机械设计与制造汽车仪表台系统化设计流程的研究1范平清1宋邵芳2邢彦峰1（1.上海工程技术大学汽车工程学院，上海201620；。蓝信机械工程咨询上海有限公司，上海318006型，建立其A面，通过制定仪表台结构方案，确定A面的分块和断面，而后根据仪表台的技术要求建立仪表台的三维模型。接着对仪表台进行安装工艺的分析，人机工程、运动干涉、模块化装配工艺和强度刚度的仿真分析，以降低开发风险，减少试验次数。后对仪表台的后续。

　　3设计程序与要点3.1系统方案设计3.2效果图及油泥模型仪表台属重要内饰件，是不同内饰风格体现的主要手段，涉及零件多投入大，为了提高设计成功率和降低开发风险，在设计前期需要以（二维或三维效果图形式进行外观确认，并进行1：1油泥模型的制作，以验证设计效果意图，如所示。

　　仪表台是重要内饰件，在满足功能实用的情况下，还必须符合特定的造型效果，其基本功能和尺寸根据驾驶室总布置定义的要求，参照以下要点建立：（1）与前围钣金、前风窗玻璃、A柱及A柱装饰板、车门系统、地板及地板垫的配合。（2方向柱的运动包络空间与三踏板的选用和空间分析。（3电器系统。（4冷暖风系统。（5根据座椅的H点，校核组合仪表视野和前视野，校核各功能件的人机工程。（6其它的要求和功能扩展。

　　表1仪表台的装配间隙和面差项目质量标准间隙平行度面差仪表台本体、要轻拿轻放，无变塑料件形，边缘无扭曲。

　　A左侧侧除霜风口与左本体B左前除霜装+0.5前除霜装饰板打饰板与左本体-0.5紧后不翘曲变形C右前霜装饰板与左前除霜装饰板D右前除霜装饰板与右本体+0.5前除霜装饰-0.5板打紧后不-0.5翘曲变形。

　　用2仪表台效果示意。3数据采集和A面的建立在油泥模型评审确认后，需将油泥模型表面数据采集输入计算机用于A面建模，从而得到A面的示意图，如所示。

　　3.4.4仪表台的技术条件ffl3a面示意m 3.4仪表台结构方案3.4.1仪表台总布置输入条件要求（1仪表台支撑横梁，冲压板，焊接，螺接。（2仪表台本体结构，整体注塑，表面纹理，局部钣金件加强。（3）仪表台副驾驶侧本体结构，整体注塑，表面纹理。（4整体注塑前风挡除雾格栅（拆分为两件），和仪表台支撑横梁形成整体除雾风管。（5仪表台副驾驶员侧检修口盖浇，实用快速装接结构，方面多次拆装。带书报盒。（6和仪表台本体整体成型的中央杂物盒。（7中央烟灰盒（抽拉式及点烟器。（8副驾驶员侧手套箱，箱体可拆卸。整体结构和手套箱锁安装及使用尺寸。（96个可四向调节出风口，筒形出风导向叶片结构，独立风门，4个出风口通用，异性中央风口。（10侧窗除雾风口。（11）2个吹脚暖风出口，和下饰板整体成型。（12空调控制开关。（134组组合翘板开关洪16个翘板开关），驾驶员左侧（4个翘板开关）可选电动后视镜及电加热后视镜快关。

　　（14前大灯调光快关。（15门控开关（2处）。（16其它开关。（17LCD显示屏（开口尺寸暂定为200x135，同一位置可选杂物盒。

　　（18转型管柱饰板。（19）组合仪表罩。（20空调风道。

　　3.4.2A面分块的确定A面分块的确定，按以下三个方面考虑：（1）原造型确定的特征线。（2模具制造工艺：在尽可能满足造型需求下，简化模具制造工艺，降低模具制造成本。（3装配工艺要求：可实现的拆装及装配工艺。

　　3.4.3断面图设计通过对断面图设计，以确定各零件装配及搭接关系、间隙和面差。断面控制图，如所示。仪表台的装配间隙和面差，如表1所示。

　　仪表台各塑料件的外观要求：（1表面光滑平顺，不允许有划痕，所有圆角清晰；（2制件不允许有缩臂、缩影、飞边等缺陷；（3表面花纹及色调见样品（由评审确认的效果图及评审意见确定。3.4.5装配模型的建立将上阶段的分块，A面按面差定义偏置（一般塑料件为2.5~ 3.0mn）。根据结构方案确定的断面控制图，设计零件之间的连接结构。通过间隙面差的定义，设计各零件之间的定位及安装点，确保间隙面差的实现。仪表台的三维模型，如所示。

　　4结构校核分析和试验4.1仪表台安装工艺分析仪表台安装工艺定义主要是确定仪表台的安装关系：仪表台骨架总成与车身钣金的连接；塑料件与骨架总成的连接；其它连接关系；电器系统的维护与拆装。仪表台各个构件的安装关系，如所示。

　　甓仪表台安装关系示意ffl 4.2仪表台人机工程校核仪表台人机工程校核包括视野分析和操控区域分析，一般以国家相关的法规要求或值作为基础，并结合行业标准或其它产品的数值进行优化分析。在此主要针对仪表台进行前视野分析，组合仪表视野分析示意图，如所示。方向管柱运动千涉的分析。

　　m丨R/i台架强度仿ft结机械设计与制造4.3运动仿真分析运动仿真分析主要包括方向管柱运动过程中与周边部件的间隙，三踏板运动过程中与周边部件的间隙，其它运动件（如门限位器、仪表台自身运动件等与周边部件的间隙。方向管柱运动千涉分析，如所示。

　　ra7组合仪衣视野分析Hk.7 4.4模块化装配上车工艺分析在进行模块化装配设计时，需要进行模块上车工艺的分析，分析过程，如所示。

　　惰块丨。车的丨：艺分折过B 4.5强度和刚度分析仪表台作为重要的内饰件，进行必要的结构分析以降低开发风险。仪表台总成从结构上分为骨架总成和表面塑料件，骨架总成起承载和支撑功能，所以主要针对仪表台骨架总成为进行强度和刚度的分析校核。

　　模态分析考查仪表台的激励共振危险区域，分析结果，如表2所示。

　　表2模态分析结果阶数频率（HZ阶数频率（HZ实际装车状态下，空调等其他载荷为40kg，扶手载荷75kg，按实际装车状态设置固定点，并对其进行全约束，校核上车时扶手处的强度和仪表台总成装配后整体的结构强度。结果如0所示。

　　4.6其他试验分析塑料件主要承担装饰和小件的安装作用，属薄壳结构件，目前一般只做模具分析。仪表台骨架总成与塑料件连接的结构分析，可通过经验数据、RP件试制装车验证、试模件装车验证进行设计修正，尽可能避免在塑料件皮纹加工完成后，再进行模具更改。此外，还要进行出风口风量及除霜除雾性能的分析（可与冷暖风同时进行），风口、手套箱等运动件的台架试验、仪表板装配总成的高低温试验，仪表台总成（装配在整车上实车道路试验等，并根据试验结果，及时更新设计数据。

　　5结论仪表台是车身内部造型的重要组成部分，其造型内容丰富但又受到严格制约。根据仪表台的功能和造型建立系统化设计流程。通过仪表台的机构方案和技术要求建立仪表台的三维模型。对仪表台进行安装工艺的分析，人机工程、运动千涉、模块化装配工艺和强度刚度的仿真分析，为后续的试验提供理论基础。为仪表台设计提供了一个系统化的设计流程方法。