现代汽车仪表板通用设计方法讲解

1、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

2、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， 如 CORSA仪 表 板 和 秦 川 仪 表 板。 为 了 提 高 仪 表

3、 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、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

5、 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 AUDI A6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

6、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COCKPI系T 统了。 COCKPI可T 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。、仪 表 板 的 设 计 流 程三、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，

7、 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

8、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. SITTING BUC是K 根 据 汽 车 车 身 的 尺 寸， 用 木 材、FOAM BLO、CPKOLYWO等OD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

9、 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2m，m 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

10、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CLASS A SURFA的CE 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 ICEAM SUF是 主 要 的 CAD软 件， 相 比 较 ICEAM SU更F 专 业 一 些。CLASS A曲 面 质 量 可 以

11、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。 CLASS A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 篇一 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 受 的。 在 这 个 阶 段 必 须 注 意 的 是，CLASS A曲 面 必须 完

12、 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CLASS A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 CLASS A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

13、 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

14、 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

15、、 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

16、 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

17、 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

18、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( ) (MIN 2mmx2mm软)质 仪表板 4mm深( )X8mm宽( ) (MIN4mmX4mm)软化仪表板的厚度一般为 10mm+/-m在m仪, 表板的组合仪表处的泡沫厚度一般不超过 15m，m 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 1.5mm2，mm泡沫厚度也减少为 45m。mABS/PV真C 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

19、：2在 CLASS A表 面应避免尖角和内凹边界园角：手套箱开口 6mm10mm M气I囊N;开口 4mm5mm；M空IN调出风口开口 3.2mm MIN转角的园角：手套箱 810mm M；IN气囊 5 6mm MIN空;调出风口开口为 6 8mmM；IN所有冲切园 角最小为 3mm.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，PICTURE FRA的M最E小宽度为 12m。m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

20、位柱要比 CLIP长 2mm MIN可,保证部件的定位准确性面是对 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 +/-1.5mmDATUM1.0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 +/-1mm1.0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。在仪表板上最好只设计两个零件有配合关系I/PFINISH PANEL在仪表板的两端，设计 510度的脱模角度。材料选择Cluster Finish Panel/HoodMeter &

21、 Center Finish PanelA/C RegistersKnee Bolster Covers & Side/End PanelsIn general, PC should be avoidedMaintain the same materialAzdel is NOT recommendeddue to chemical resistancefor class A surfacedue to:problems (contact with oilscomponents. Use ABS1. Dimensional variation ofcauses cracking in PC).

22、for A/C registers in impact2.0mm or greater.zones. If color is black,2. Paint chips easily.Use PP for non-impact zoneABS can be molded in3. 0.003 minimum grainapplications.color.required to keep glass off surface.GE 抯 Noryl is not recommendedDissimilar materials are4. Recycling is difficult.at this

23、time.required between movingparts such as the controlSoft touch paint can beSoft touch paint can be appliedtab & housing or barrel &applied over lacquer.over lacquer. However, lacquerhousing. Housing can beHowever, lacquer must NOTmust NOT be applied over softpolypropylene.be applied over soft touch

24、touch paint.Two piece bezel and housing design is recommended.paint.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 .设计塑料件的外园角为 1.5X壁厚, 最小园角为 3.2mm内, 园角为 0.5X壁厚 .除了空调出风口和一些小零件可以用形状与仪表板定位外 , 设计零件与骨架或副仪表板用一个 4方位的定 位和一个 2方位的定位 .4-WAY LOCATOR PIN2-WAY LOCATOR PIN五、 仪 表 板 系 统 设 计 规 则仪表板一般提供

25、最 少4 个出风口，通常空调出风口的作用范围达到车 厢内 50 的 空 间。当 驾 驶 者 坐 在 最 远 的 位 置 时，驾 驶 侧 出 风 口 可 调 节 吹 风 方 向， 吹 到 驾 驶 者 右 肩； 中 间 出 风 口 可 以 吹 到 驾 驶 者 左 肩； 同 样， 当 副驾 驶 者 坐 在 最 远 的 位 置 时， 副驾 驶 侧 出 风 口 可 调 节 吹 风 方 向， 吹 到 副 驾 驶 者 左 肩。出风口向上应能够 吹到99的眼 椭圆， 向下应能够吹到假人的H 点。 所有的出风口最少 高于前座椅H 点356 毫米；从出风 口作到99眼 椭圆的切 线， 切 线 长 度 不 大 于6

26、53 毫 米。出风口需布置在没 有任何零件（方向盘、驾驶 侧气囊、控制器） 阻挡气流 吹向目标的地方，能够 吹到人腰部以上80的空间。如果不能，就 要考虑辅 助 出 风 口。冷 凝 机、 热 交 换 器、 压 缩 机 与 装 在 同 一 表 面 上 的 零 件 的 最 小 间 距 为 3 毫 米； 空 调 风 道、 除 雾 器、 感 应 器 与 仪 表 板 上 安 装 的 线 束、 仪 表 板 加 强 件、 其 余仪表板安装件 之间的最 小间距为6 毫米；热空调的EATC控 制总成 与仪表板 上安装的线束、仪表板 加强件、其余仪表板 安装件之间的最小间距 为12 毫 米； 仪 表 板 上 安

