《儀表板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》PPT課件.ppt

技術(shù)研究院,內(nèi)飾結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法 -儀表板設(shè)計(jì),K平臺(tái)- 朱莉,2,一、儀表板構(gòu)成與分類 二、儀表板設(shè)計(jì)原則 三、儀表板設(shè)計(jì)流程 四、儀表板的視野效核 五、儀表板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 六、儀表板總成技術(shù)要求. 七、 CAE驗(yàn)證 八、常見失效模式,目錄,3,一、儀表板構(gòu)成與分類,儀表板總成：是汽車的控制中心，是支撐各種儀表，指示裝置和收音機(jī)等重要的功能件和裝飾件的總成。 通常有軟化儀表板、硬塑儀表板,（1）硬塑儀表板 由樹脂材料一次注塑成型,具有成本低，質(zhì)量輕的特點(diǎn)，常用材料有:改性PP、ABS等，儀表板材料要求耐熱、耐濕且剛性好、不易變形。 （2）軟化儀表板 是由表皮，軟化層、骨架構(gòu)成 表皮材料多為為PVC或ABS材料 軟化層材料多為PUR或PE發(fā)泡材料 骨架為硬紙板、木纖維構(gòu)成,4,軟化儀表板加工工藝,（3）先將表皮真空吸塑成型，具體加工工藝是將吸塑好的表皮修剪后備用，置入發(fā)泡模腔內(nèi)，再放上骨架，然后注入緩沖類發(fā)泡材料（如PU）而成型。 由于半硬質(zhì)PU泡沫的開孔性，因此它具有良好的回彈性，并能吸收50-70的沖擊能量，安全性高，耐熱，耐寒，堅(jiān)固耐用 因?yàn)榕鲎矔r(shí)應(yīng)具有緩沖、吸能的功效、并具有良好的觸感，減少乘員損傷，所以軟化儀表板的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。,5,二、儀表板設(shè)計(jì)原則,“三化”原則- 標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化 輕量化原則- 采用軟質(zhì)材料、質(zhì)量小 繼承原則 - 保持產(chǎn)品繼承性 創(chuàng)新原則 - 在繼承的基礎(chǔ)上要有所創(chuàng)新，改進(jìn)上一代產(chǎn)品存在的不足。 同時(shí)要考慮儀表板總成的各部件的功能。,1、操控功能 2、乘坐功能 3、儲(chǔ)物功能 4、照明功能 5、娛樂(lè)功能 6、信息功能 7、 空調(diào),出風(fēng)等,6,三、 儀表板設(shè)計(jì)流程,1.產(chǎn)品定義: 1）首先確定儀表板總成的主要結(jié)構(gòu)形式 2）主要總成零部件構(gòu)成及借用件情況 3）主要技術(shù)性能指標(biāo) 4）預(yù)估總體目標(biāo)成本及競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品對(duì)標(biāo)分析 2.結(jié)構(gòu)可研性 1）儀表板總成效果圖、 造型方案設(shè)計(jì)主要是結(jié)構(gòu)件三維結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì) 2）儀表等功能件的布置及視野的校核 3）重要結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度分析(參照車型) 3.技術(shù)設(shè)計(jì) 1）儀表板總成上零部件詳細(xì)的結(jié)構(gòu)三維設(shè)計(jì) 2）儀表、收錄機(jī)、開關(guān)等功能件的布置及固定方式,并提供給電器 3）出風(fēng)口、煙灰盒等參數(shù)的確定，并提供給生產(chǎn)廠家，進(jìn)行二次設(shè)計(jì) 4）儀表板橫梁三維布置 5）重要結(jié)構(gòu)件強(qiáng)度分析,7,設(shè)計(jì)流程,4.工程設(shè)計(jì) 1）零件圖、總成圖、裝置圖設(shè)計(jì)、明細(xì)表編寫 1）二次設(shè)計(jì)圖的承認(rèn)(廠家圖) 5.試制樣件 (RP)試制試裝驗(yàn)證 6.零部件試驗(yàn) 1）可開啟件及翻轉(zhuǎn)件的壽命試驗(yàn) 2）塑料件的耐沖擊、抗老化、高低溫耐久試驗(yàn) 3）模擬實(shí)車震動(dòng)噪聲試驗(yàn) 4）紅外光照試驗(yàn) 5）氣候變化試驗(yàn)(冷熱交變) 7.