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乘用車儀表臺設計開發(fā)思路
2022-01-19 10:03:24· 來源：汽車設計
作者 | 宋慶杰（山西吉利汽車部件有限公司）來源 | 汽車設計摘要：儀表板簡稱 IP(Instrument Panel), 是汽車內飾的重要組成部分，它是集功能性、安全性、舒適性
作者 | 宋慶杰（山西吉利汽車部件有限公司）
來源 | 汽車設計
摘要：儀表板簡稱 IP(Instrument Panel), 是汽車內飾的重要組成部分，它是集功能性、安全性、舒適性與裝飾性為一體的部件，儀表板應有較好的吸能性，能抵抗一定的沖擊，使其在發(fā)生意外時，減少外力對正、副駕駛員的沖擊；儀表板區(qū)域布置各種形式的出風口、儲物盒、煙灰缸以及扶手箱，安裝設計非常巧妙，設計風格各異，充分考慮人機操作舒適性以及操作方便性，以滿足乘員需求，同時通過 CAE 分析及整車除霜除霧試驗，滿足車輛法規(guī)要求；需工程師充分考慮總成內子件材料特性、匹配結構、成型工藝等。本文從儀表臺設計思路步驟入手，重點介紹了儀表板系統(tǒng)相關知識及其開發(fā)流程及成型工藝。
關鍵詞：儀表臺 建模 人機工程 校核 工藝
儀表板系統(tǒng)是整車內飾中最重要的系統(tǒng)，其造型風格、外觀質量以及所包含的功能配置直接影響整車內飾的品質。儀表板系統(tǒng)通常包含儀表板總成、副儀表板總成、轉向支撐總成等零部件。其中儀表板總成主要包含本體（軟質、硬質）、前除霜風管、組合儀表罩、左下護板、雜物箱、左右側飾板、風口、儲物盒、裝飾件、組合儀表、空調控制系統(tǒng)、娛樂控制系統(tǒng)、線束以及其他各類電器模塊等零件。
設計過程中要滿足乘用車內部突出物設計法規(guī)要求，符合人機工程基本需要， 乘員使用方便舒適，建模完成后要進行產(chǎn)品可行性分析，滿足塑料件模具成型要求， 本文結合多款乘用車儀表臺總成設計開發(fā)經(jīng)驗、內飾系統(tǒng)零部件設計要求、產(chǎn)品成型故障履歷等方明進行闡述。希望能給儀表臺設計工程師提供參考和幫助，避免問題重復發(fā)生。
儀表板系統(tǒng)區(qū)域劃分
在布置儀表板時，要依據(jù)選用的顯示器、儀表和主要操控按鈕等，需進行人機工程校核。其中包括視野性、手、腳活動范圍、肘部空間、手伸界面、按鈕區(qū)域布局等方面。布置時依據(jù)以駕駛員對儀表的可視性和對各種操作件的操作方便性，將儀表板分為 A、B、C、D四個區(qū)域：
儀表板系統(tǒng)基本構成
產(chǎn)品設計開發(fā)基本流程
主要開發(fā)節(jié)點1-造型階段
CAS1 階段
造型職責：關鍵造型特征符合造型定義，體現(xiàn)效果圖形體比例1：1的CAS大面; 體現(xiàn)儀表板所有零部件的造型基礎特征，主要分縫線和邊界特征。
工程任務：1、平臺化方案識別確認2、確定儀表板造型風格3、確定儀表板安裝位置4、確定表面處理工藝
CAS2 階段
造型職責：1、體現(xiàn)造型基礎特征、主要 分縫線及邊界2、無倒角，體現(xiàn)初版細節(jié)造型方案
工程任務：1、細節(jié)特征工藝工程分析2、 分析模具的成形性，工藝性
V1 版 A 面
造型職責：1、體現(xiàn)關鍵部位DTS，不含細節(jié)數(shù)據(jù)2、體現(xiàn)全車分縫，保證大面符合造型要求和光順要求
工程任務：1、CAS點檢確認2、A面工程可行性分析3、確認RP件( 快速樣件 ) 裝車評審問題關閉4、A面凍結
主要開發(fā)節(jié)點 2-工程數(shù)據(jù)階段（圖 5）
壁厚設計：1、壁厚均勻，不應有突變2、 薄厚不均勻位置應逐漸過渡3、壁厚范圍2～4mm
圓角設計：1、內外表面轉折處必須有圓角2、內圓角半徑取1/2壁厚3、外圓角半徑取3/2厚度
加強筋設計：1、不應設計在大面的中央?yún)^(qū)域2、加強筋的布置與出模方向保持一致3、多條加強筋要分布排列，應相互錯開，減少收縮
模具分析：1、出模分析2、斜頂分析3、干涉分析
主要成型工藝
注塑
注塑原理
將高分子材料熔化后，以高速、高壓射進模腔內，并冷卻固化，形成制品。
注塑設備
注塑機組成：注塑系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)、 合模系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)，此外還有潤滑部分、 機身部分。
注塑機安全保護裝置：機械保護裝置、 液壓保護裝置和電器保護裝置。
注塑工藝
注塑過程：安全門關→鎖?！渑_進→ 射膠→保壓冷卻→開模→制品頂出
注塑參數(shù)：主要由溫度、壓力、時間、位置、 速度等組成
溫度：料筒溫度、螺桿溫度、噴嘴溫度、 熱流道溫度、模具溫度
壓力：注塑壓力、背壓、保壓壓力
時間：注塑時間、冷卻時間、保壓時間
位置：開模位置、合模位置、螺桿注塑位置、頂出位置
速度：開模速度、合模速度、頂出速度、 射膠速度
注塑工藝分類
常規(guī)注塑、低壓注塑、嵌件注塑、雙色注塑、高光注塑等
搪塑
成型過程：
加粉→模具預熱→合粉箱→扣緊粉箱→ 模具上粉→粉箱脫落→塑化→冷卻→剝離表皮→模具復位
a. 首先將搪塑模具本體加熱；
b. 然后將模具與粉箱(PVC 粉末 )合并夾緊，模具在上，粉箱在下；模具和粉箱一起旋轉至粉箱在上，模具在下，粉箱里的粉末這時落在模具里，在高溫的作用下，緊貼在模具的那一層就熔化并相互粘在一起，然后繼續(xù)旋轉，使的模具的每個角落都有粉末， 且熔化并粘在一起，直至形成的表皮厚度增加至符合要求為止（一般的PVC的厚度為 1.1mm），這時粉箱在下方，剩余的粉末又回到粉箱里；
c. 模具與粉箱分離，并移到冷卻工位，用水或空氣等對模具進行快速冷卻至60- 80℃；
d. 人工取下表皮( 圖 7)。
汽車儀表臺總成結構多樣、內部子零件多、成型工藝復雜，是新車型開發(fā)工程中內飾匹配類問題最多的總成件，因此，工程師在研發(fā)階段既要嚴格按照標準斷面要求進行設計，同時也要結合以往車型的設計經(jīng)驗和競品車型的類似結構，在工程數(shù)據(jù)設計階段規(guī)避規(guī)避重復問題，節(jié)約新車型投產(chǎn)過程中變更費用，縮短新車型項目開發(fā)周期。
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