27、装 的 中 央 空 气 分 配 器、 除 霜 器 喷 嘴 与 烟 灰 缸、 杯 托、 收 音 机、CD机 之间的最 小间距为12 毫米；冷 凝机、热 交换器与装在 不同一表面上 的零件的最小间 距为15 毫米；除霜器喷嘴必须布 置在距前挡风 玻璃底部45 毫米 到100 毫米的 范围内。从 驾 驶 者 99 眼 椭 圆 看 去， 不 能 从 前 挡 风 玻 璃 C 区 域 和 侧 面 车 窗 上 透 视 看 反光镜的区域看 到显示零 件的反光。每个显示 屏发出的光线 不能反射到其 他 仪 表 上。在仪表板上任何部 位上安装的装 饰板， 当20N 的力 作用在1.5 平 方厘米的范 围 上， 变

28、 形 不 超 过 1.5 毫 米。仪表板系统要 求在40 度到82 度的 环境 温度下，40 度 时相 对湿度达到90， 满足外观和功能 的要求。仪表板设计的可靠 性目标：2 年内 或30，000MILES 98；6 年内或90，000MILES 94； 10 年 内 或 150，000MILES 90。仪表板设计必须符 合轿车内部凸 出物 的法规要求。满足防止仪表板在 车窗上产生倒 影的要求。满足头部撞击的要 求。烟灰缸打开和关闭 的 最大作用力：抽拉形式-15N；PUSHPUSH形 式15N；其余 形 式 -10N。前烟灰缸打开的宽 度为100 毫 米，打 开的面积为5000 平方 毫米；

29、 总容积为200 立 方 厘 米； 后 烟 灰 缸 打 开 的 宽 度为 75 毫 米， 打 开 的 面 积 为 2000 平 方 毫 米； 总 容 积 为 80 立 方 厘 米将烟灰缸缸体转入 或取出的作用 力为：SNAPIN 方 式：20NDRAWER/SLI方DE式 ：15NPIVOT/HINGE方D 式：15N烟灰缸盖在受 到11N的 载荷时，Y 方 向变 形5 毫 米；Z 方向 变形3 毫米 在手不接触到灭烟 处的情况下，烟灰缸缸体可以很方 便的取出。 在所有的环境温度 下（最 低为35 摄氏度），受 到125 毫米直径重6.5 公斤（35 10 肖 式 硬 度） 的 圆 球， 以

30、2.5m/s 速 度 撞 击， 仪 表 板 可 以 满 足 外 观 的 要 求。杯托上可以放置最 小75 毫米直径的 容器， 深度不 小于40 毫米。杯 托 的 最 大 开 启 和 关 闭 力 为：开 启：DRAWER/SLIDE25NPUSH/PUSH15N关 闭：DRAWER/SLIDE30NPUSH/PUSH15N杯 托 的 插 入 的 部 分 在 其 中 心 受 到 4.5N 的 载 荷， 在 43 摄 氏 度 和90 相 对 湿 度 环 境 下， 放 置 24 小 时 后， 杯 托 能 够 满 足 所 有 的 功 能。仪 表 板 系 统 上 的 零 件 经 过3 次 拆 装 后， 所

31、 有 的 饰 板 经 过6 次 拆 装 后， 仪 表 板 应 满 足 所 有 外 观 和 功 能 的 要 求。当 仪 表 板 暴 露 在 自 然 环 境 下， 当 仪 表 板 处 于空 调 引 起 的 快 速 冷 热 时， 当 运 动 部 件 运 动 时， 不 能 发 出 可 辨 的 噪 声。烟 灰 缸 缸 盖 翻 开； 杯 托 门 从 关 闭 状 态 到 开 启 状 态 的 时 间 为 0.3 秒1.4 秒。 用 钥 匙 开 启 仪 表 板 和 副 仪 表 板 上 锁 的 作 用 力 距 不 超 过0.1Nm。在 布 置 仪 表 板 上 各 个 部 件 时 应 满 足：在下列零件之间方向间

32、距 （毫 米）安装在座椅上的扶手仪表板上的任何表面X20座椅副仪表板基体扶手箱盖（ 在 整 个 运 动 范 围 内）Y20（ 硬）6（ 软）座椅 座椅泡沫仪表板上的任何表面X20（ 硬）6（ 软）可随座椅运动的保险带扣副仪表板基体Y20保险带滑入条表面副仪表板基体Y12线束运动零件所有19线束静 态零 件所有610副 仪 表 板 基 体/ 机 构手刹车杆内外4副 仪 表 板 基 体/ 机 构手刹车杆前后 高低8副仪表板上部零件 烟灰缸 开关副仪表板基体地毯高低8仪表板骨架组合仪表座所有3组合仪表饰框组合仪表前后3仪表板骨架仪表板加强件 部件模块 继电器所有6仪表板加强件部件模块 继电器所有6手套箱斗所有6手套箱斗烟灰缸杯托收 音 机/ 磁 带 机/CD 机线束 仪表板加强件 部件模块 继电器所有12仪表板A 柱 饰 板所有6仪表板门内板间隙64副 仪 表 板 系 统 的固 有 频 率 为35Hz或 更 高。当 副 仪