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乘用车仪表台设计开发思路

2022-01-19 10:03:24·  来源：汽车设计  
　
作者 | 宋庆杰（山西吉利汽车部件有限公司）来源 | 汽车设计摘要：仪表板简称 IP(Instrument Panel), 是汽车内饰的重要组成部分，它是集功能性、安全性、舒适性
作者 | 宋庆杰（山西吉利汽车部件有限公司）
来源 | 汽车设计
摘要：仪表板简称 IP(Instrument Panel), 是汽车内饰的重要组成部分，它是集功能性、安全性、舒适性与装饰性为一体的部件，仪表板应有较好的吸能性，能抵抗一定的冲击，使其在发生意外时，减少外力对正、副驾驶员的冲击；仪表板区域布置各种形式的出风口、储物盒、烟灰缸以及扶手箱，安装设计非常巧妙，设计风格各异，充分考虑人机操作舒适性以及操作方便性，以满足乘员需求，同时通过 CAE 分析及整车除霜除雾试验，满足车辆法规要求；需工程师充分考虑总成内子件材料特性、匹配结构、成型工艺等。本文从仪表台设计思路步骤入手，重点介绍了仪表板系统相关知识及其开发流程及成型工艺。
关键词：仪表台　建模　人机工程　校核　工艺
仪表板系统是整车内饰中最重要的系统，其造型风格、外观质量以及所包含的功能配置直接影响整车内饰的品质。仪表板系统通常包含仪表板总成、副仪表板总成、转向支撑总成等零部件。其中仪表板总成主要包含本体（软质、硬质）、前除霜风管、组合仪表罩、左下护板、杂物箱、左右侧饰板、风口、储物盒、装饰件、组合仪表、空调控制系统、娱乐控制系统、线束以及其他各类电器模块等零件。
设计过程中要满足乘用车内部突出物设计法规要求，符合人机工程基本需要， 乘员使用方便舒适，建模完成后要进行产品可行性分析，满足塑料件模具成型要求， 本文结合多款乘用车仪表台总成设计开发经验、内饰系统零部件设计要求、产品成型故障履历等方明进行阐述。希望能给仪表台设计工程师提供参考和帮助，避免问题重复发生。
仪表板系统区域划分
在布置仪表板时，要依据选用的显示器、仪表和主要操控按钮等，需进行人机工程校核。其中包括视野性、手、脚活动范围、肘部空间、手伸界面、按钮区域布局等方面。布置时依据以驾驶员对仪表的可视性和对各种操作件的操作方便性，将仪表板分为 A、B、C、D四个区域：
仪表板系统基本构成
产品设计开发基本流程
主要开发节点1-造型阶段
CAS1 阶段
造型职责：关键造型特征符合造型定义，体现效果图形体比例1：1的CAS大面; 体现仪表板所有零部件的造型基础特征，主要分缝线和边界特征。
工程任务：1、平台化方案识别确认2、确定仪表板造型风格3、确定仪表板安装位置4、确定表面处理工艺
CAS2 阶段
造型职责：1、体现造型基础特征、主要 分缝线及边界2、无倒角，体现初版细节造型方案
工程任务：1、细节特征工艺工程分析2、 分析模具的成形性，工艺性
V1 版 A 面
造型职责：1、体现关键部位DTS，不含细节数据2、体现全车分缝，保证大面符合造型要求和光顺要求
工程任务：1、CAS点检确认2、A面工程可行性分析3、确认RP件( 快速样件 ) 装车评审问题关闭4、A面冻结
主要开发节点 2-工程数据阶段（图 5）
壁厚设计：1、壁厚均匀，不应有突变2、 薄厚不均匀位置应逐渐过渡3、壁厚范围2～4mm
圆角设计：1、内外表面转折处必须有圆角2、内圆角半径取1/2壁厚3、外圆角半径取3/2厚度
加强筋设计：1、不应设计在大面的中央区域2、加强筋的布置与出模方向保持一致3、多条加强筋要分布排列，应相互错开，减少收缩
模具分析：1、出模分析2、斜顶分析3、干涉分析
主要成型工艺
注塑
注塑原理
将高分子材料熔化后，以高速、高压射进模腔内，并冷却固化，形成制品。
注塑设备
注塑机组成：注塑系统、电器控制系统、 合模系统、液压系统，此外还有润滑部分、 机身部分。
注塑机安全保护装置：机械保护装置、 液压保护装置和电器保护装置。
注塑工艺
注塑过程：安全门关→锁模→射台进→ 射胶→保压冷却→开模→制品顶出
注塑参数：主要由温度、压力、时间、位置、 速度等组成
温度：料筒温度、螺杆温度、喷嘴温度、 热流道温度、模具温度
压力：注塑压力、背压、保压压力
时间：注塑时间、冷却时间、保压时间
位置：开模位置、合模位置、螺杆注塑位置、顶出位置
速度：开模速度、合模速度、顶出速度、 射胶速度
注塑工艺分类
常规注塑、低压注塑、嵌件注塑、双色注塑、高光注塑等
搪塑
成型过程：
加粉→模具预热→合粉箱→扣紧粉箱→ 模具上粉→粉箱脱落→塑化→冷却→剥离表皮→模具复位
a. 首先将搪塑模具本体加热；
b. 然后将模具与粉箱(PVC 粉末 )合并夹紧，模具在上，粉箱在下；模具和粉箱一起旋转至粉箱在上，模具在下，粉箱里的粉末这时落在模具里，在高温的作用下，紧贴在模具的那一层就熔化并相互粘在一起，然后继续旋转，使的模具的每个角落都有粉末， 且熔化并粘在一起，直至形成的表皮厚度增加至符合要求为止（一般的PVC的厚度为 1.1mm），这时粉箱在下方，剩余的粉末又回到粉箱里；
c. 模具与粉箱分离，并移到冷却工位，用水或空气等对模具进行快速冷却至60- 80℃；
d. 人工取下表皮( 图 7)。
汽车仪表台总成结构多样、内部子零件多、成型工艺复杂，是新车型开发工程中内饰匹配类问题最多的总成件，因此，工程师在研发阶段既要严格按照标准断面要求进行设计，同时也要结合以往车型的设计经验和竞品车型的类似结构，在工程数据设计阶段规避规避重复问题，节约新车型投产过程中变更费用，缩短新车型项目开发周期。


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