汽车研发：仪表板的设计开发方法和流程全解析!【范本模板】

　　十五主体零件详细设计仪表板本体结构设计在完成仪表板总体布置并完成外形曲面设计后我们得到了完整的仪表板本体曲面各特征外形曲面以及他们之间的分界线这是我们进行下一步设计工作工艺分析和结构分析的基仪表板本体是仪表板总成中最大的零件直接安装到车体上又是所有其他安装件如各种仪表操纵手柄通风装置的安装基础它的设计与制造质量直接影响到仪表板总成的装配工艺性与使用性能

　　仪表板直接用注塑机把处于熔融状态的塑料粒子推注到模具里,保压冷却后直接装配成样件的仪表板总类。

　　2）软质包覆仪表板在注塑成骨架后,表面包覆一层表皮。使其舒适性大大增强.同时在骨架和表皮之间填充聚氨酯泡沫或表皮的背面直接附带一层泡沫，大幅提高触感，从而提高整车的档次。三、仪表板的设计特点及要求仪表板是汽车操纵显示的集中部分，其上有各种仪表及操纵开关，是汽车操纵中心。设计好的仪表板能使驾驶员感到方便、舒适;反之，有可能影响驾驶员和乘员的安全.仪表板设计已成为汽车车身设计的一个重要组成部分。1、产品设计特点

　　1）符合人机工程学的要求，保证其安全性、舒适性； 2）充分考虑到人的各种习惯，保证各种开关、按钮等控制件的操作方便性； 3）布置在仪表板总成上的各种仪表具有良好的视野性； 4）造型美观大方、有特色，但必须与整车风格协调一致； 5）结构优化，便于加工制造与维修； 6）仪表设备功能齐全、先进与完善； 7）借鉴相关车型仪表板造型的成功经验。2、油泥模型测量与数据处理1）确定测量方案，利用照相测量法提取油泥模型表面数据，利用三坐标测量机测取孔位数据等；

　　六、效果图制作在评审之后,初步选定几套方案，由设计师进行细节设计，并进行着色，设计出仪表板的细节效果,用于评审。七、总体设计与初步定义1)初步检查和校核仪表板总成的功能完善性、可制造性与维修性，各功能零部件的分块方法；2)初步确定仪表板总成的结构形式、制造材料、加工制造工艺、拔模方向等关键参数； 3)定义仪表板总成及部件的安装方式和安装顺序； 4）初步定义各部件之间的安装位置和安装截面图（Master Section）； 5）初步定义仪表板总成的各位置的间隙。八、油泥模型制作1、油泥模型根据整车总布置的技术要求和周围的边界条件,参考相应的样件，并按造型师的设计意图，来制作仪表板总成的油泥模型。在制作油泥模型时,应考虑以下因素：