整車道路試驗(yàn) 主觀感覺(jué)評(píng)價(jià)及震動(dòng)指標(biāo)(2萬(wàn)公里可靠性試驗(yàn)),8,四、儀表板的視野要求,1.可操作性 滿足人機(jī)工程學(xué)的要求 2.視認(rèn)性 儀表盤的視認(rèn)距離 儀表盤位置的確定 儀表罩上端界限 儀表罩反光旋目,9,儀表板的視野要求,（1） 儀表板總成的區(qū)域劃分 儀表板總成包括結(jié)構(gòu)件，功能件和裝飾件三部分組成 結(jié)構(gòu)件： 儀表板板本體總成儀表板橫梁、儀表罩、中控面板、雜物箱 總成及護(hù)板類總成等。 功能件： 儀表總成、出風(fēng)格柵、收錄機(jī)總成、開關(guān)總成、空調(diào)操縱面板、煙灰盒等。 裝飾件：相應(yīng)部位的裝飾板 (見圖1),10,儀表板總成的 區(qū)域劃分 圖一,11,（1）儀表板區(qū)域劃分,A區(qū) 是駕駛員與副駕駛員的共用區(qū),布置兩者在座位上都能操作的開關(guān),主要是附件方面的開關(guān)、收錄機(jī)等，不要布置與行車直接有關(guān)的重要開關(guān)，但可把緊急操作開關(guān)如：警報(bào)開關(guān)布置在A區(qū)。 B區(qū) 駕駛員座位操作區(qū)，副駕駛員也可操作，不要將行車直接有關(guān)的開關(guān)布置在此區(qū)內(nèi)，一般是將刮水器開關(guān)布置在此區(qū)。 C區(qū) 只有在駕駛員座位的操作區(qū)，布置與行駛相關(guān)，而副駕駛員操作不到的開關(guān) 如；點(diǎn)火開關(guān)、信號(hào)開關(guān)、電動(dòng)后視鏡開關(guān)等。 D區(qū) A、B、C、以外的區(qū)域，一般將玻璃升降器及座椅的開關(guān)布置在此部位。,12,儀表板的可操作性 將操作頻率高的部件布置在手容易觸及到的位置上，最大程度的滿足人體工程學(xué)要求，應(yīng)盡可能安排在雙手垂手可得之處，目前在一些轎車，卡車上的控制開關(guān)已形成了圍繞方向盤周圍的衛(wèi)星式操作系統(tǒng) 見(圖2） 圖2 （A） （B）,（2）儀表板的可操作性,13,圖2-(C),14,（3）儀表板總成的視認(rèn)性,儀表盤位置確定 駕駛員觀察儀表的視角 (即通過(guò)儀表平面的中心點(diǎn)和眼橢圓中心點(diǎn)的 連線與儀表平面的夾角) 應(yīng)盡可能接近90的要求,同時(shí)也要盡可能使駕駛員的視線處于最佳下視角30范圍內(nèi)。見（圖） 圖,15,儀表板的目視距離確定見（表一） 參考美國(guó)Hen-ry Dreyfus的推薦值即最大視距為711mm，最佳視距 0mm 另外還可參考英國(guó)默雷爾推薦的視距計(jì)算公式：.-. 式中；最佳讀取距離 儀表板外廓長(zhǎng)度 在實(shí)際的設(shè)計(jì)中上述參數(shù)的確定不是孤立的，是需要通過(guò)綜合平衡，進(jìn)行協(xié)調(diào)之后確定 表一,（4）儀表板的目視距離,16,儀表罩上端界線的確定原則 汽車標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各類汽車的前視野都有規(guī)定如：在設(shè)計(jì)中對(duì)汽車下視角不小于12 國(guó)標(biāo)規(guī)定：(長(zhǎng)頭車盲區(qū)應(yīng)小于6米、平頭車盲區(qū)應(yīng)小于4米)，因此在儀表板整體布置中，首先在確定儀表位置及儀表罩高度時(shí),要保證其不得越過(guò)下視角的邊界線，（駕駛員的視線處于最佳下視角30）范圍內(nèi)。見(圖) 圖,（5）儀表罩上端界線的確定,17,儀表玻璃及儀表罩的反光現(xiàn)象，主要來(lái)自前風(fēng)窗，側(cè)窗的光照射到儀表盤、 儀表罩框、風(fēng)窗玻璃及門窗支柱上，光在反射出來(lái)。 所以在確定儀表位置及罩框時(shí)，要效核光線的入射角及反射角，以避免反射光線與眼橢圓相交，造成駕駛員的眩目現(xiàn)象。 遮光罩大小確定： 應(yīng)注意使儀表罩反射的光不進(jìn)入駕駛員眼睛 并且每個(gè)儀表的照明不得映射到前風(fēng)檔玻璃上。 避免儀表板附件及裝飾件的反光措施： 將儀表板附件的可見部分處理成烏光或花紋，以達(dá)到避免眩目。,（6）儀表板的反光眩目,18,五、儀表板結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)原則,功能件的設(shè)計(jì) 1、煙灰盒設(shè)計(jì) 首先選用現(xiàn)有的件，具有一定的容量，關(guān)閉時(shí)密封性好，以便將煙頭快速熄滅。