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汽车仪表板设计方法仪表板是汽车内饰中结构最为复杂,零部件数量最多的总成零件。仪表板的外观质量和风格决定了客户对整车内饰的评价，它包括了许多功能性的零件，如组合仪表、音响娱乐系统、各种电器开关、空调控制器等等零件，同时在仪表板设计上还涉及到许多安全法规的要求，如驾驶员可视区域的要求、头部撞击的要求、膝部撞击的要求等。所以仪表板的设计有着较高的设计难度。一、仪表板零件简介仪表板总成是汽车座舱系统(COCKPIT)的重要组成部分，它包含的零部件种类和数量要看座舱系统的具体结构和对它如何划分，一般而言，仪表板总成由以下几部分组成：1.仪表板本体：它是座舱系统的载体和框架。从触感上可分为硬塑仪表板和软化仪表板。硬塑仪表板一般用于低价的家庭用车。为了提高仪表板的外观质量（大型注塑件上易产生注塑缺陷）和触感，常常在仪表板的表面喷涂软触漆。另一类是软化的仪表板，可以通过发泡材料在表皮和骨架之间发泡，或是将带有泡沫背基的表皮复合到仪表板骨架上来达到软化的效果。第一种方式可以制造形状复杂的仪表板，外观和触感较好，但模具、设备的投入较大；第二种方式只适应于较平坦的仪表板，泡沫的背基一般为3－4毫米，但工艺简单，投入较少。2.各种电器仪表：开关及音响娱乐系统。这些都是一些功能性的零件，如组合仪表、车灯开关、收音机、保险盒、继电器盒等3.通风系统：主要由空调机、空调控制器、各种风道和出风口组成，提供汽车除霜除雾功能及车内环境温度控制。4.副驾驶侧安全气囊：它是现代汽车必备的安全设备，通常气囊系统由气体发生器、气袋、安装金属框架、气囊导向框架和气囊盖板组成。现流行没有气囊盖板的气囊，它是用激光切割仪表板的背面，POLO和AUDIA6的仪表板就是无缝气囊。5.手套箱和各种储物盒6.各种各样的装饰面板7.金属加强粱：加强粱承受了座舱系统各个零件的载荷，包括气囊发射的动载荷及转向管柱、方向盘、收音机、组合仪表、手套箱等的静载荷。所以COCKPIT都有强大的加强粱。8.各种各样的电子线束.以上8部分零件再加上方向盘和转向结构，就是一个完整的COCKPIT系统了。COCKPIT可以在仪表板生产厂家进行预装配，然后以模块的形式安装到整车上，可以减少整车厂装配线的长度，提高效率，降低成本，是目前国际上流行的生产方式。二、仪表板的设计流程StylingdesignEngineering&packagingdesignModeling&makeengineeringdrawing1.市场调查、客户需求研究2.设计风格定位3.造型方案初始效果图4.最终完善效果图5.TAPEDRAWING7.制作sittingbuck&claysurface8.扫描clay模型9.Asurface造型10.Asurface发布11.假人布置12.人体工程学研究13.仪表板结构布置（5个主断面）14.产品结构设计（BAP设计）15.产品零件造型16.产品工程图纸输出信息输出信息6.决定初始油泥模型尺寸三、仪表板设计流程介绍1.在此阶段，要分析需要设计的车型的市场定位及所有竞争车型的情况，同时了解客户对设计的总体要求，并且分解到具体零件的设计要求上。2.设计风格可以有运动型、家庭型、舒适型、豪华型、亲和型等等，在确定风格后，就可以决定仪表板上的特征。3.通常设计师要绘制很多张设计效果图，通过评审，提炼后完成5张效果图提供给客户选择。4.在参考了客户的选择之后，完成一到两张能够达到照片效果的效果图。需要应用一些电脑软件来完成。5.用粘贴胶带在1：1的图纸上绘制仪表板的外形和特征，将效果图的信息转换到车身空间上。6.在这一阶段，需要有工程设计的信息输入，完成初始曲面后可以用于加工初始油泥模型。有了5个主断面的信息，可以决定油泥加工原料的尺寸。7.SITTINGBUCK是根据汽车车身的尺寸，用木材、FOAMBLOCK、POLYWOOD等材料制作与车身一致的框架用于放置油泥模型。