汽车仪表零件的工艺性设计李华（安徽芜湖机械技工学校，安徽芜湖241000）分析，提出了在产品设计阶段就要优化产品结构，注重工艺性设计，才能从根本上保证产品的质量和可靠性。

　　对导光板。导光指针。拨叉及表牌装配等问题讨论了各种有效的工艺措施，为汽车仪表的研发提供了经验。

　　通过多年关注新产品开发的动向，以及对中外先进产品的性能、结构、工艺性和可靠性对比分析，逐步认识到汽车仪表的结构性、工艺性与可靠性设计在新产品开发、老产品改造、引进产品国产化和质量攻关中的重要性。如果产品结构有先天性不足，则无论怎样改进工艺、增加高技术设备的投入都无法从根本上改变产品性能，无法解决质量不稳定与可靠性差的毛病。下面仅针对汽车仪表塑料零部件的工艺性设计提出有效对策。

　　1透过式显示仪表导光板的工艺性设计国内各大仪表厂生产的透过式照明显示仪表与国外进口同类仪表产品相比，存在导光板导光性能差，光线分布不均，亮度不一等明显差距，虽经多次改进都无法达到国外同类样表水平。对进口国外样品使用的导光板与国内导光板样件进行工艺性分析和对比研究，发现除国内加工手段落后与材料因素外，主要忽略了以下几个问题：（1）忽略仪表导光板零件工艺性设计，没有考虑现有设备精度能否保证原样结构设计的精度；（2）光路设计阶段没能考虑塑料件的注塑工艺对导光板零件导光性能的影响；（3）工艺设计阶段没能准确提出注塑时材料流动方向及有关表面的粗糙度精度要求。

　　是一种进口的奥迪仪表用导光板，是一种国产导光板。从可看出，导光板结构本身并不新奇，但在工艺性处理方面，除注重材料因素外，它还注意了以下几点：（1）反射面和导光板背面作磨砂处理，形成镜面效应，防止入射光线折射到大气中，保证入射光线尽可能多地反射到表牌上，同时形成漫反射，保证照明光线柔和；（2）浇口设置在入射光线正对的侧面，使注塑时材料加压形成的光导纤维均匀地分布成如所示形式，与光线传输方向平行，这样便于使由光源进入导光板的光线完全均匀分布于整块导光板上照明；（3）导光板光线入射口光洁度较好，注塑成形，无不良杂质或斑点等毛病，保证能透入足够多的光线；（4）第四是注意模具分型面的设置和顶料杆位置的布置均在背面。因此，这种导光板在使用时，仪表刻度清晰、光线柔和。

　　相反，从可以看出，国产导光板导光率不足的缺陷是由以下几点工艺性处理不足引起的。（1）导光板正反两边均为光面，因而正反两面透射出的光线强度一样大，这样照射到表牌上的光线总量理论值就仅为入射光线的一半，且随着距光源距离增加，其亮度逐渐减弱明显；（2）光线入口处设有顶料杆位置，使入射口表面毛糙，对光线形成漫反射，终导致进入导光板内的入射光线总量大幅度减少；（3）未经磨砂处理的圆弧形传输光线的反射面，因多次发生光线反射和折射现象，又大幅度地增加了进入导光板内的光线损失；（4）模具分型面多，并置于入射光线的前端，这对进入导光板的入射光线来讲就好比一道道幕墙。（5）纤耍求：模具顶料杆只能设置磨砂处理表而光洁设置顶料杆模具分沏面不得有斑点和毛刺人射光线进口导光板简图种典型的国产导光板简图在异光板背而维分布如所示，跟光缆传输方向不一致。因而其总的导光性能就远远低于进口的同类零件，使仪表照明时形成一边亮一边暗、或虽将照明灯泡功率提高后仍无法增加亮度的不良现象。

　　通过对以上两种典型导光板零件的工艺性对比分析，对这类零件的工艺性设计应注意以下几点：（1）开模具时注意浇口位置与光线入射口位置的要求，使材料流动所形成的纤维方向与光缆传输方向一致；（2）注意尽可能减少光线反射次数，过渡采用直角45°反射面，如为圆弧形过渡则应两边磨砂处理；（3）模具分型面的设计以不影响光线传输为原则；4）为减少光线逸出量，导光板背面应磨砂处理，形成漫反射，确保光线柔和。

　　2克服透过式照明仪表侧漏光问题传统仪表照明方式都为侧面漏光照明，因其先天性不足，使透过式照明方式一推出，即迅速被淘汰掉。

　　但在透过式照明方，由于对光路设计与结构件的改进认识不足，仅注意了增加导光板的设计工作，光线不仅从表牌后面作透过式照明，而且又从表牌侧面的间隙漏进，形成不柔和的刺眼效果，严重影响仪表透过式照明本身光线柔和的优点。