符合GB8410的阻燃性要求。材料多選用酚醛樹脂。 位置安裝上，要注意不得與變速手柄或踏板干涉，避免布置在與出風(fēng)口太近，以免吹散煙灰。 2、收錄機(jī)等電器件的選裝 應(yīng)在設(shè)計(jì)之前選好樣件，這樣利于儀表板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如果沒(méi)有樣件，那在造型做好的模型上選擇外表面，在做里面的連接支架。 要注意裝配的位置應(yīng)與模型上選擇外表面成法向布置。 3、雜物箱 打開雜物盒時(shí)，為了緩和與乘員膝部的沖擊，多采用回彈機(jī)構(gòu)，在雜物箱外表面覆蓋襯墊材料。在結(jié)構(gòu)方面，應(yīng)保證碰撞時(shí)即使周邊變形、損壞，雜物箱也不應(yīng)自動(dòng)打開。 4、遮光罩大小的確定 應(yīng)使儀表罩反射的光不進(jìn)入駕駛員眼睛，并且每個(gè)儀表的照明不得映射到前風(fēng)檔玻璃上。,19,. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則,零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、形狀設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要應(yīng)考慮有成型，脫模，盡量避免旁側(cè)的凹陷結(jié)構(gòu)或脫模方向，避免使模具采用側(cè)抽芯等復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，盡量避免分型面留在可見表面上。 2、產(chǎn)品尺寸 由于塑料的流動(dòng)性大,影響制件的尺寸設(shè)計(jì)，因此在設(shè)計(jì)中要對(duì)注射成型時(shí)流動(dòng)性差的塑料和壁厚較薄的制件，尺寸不能設(shè)計(jì)的過(guò)大,過(guò)薄,因?yàn)槿廴谒芰衔闯錆M型腔前就已固化，或勉強(qiáng)充滿，但料的結(jié)合處已不能很好的融合而形成冷接縫，會(huì)影響產(chǎn)品外觀和機(jī)械強(qiáng)度。 3、精度 由于塑料的本身收縮范圍大，含有水分和揮發(fā)物，因此制件的壁厚，幾何形狀，脫模斜度大小，孔，筋的位置都會(huì)影響尺寸精度。 4、壁厚 儀表板上的塑料件壁厚一般在16mm范圍內(nèi)，最常用的數(shù)值為23mm,壁厚過(guò)大，不僅增加成本，也容易在表面產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷、壁厚過(guò)小、成型困難、且強(qiáng)度差。,20,5、拔模角度 拔模角度是制件成型時(shí)的整體脫模方向，在制件的設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮筋、孔、翻邊等結(jié)構(gòu)按同一拔模方向設(shè)計(jì)。 6、脫模斜度 設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮制件內(nèi)外壁應(yīng)有足夠的脫模斜度。最小脫模斜度與所用材料的種類、收縮率、制件的幾何形狀和壁厚、制件表面花紋等有關(guān)，在選擇脫模斜度時(shí)可以考慮以下幾方面因素： 產(chǎn)品質(zhì)量要求高的，應(yīng)選擇較小的脫模斜度 形狀復(fù)雜、不易脫模的應(yīng)選用較大的脫模斜度 制件壁厚較厚時(shí)，會(huì)使成型收縮較大，應(yīng)選用較大的脫模斜度 脫模斜度的方向根據(jù)塑件的內(nèi)外形尺寸而定，制件內(nèi)孔，以型芯小端為準(zhǔn)，滿足尺寸要求，斜度在擴(kuò)大方向取得；制件外形，以型腔（凹模）大端為準(zhǔn)，滿足尺寸要求，斜度在縮小方向取得 不同材料，取不同的脫模斜度值，增強(qiáng)塑料宜取大，含自潤(rùn)滑劑等易脫模的材料可取小。表（二）為常見材料推薦的脫模斜度值。數(shù)值中如果沒(méi)給出脫模斜度，要在圖紙的技術(shù)要求中給出未注脫模斜度值。,21,各種材料推薦的脫模斜度（表二）,22,7、加強(qiáng)筋 為了確保制件的強(qiáng)度和剛度，而又不致使產(chǎn)品的壁不增厚，在設(shè)計(jì)時(shí)需要在適當(dāng)部位增加加強(qiáng)筋。