油泥模型的制作需要很高的技巧和创造性的工作。一般油泥完成后需要进行评审，评审时通常需求对仪表板进行一些装饰，如在表面裹缚表皮或喷涂油漆和皮纹，使得其外观接近实际产品。在制作油泥模型时，需要有人体布置、人体工程学、仪表板布置、制造工艺、装配工艺等多方面的信息输入。油泥模型的精度一般可达到±2mm，德国大众公司往往将模型的精度控制在1毫米，但需要时间和费用。8.可以用多种方法扫描油泥模型,如接触式的三坐标扫描，激光扫描和高精度光学照相机拍照等，可以采集到反映油泥模型形状的数学点云。9.高质量的A表面是产品具有高质量外观和配合的基础。对CLASSASURFACE的要求不同主机厂有不同的要求，不同的CAD软件能够达到不同的精度。ALLIAS和ICEAMSUF是主要的CAD软件，相比较ICEAMSUF更专业一些。CLASSA曲面质量可以用CAD软件的高光、反射线、高斯曲率等工具检查曲面是否有波纹，面片之间是否有缝隙和是否曲率连续。CLASSA曲面的精度要达到0.01毫米，相切的面片的角度偏差不超过1.4分（0.02度）。通常也可以将所有面片连成一个SKIN，然后偏一个厚度，生成一个壳体，如果能够成功，说明曲面的缝隙和连续性是可以接收的。在这个阶段必须注意的是，CLASSA曲面必须完全按照结构设计提供的断面，并且完成所有可见面上的园角和第一个翻边，定义所有的间隙大小，这样可以保证工程师在以后的造型中完全按照造型师的设计。10.在CLASSA曲面发布之前，一般需要用数控加工一个模型，与油泥模型比较。只是因为在做CLASSA表面时，往往都根据扫描点云作一些微调，需要在发布前在作一次检查。11.人体布置是根据SAE或ISO标准的要求，确定假人在车中的位置。包括H点、眼椭圆、脚踪点、肩膀宽度等信息，为人机工程研究提供参数。12.涉及到仪表板的人机工程研究主要包括：组合仪表可视区域研究、仪表板在组合仪表区域遮挡直射光线和反射光线研究、手操作空间研究、腿部空间研究、头部撞击区域研究等。通过这些研究，才能保证可操作性和人体的舒适性。13.5个主断面包括：A)通过左出风口断面,主要显示风道与除雾、除霜风口的连通方式，空调出风口的安装方式，大灯开关的安装方式，保险丝盒、继电器盒及驾驶员下盖板的安装方式等空间布置。B)通过驾驶员中心的断面，主要显示组合仪表的安装方式、组合仪表罩盖的安装方式及转向柱和方向盘的信息。C)通过车身中心的断面，主要显示空调机与风道的连接方式、中央面板的安装方式、空调出风口与风道连通方式及安装方式、收音机安装方式、仪表板与副仪表板、空调控制器安装方式等。D)通过副驾驶员中心的断面，主要显示副驾驶气囊的结构和安装方式、手套箱结构和安装方式。E)通过右出风口断面,主要显示风道与除雾、除霜风口的连通方式，空调出风口的安装方式。有以上这5个原理断面，仪表板的基本设计概念就完成了，这些断面要提供给油泥制作，决定初始油泥的尺寸。14.这个阶段是设计的关键阶段，将在后文详细介绍一些设计规则和要点。完成结构设计可以说仪表板的设计的80%已经完成，它包括所有零部件的工作方式，安装方式，空间布置等，可以输出给外表面造型。15.零件造型是根据结构设计图纸和已发布的外表面，建立产品的三维数学模型。在造型的过程中，可能发现一些结构设计的错误、或发现更好的设计结构。16.产品工程图纸的作用随着CAD技术的提高而不断的减弱，工程图纸上可以只包括一些技术信息、关键装配尺寸公差信息、GD&T信息，所有的产品尺寸可以在3维模型上得到。现在有些软件甚至可以在3维模型上标注GD&T信息。这些信息主要是为了检验产品，制作产品检具提出要求。四、零件设计参考规则仪表板应避免尖锐的特征线过渡的门板上，特征的最小园角为6mm.门板设计应比仪表板表面低2mm，仪表板和门板之间的间隙为6mm+/-4mm.对于需要油漆的双色仪表板，应将油漆分界线设计为水平，并且设计一凹槽来避免视线看到油漆分界线。