　　为一种典型的屏板与表牌装配位置图。该设计中将表牌放到屏板的凹槽内，想由屏板上凸起的筋挡住光线。但是，为了保证装配过程中仪表屏板与后壳、机芯、表牌之间的相对位置误差影响装配，表牌外径在制造时就小于屏板上凹进的内腔，并留有一定的间隙，这样装配之后，光线就从这个间隙照进去，并反射到仪表内，形成所谓的侧漏光现象。解决侧漏光问题时，只要在保证机芯高度的同时，加大表牌外径尺寸，将屏板上原先凸起挡住光线的筋轻轻压到表牌上（如所示形式），就可克服。这样改进后，表牌径向尺寸要求放松，降低了表牌冲制模的精度要求，提高了表牌的加工工艺性，但对屏板上凸起的筋提出了一定的高精度要求。另一方面，由于屏板和表牌均为塑料件，在一定压力作用下，均允许一点变形余量，且少许装配误差不会影响仪表性能，因而对仪表来讲，在解决了测漏光问题的同时，总的工艺性也得到了很大程度的提高。

　　3导光指针的设计与相关部件工艺性调整国内多数厂家生产的指针导光的透过式仪表中，始终存在导光指针不导光或经过多次改进后，指针也只有1/3长度发亮问题。通过对相关零件及国内外产品的对比分析，发现仪表导光板光路设计跟指针成型工艺及光路设计是两大重要因素。

　　为奥迪轿车仪表小表机芯上导光板与指针间光线传输形式，在细小的轴孔位置，沿中心线有一正对入射光线45°的斜面，将射过来的光线向上反射，射进指针内，指针内也有一45°的斜面，再将光线沿针尖方向反射出去。另外，指针注塑时模具的浇口位置在指针尾巴后部，使注塑时材料的流动方向与光线传输方向完全一致，并有足够的保温时间。而大多数国产件中，虽然指针导光板外形与国外产品相似，但其工艺性细节部位却大不相同。例如导光板在指针轴孔处只是一个光孔、无光线反射斜面，仅靠本就十分微弱的平面逸出光线照明指针。或者有一个斜面，但却是一个非45°斜面，甚至为了便于装指针或误差影响，中间的光孔还进行扩孔处理，变成一个漫反射的毛面，照进指针内的光线就更少。这样的导光板与进口奥迪仪表的导光板相比，传输进指针的光线只有几分之一甚至几十分之一。

　　另一方面，我们现有的几种典型的指针型，注塑浇口位置一般都在其尾部的侧面，顶料杆位置设在针轮孔的前面，而进口件设置顶料杆在外轴孔的后面，如所示，使光线因没反射而无法进入指针内，另外光线反射斜面斜度不准、位置和大小均未经过严格计算。因而要改进指针导光性，就要改进指针光路设计与注塑时的工艺性设计，同时充分考虑相关部件导光板的光路设计与工艺设计，使导光板上的光线通过优化工艺性设计后尽可能多地传递到指针内，并尽可能多地传递到针尖上。

　　4改进零件的工艺性、提高产品合格率拨叉式热电仪表机芯因其结构简单、指示平稳、价格低廉、性能稳定、装配工艺性好等诸多优点，而得到世界各大主要仪表制造厂商的密切关注与极力推崇，迅速得到大面积的推广使用。在国内也先后有多家工厂采用这种结构形式，应用于许多新开发的仪表产品之中。

　　但是这种机芯的关键零部件塑料拨叉因国内设备、模具结构与精度、材料等工艺性问题的影响，使质量远不能满足批量生产的需求，使装配出的仪表指针极易发生卡死、跳动等影响性能的不良现象。经对零件检查分析后发现主要存在的瞧拔叉的方形槽刀口部位有细小的毛刺，使仪表装配后。滑杆在方形槽中滑动不灵活，导致仪表指针发卡或跳动的现象，并且由于拨叉尾部的转轴部位精度难以保证，也有毛刺等问题，使转动不灵活，易引起指针跳动和指示误差，而使用进口拔叉时却无上述现象发生。如所示，方形槽刀口面与模具分型面相交，决定了零件会存在毛刺的缺陷，另外浇口位于零件底端，使注塑时材料行程长，需要很大的压力才能保证材料完全达到顶部，而且由于拨叉末端为转动部位，在此设置浇口或顶料杆，其精度肯定会受到影响，因而严重影响拨叉转动的灵活性，甚至发卡。为保证质量，就势必要大幅度地提高模具精度和模具制造成本，为克服拨叉转动不灵活和防止滑杆在滑槽中滑动时仪表发卡现象，对拨叉结构和工艺进行改进。如0所示结构，是国内正广泛应用于奥迪轿车仪表机芯上的拨叉，滑槽由方孔改为开口结构，使模具的分型面移动到没有精度要求的拨叉长度方向。滑槽刀口和转轴部位由模具上电火花或城切割直接做出的高精度结构保证，浇口移到无精度要求的拨叉长度方向的中部背面。这样改进后，材料的注塑行程大大缩短，对零件加工模具总的精度要求降低，加工费用制造成本减少，且零件合格率大幅度提高，使整表可靠性和工艺性得到提高。

　　5结论综上所述，现代汽车仪表关键零部件的结构性、工艺性与可靠性设计是新产品的开发、传统产品的升级改造、引进国外先进产品国产化创新和进一步提高产品质量与性能的关键，也是产品优化设计，降低成本，提高产品市场竞争力的基础，而综合原理、结构和工艺性的分析，并采取简易对策。