加強(qiáng)筋還可以避免和減少產(chǎn)品的變形，在設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋時(shí)應(yīng)注意筋的方向應(yīng)盡量與料流方向一致；為保證空心塑件基面平整，加強(qiáng)筋的端面應(yīng)低于基面0.5mm左右；加強(qiáng)筋之間的間距應(yīng)取壁厚的2倍以上 下圖（圖）是加強(qiáng)筋圓角、脫模斜度的計(jì)算公式 圖,23,8、圓角 儀表板及其相關(guān)件，除使用上一定要求的尖角及因模具結(jié)構(gòu)關(guān)系不能有圓角外，其余所有結(jié)合面處都應(yīng)有圓弧過(guò)渡，因?yàn)閳A角能避免應(yīng)力集中，提高塑件強(qiáng)度，改善塑料的流動(dòng)情況并使脫模容易，同時(shí)增加美觀性。另外，制件上的圓角對(duì)于模具制造和機(jī)械加工及提高模具強(qiáng)度，也是不可缺少的。如果產(chǎn)品無(wú)特殊要求時(shí)，各連接處均應(yīng)有半徑不小于0.51mm的圓角。對(duì)于內(nèi)外表面的圓角，可采用如（圖）所示的圓角半徑 9、裝配孔 根據(jù)需要在設(shè)計(jì)制件上各種裝配孔和定位孔的位置時(shí)，應(yīng)不影響產(chǎn)品的強(qiáng)度，并應(yīng)盡量不增加模具制造的復(fù)雜性。孔與孔之間的距離不應(yīng)太小，一般取孔徑的2倍以上，孔與邊緣之間的距離取孔徑的3倍以上，并需要在固定用孔和其它受力孔的周圍設(shè)計(jì)一些凸邊或加強(qiáng)筋以提高其強(qiáng)度 10、凸凹紋、標(biāo)記及符號(hào) 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，需要增加標(biāo)記的符號(hào)時(shí)，可以在成型時(shí)直接壓出，應(yīng)盡量避免凹字。在設(shè)計(jì)外表面有條形花紋的手柄、按鈕等，須使條紋方向與脫模方向一致，條紋的間距應(yīng)盡可能大些便于制造和脫模,24,六、 技術(shù)要求,1、儀表板外觀：表面不允許有尖角、毛刺、凸凹等缺陷；在車的內(nèi)部都不應(yīng)看見泡沫或襯墊表皮邊界； 2、在行車中不允許有嗡嗡、吱吱、咯咯等異常噪聲； 3、顏色及花紋見樣板：不允許出現(xiàn)如變色、起泡、粗糙等缺陷； 4、出風(fēng)口總成表面不允許有尖角、毛刺、凸凹等缺陷； 5、運(yùn)動(dòng)部件允許涂脂，總成裝配后各操作應(yīng)流暢，不能有異常的聲音； 6、水平葉片、垂直葉片調(diào)節(jié)力為24N； 7、耐久性實(shí)驗(yàn)在室溫下操作15000次，在-30下操作2500次，在80 下操作 2500次無(wú)異常； 8、冷熱交變實(shí)驗(yàn)90 /4h-RT/1h40 /2h-RT/1h,4個(gè)循環(huán)無(wú)異常。 9、雜物箱鎖總成不能有毛邊、尖利、外形裂紋和模型分界線等缺陷； 使用時(shí)不應(yīng)有功能件斷裂或“嘎叭”響聲； 10、雜物箱蓋鉸鏈總成應(yīng)有足夠的剛性和自由度，必須使雜物箱蓋開關(guān)自如，操作輕便，沒(méi)有異常響動(dòng)； 11、安全性：應(yīng)滿足GB內(nèi)部突出物及 ECE等法規(guī)及國(guó)家相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)要求。 12、材料阻燃性滿足GB8410要求；,25,七、CAE驗(yàn)證,1、三維運(yùn)動(dòng)校核、裝配和干涉檢查 2、有限元強(qiáng)度計(jì)算、結(jié)構(gòu)優(yōu)化 采用CAE分析儀表板及橫梁強(qiáng)度 ；計(jì)算儀表板總成的一階頻率，確保儀表板總成具有足夠的剛度，避免行車時(shí)與車身產(chǎn)生共振。 （通常車身的頻率為2030Hz，座椅的頻率為15Hz, 儀表板為2830Hz，這樣的頻率分配可以避免行車中儀表板、座椅、車身各大總成產(chǎn)生共振。通過(guò)增加儀表板本體的強(qiáng)度，盡可能減少開孔面積，增加翻邊和加強(qiáng)筋等。滿足整車匹配性能要求） 3、試制方式驗(yàn)證 通過(guò)快速成型（硅膠模、低壓成型）的試制方式驗(yàn)證設(shè)計(jì) 4、性能實(shí)驗(yàn) 高低溫實(shí)驗(yàn)、模擬振動(dòng)試驗(yàn)、耐久性試驗(yàn)、耐候及光照試驗(yàn) 5、整車道路可靠性試驗(yàn)（2萬(wàn)公里） 6、