　　2）对测量数据进行编辑处理，生成CAD系统能够接受的数据格式如ASC、STL等）； 3）把测量数据输入CAD系统，进行点云编辑处理点云数据过滤、点云数据的色彩渲染、点云数据的剖切），以获得建模所需的最佳数据； 4)把处理好的数据匹配到车身整车坐标系中，以便与周围的汽车零部件的数模进行整体匹配处理。九、仪表板特征造型确定仪表板主体结构、各种仪表、装饰面板、操纵手柄、通风口、杂货箱、烟灰盒等造型及功能.十、表面数字化1、Class-A曲面初步设计快速构造出仪表板总成的基本三维模型,以满足各种数据检查的需要以及为曲面精细调整作准备。在该阶段不需要过多的考虑曲面质量的好坏，重要的是将形成的三维数据用于对功能性检查与供暖、换气、空调系统的协调，与方向机构和安装结构的协调,与ABS及电器装置的协调等）、曲面分块方案和可制造性的检查、各种运动部件的机构和人机检查等工作.在曲面初步设计阶段，主体曲面一般先采用一个阶数较小的曲面进行拟合，一般是4x4阶曲面，这样就能较容易地调整出一个较为近似的曲面，它的基本特征是拟合精度不是太高（在允许的误差范围内)，曲面光顺性要求不高，但曲面分块要合理；曲面的细节部位可简化处理。 2、Class-A曲面精细设计对主体曲面进行精细调整（曲面的修改、网格优化、匹配处理等），使之符合Class—A的技术要求，关键圆角符合曲率连续要求,并对细节曲面进行详细设计。在曲面精细设计阶段，如4x4阶曲面不能很好地拟合点云数据,则采用提高曲面阶数的方法，来提高曲面的拟合精度.但随着曲面阶数的增加,会给曲面的调整带来许多困难和增加许多调整曲面的工作量.一般的Class-A曲面的阶数是6x6阶，最多不超过8x8阶。理由是6x6阶的曲面一般能对曲面进行较好的拟合,可以满足曲面拟合精度要求与周围曲面的匹配精度曲率连续要求,而且也不会对曲面调整带来许多困难与工作量；曲面精细调整时,有必要把曲面上所有的横向、纵向控制网格线投影到平面上汽车设计工程中常常以25、50、100mm为间隔的等距平面,以生成高质量的曲面；单个曲面精细调整后，还应对相邻曲面进行匹配处理,以生成曲率连续的曲面组。 3、曲面品质评价1)利用CATIA-V5的各种曲面检查功能来检验所生成曲面的质量，如利用斑马线检查功能、断面线曲率图检查功能来判断曲面曲率的分布情况；2）利用曲面间连接性检查功能来判断曲面间的连接性情况（如点连续、切矢连续、曲率连续等）；3）利用曲面拟合精度检查功能来判断生成曲面与点云数据的误差分布情况；4)利用拔模角分析功能来判断所生成零件模型的制造工艺性情况等。十一、曲面重构利用三坐标测量仪测得的仪表板点云数据,经数据处理，轮廓特征线提取，利用产品表面的散乱点数据通过插值或者拟合，构建出产品原型.将曲面片拟合，生成整个曲面，再将生成的曲面进行整体曲面评价,使曲面符合光顺准则，以保证曲面的光顺,最终形成完整的曲面模型，完成曲面重构.十二、三维结构设计仪表板总成结构和特征设计是对仪表板总成，以及中控显示屏、各种仪表、操纵手柄、通风口、杂货箱、点烟器等设备而进行的设计工作.

　　3、功能要求1)有足够的强度、刚度,能够承受仪表、管路和杂物等负荷，能抵抗一定的冲击;

　　2）有良好的尺寸稳定性,在太阳光辐射和发动机余热的高温下,不变形、不失效、不影响各仪表的精确度;3）有良好的装饰性,反光度低、格调优雅，给人以宁静舒适的感觉；4）耐久性好、耐冷热、耐冲击、耐光照、使用寿命10年以上；5）制造仪表板的主要原料与辅助材料均不得含镉等对人体有害的物质;6）不允许滋生使玻璃变模糊的挥发物,耐汽柴油和汗液的腐蚀；7）软质表皮在常温下破损是，应是韧性断裂，即要求制品破损时不允许出现尖锐角。四、仪表板开发流程五、概念设计根据车辆的市场、价格、客户定位，参考对标车及车辆主题定义，设计师根据自己的理解和创意设计出大体方向，准备几套方案，进行评审。

