构件的位置，由此可以借助网线对每个零件进行尺寸标注。为了保证车身零件制造、装配精度，要求坐标网线的尺寸精度为±0.1 mm，在800 mmx800 mm的网格中，两对角线的误差不超过±0.2 mm，车身尺寸精度应保证±0.25 mm。

4.4建立RPS尺寸图

通过以上过程确立的RPS点应填写在RPS尺寸图上。RPS尺寸图是完成正式图纸之前的一种工作用图，可供同步工程小组确定RPS点后填写和讨论。建立整个产品系统的RPS尺寸图时，必须对系统中的零部件进行统一编号、统一命名，以便于识别。装配图、局部向视图也要在表格中一一列出，以便于察看。

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