凹槽建议尺寸：硬质仪表板2mm(深)X4mm(宽)(MIN2mmx2mm)软质仪表板4mm(深)X8mm(宽)(MIN4mmX4mm)软化仪表板的厚度一般为10mm+/-mm,在仪表板的组合仪表处的泡沫厚度一般不超过15mm，若遇到超厚的情况，可以在骨架上加筋或增加钢丝来解决。在仪表板上需要冲切的区域，骨架料厚减少到1.5mm~2mm，泡沫厚度也减少为4~5mm。ABS/PVC真空成型表盘和搪塑表皮可做到2mm最小内园角和3.2mm最小外园角。真空成型的最大拉伸比是：凸起为2：1凹陷为1：2在CLASSA表面应避免尖角和内凹边界园角：手套箱开口6mm~10mmMIN;气囊开口4mm~5mmMIN；空调出风口开口3.2mmMIN转角的园角：手套箱8~10mmMIN；气囊5～6mmMIN;空调出风口开口为6～8mmMIN；所有冲切园角最小为3mm.搪塑表皮上的造型特征槽的宽深比为3:2将紧固位置尽量设计接近定位，应避免用紧固的特征用于定位设计一部件与另一部件装配时，应尽量设计为四周封闭，中央安装零件，这样才能达到较好的配合效，PICTUREFRAME的最小宽度为12mm。将组合仪表的定位柱设计在仪表板骨架上，而不是设计在组合仪表上，在骨架上的CLIP开口需要倒角，起导向作用。设计定位柱要比CLIP长2mmMIN,可保证部件的定位准确性下面是对RIB和BOSS的设计要求空调出风口和除雾器的沉坑的尺寸精度为+/-1mm,相对基准的精度为+/-1.5mm表皮表面到骨架下表面的公差为+/-1.5mm,仪表板外表面到仪表板上凹陷表面的公差为+/-1mm在螺钉头下的局部不应有泡沫，或泡沫厚度小于1mm，这是因为在压力下，泡沫结构会发生蠕变，会使紧固失效。DATUM15MM±1.5±1.0±1.5±1.0在仪表板上最好只设计两个零件有配合关系在仪表板的两端，设计5~10度的脱模角度。FINISHPANELI/P材料选择设计面板和仪表板配合时,保证表面下沉或高出仪表板表面最少2mm,空调出风口与软质仪表板0间隙配合或有0.5mm过盈.ClusterFinishPanel/HoodMeter&CenterFinishPanelA/CRegistersKneeBolsterCovers&Side/EndPanelsIngeneral,PCshouldbeavoidedduetochemicalresistanceproblems(contactwithoilscausescrackinginPC).UsePPfornon-impactzoneapplications.GE?Norylisnotrecommendedatthistime.Softtouchpaintcanbeappliedoverlacquer.However,lacquermustNOTbeappliedoversofttouchpaint.MaintainthesamematerialforclassAsurfacecomponents.UseABSforA/Cregistersinimpactzones.Ifcolorisblack,ABScanbemoldedincolor.Dissimilarmaterialsarerequiredbetweenmovingpartssuchasthecontroltab&housingorbarrel&housing.Housingcanbepolypropylene.Twopiecebezelandhousingdesignisrecommended.AzdelisNOTrecommendeddueto:1.Dimensionalvariationof±2.0mmorgreater.2.Paintchipseasily.3.0.003minimumgrainrequiredtokeepglassoffsurface.4.Recyclingisdifficult.Softtouchpaintcanbeappliedoverlacquer.Howeve