　　仪表板本体是仪表板总成中最大的零件，直接安装到车体上,又是所有其他安装件如各种仪表、操纵手柄、通风装置的安装基础，它的设计与制造质量直接影响到仪表板总成的装配工艺性与使用性能。首先根据仪表板的造型风格特点及车型的市场定位，确定仪表板本体的设计结构与工艺方案。一般低档轿车或吉普车的仪表板本体采用整体注塑成型仪表板，材料选用PP复合材料、ASG及改性PPO材料。整体注塑成型可以充分发挥其一次成型复杂形状的特点，减少零件的数量，结构设计自由度大，工艺简单，生产效率高，成本低等.根据结构安装的需要和强度、刚度的要求，可以采用冲压件、焊接支架等进行支撑、加强或与车体结构进行连接等.进行结构设计时应首先满足使用功能要求，与车体连接简单可靠，各种安装件安装时的可接近性好,不应采用安装后破坏整体外观的连接方式.由于许多安装件并不是固定的,因此要在结构设计之前就应开始运动部件机构设计,充分考虑运动部件的机构性能及其协调性。在进行结构设计的同时还应充分考虑其制造工艺性，进行充分的工艺分析，有条件的情况下应与制造方充分协商产品的工艺性能。 中高档轿车或吉普车的仪表板多采用软化结构，主要包括三部分:骨架、中间发泡层和表面蒙皮.将蒙皮埋入镶嵌物中，再注入发泡剂进行发泡成型，形成局部骨架结构，将其固定在仪表板横梁及支架上。 骨架材料主要有如下几种：钢板冲压件、树脂注塑件、纤维板等;树脂注塑件采用PP复合材料、ABS树脂、ASG及改性PPO材料。表面蒙皮材料采用聚氯乙烯PVC）材料制成的人造皮革、真皮、PVC干粉等,蒙皮成形可采用真空成形和搪塑成形工艺。搪塑成形工艺具有表皮纹理逼真，厚度均匀，造型自由度大等特点。中间发泡层采用半硬质聚氨脂PUR)材料，它采用发泡工艺来完成,发泡成型可以得到柔软、有质感的仪表板。 在进行仪表板本体结构设计的同时，实际上也就开始了各种安装件的结构设计、机构设计和工艺分析等过程。仪表板上的安装件很多,除仪表、操纵件外,还有音响、收放机、CD机等电气元件，杂货箱、烟灰盒、通风口、安全气囊、卫星导航系统等零部件.为了安装这些零部件，必须在仪表板本体上设计出安装这些零部件的结构与机构;同时还要设计出把仪表板总成安装到车体上的结构。在结构设计过程中，要充分考虑到使用功能性、安装方便性、制造工艺性等要求.

　　2、主题结构设计根据仪表板的初步定义以及Class-A曲面数据,完成仪表板主题的详细设计，定义仪表板的厚度、接口方案，并协同工艺人员进行IM电竞平台最终的检查。 3、安放仪表组合设计仪表组合需要随时提供关于汽车各方面的信息与数据，同时还起装饰作用。这些仪表组合必须布置在司机的正常视野范围内，以满足司机的正常驾驶要求。根据所选用的仪表组合的外形与尺寸设计安装仪表组合的内孔形状与尺寸,并确定其安装和维护方式。 4、通风口设计仪表板上的附设通风口是保持车内空气新鲜、氧气充足的主要部件之一。一般为圆形或方形的格栅，可以根据需要，上下、左右调整பைடு நூலகம்风方向.该项工作需要同专业人员进行协调。十三、早期分析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，由于其处于车内的高可见区域，除了要满足多种功能性要求，还涉及到许多安全法规的要求.在设计工程师完成初步的设计后,可以进行虚拟的产品试验，检验零件强度,刚度等是否达到目标值。1、模态分析辆在正常行驶过程中，由于受到发动机以及地面激励的作用，仪表板总成各个部件处于完全振动状态。如果刚度不合理，将直接影响仪表板总成的可靠性和NVH 特性等关键性指标。因此仪表板设计应保证合理的振动特性，以避免在使用过程中与车身各大总成产生共振.模态分析可以快速检验仪表板总成的振动特性是否满足要求。2、头部碰撞分析汽车在正面碰撞和紧急制动时，容易造成乘员头部和汽车仪表板的碰撞，使头部受到严重损伤.因此，开发安全的驾驶室内饰组件，研究人的头部在碰撞中的机械响应特性,对仪表板的改进设计具有重要的意义。头部碰撞分析所使用的有限元模型是在模态分析的基础上，添加球头模型（质量 6。8 kg,直径165 mm）,并且添加材料的塑性特性曲线的规定，在头碰区域内选取10个位置作为球头模型撞击点。标准规定在头部碰撞区域内,速度为24.1 km/h钢球撞击仪表板之后减速度超过80 g的持续时间不能超过3 ms。十四、RP件制作汽车仪表板快速成型工艺是汽车快速成型工艺中最复杂的成型之一，仪表板内的电路和线路非常多，表面质量要求很高，在汽车内饰件中所占的位置重要，样件试制的价格自然高。 汽车仪表板RP件制作工艺如下： 1、原型CNC加工，材料为ABS板材；2、模具A面特征为环氧树脂模具，B面结构为硅胶模具；3、注型真空注型,材料为PU树脂Hei—cast8150（类ABS材料)；4、后处理喷砂\喷漆\包覆\镀膜；5、检测工装治具拼接,三坐标测量；6、精度控制7、原型件主定位孔±0。3mm/1000mm,一般安装孔±0。5mm/1000mm,其它尺寸±1.0mm/1000mm。 8、注型件主定位孔±0.5mm/1000mm,一般安装孔±0。8mm/1000mm，其它尺寸±1。5mm/1000mm。十五、主体零件详细设计1、仪表板本体结构设计在完成仪表板总体布置并完成外形曲面设计后，我们得到了完整的仪表板本体曲面、各特征外形曲面以及他们之间的分界线,这是我们进行下一步设计工作、工艺分析和结构分析IM电竞平台的基础。

　　2、设计要求1）要体现功能性，并通过造型将结构的内在美与外形美结合起来;

　　2)要体现装饰性，外形美的仪表板给人第一眼的印象是安全、舒适、恬静、愉快，给人以美好而积极的作用；3）汽车外部造型、其它饰件相呼应做到整体感强，达到内外统一；4）仪表板的布局应主次分明、功能醒目，做到系统、简练、有层次、有起伏感；5）附件的造型应相互协调、配套。

　　仪表板总成是汽车内饰件中最重要的组成部分,也是车内最引人注目的部分，在行车过程中，为驾驶员方便、安全地提供各种信息与数据，仪表板的造型设计也体现了汽车的个性，可以将其作为衡量不同生产厂家的工艺水平与艺术风格的标准之一。一、仪表板的定义仪表板是指驾驶室中安装各种指示仪表和点火开关等的一个总成，汽车内饰中最关键的零部件之一，位于前排座椅和前风窗玻璃之间，通常为薄壁大跨度曲面零件。它装在仪表嵌板上，或者作为附件装在转向管柱上。仪表板总成好似一扇窗户，随时反映车子内部机器的运行状态。同时它又是部分设备的控制中心和被装饰的对象,是驾驶室内最引人注目的部件。仪表板总成既有技术的功能又有艺术的功能，是整车风格的代表之一。二、仪表板的作用1、集舒适,功能，安全，美观于一身,已成为彰显各种文化的载体；2、仪表板充当了汽车操纵中心，其上部有各种仪表及操纵开关,是汽车操纵显示的集中部分，是各种功能集成的载体.三、仪表板的组成四、仪表板的分类

　　1、中控显示屏国内汽车的中控屏也被特斯拉所传染,除了传统的音响和收音机之外，还加入了导航、视频以及一些更加时髦的功能。一些高端车型更是将车辆的诸多功能调节选项都安装在了这块中控大屏中，驾驶模式、油门响应、空调等许多功能都需要通过这块屏幕来执行。中控屏的设计主要从以下几方面考虑:

　　1）先进性一般采用超窄边液晶拼接显示技术，增大屏幕分辨率；2）高可靠性高档车上一般采用汽车用工业级液晶显示单元,应满足7*24小时，365天连续3）运行的需求4）低故障性具有自动调节屏亮度，紧急断电功能等；5)经济性拼接单元具有内部图像处理功能，同时能实现高频的显示拼接；6）易安装维护现在汽车中控屏趋势越来越采用内嵌式，但无论式内嵌还是外接式，显示单元都需考虑采用模块化结构，并具有可插拔部件.