随着汽车产业的发展，越来越多的汽车驶入人们的眼帘，目前人们不仅对车辆的外在造型有了一定的认知，对车辆的内在造型及人机工程也越来越了解，而作为整车中看到最多，集成功能最多的仪表板设计成为了汽车工程师的头疼课题。下面就简单介绍下汽车仪表板的设计思路。
标签：仪表板；拔模角；布局
引言
汽车仪表板在设计过程中会遇到这样或那样的问题，如根据造型设计出的仪表板无法出模，各仪表按键不能达到触手可及，各仪表及按键装配后不牢固等等问题，都是汽车工程师亟待解决的问题。
一、汽车仪表板的概述。（一）汽车仪表板是汽车上的重要功能件与装饰件，是一种薄壁大体积、上面开有很多安装仪表及各种操作按钮用的孔和洞的形状复杂的零部件。仪表板因其得天独厚的空间位置，使越来越多的操作功能分布于其中，除有反映车辆行驶基本状态的仪
表外，还有空调系统、影音娱乐系统，灯光系统等。（二）汽车仪表板的分类。汽车仪表板的结构和用材多种多样，但基本上可以分为硬质和软质仪表板两大类。硬质仪表板结构简单，主体部分为同一种材料构成，多用于载货汽车及客车，一般不需要表皮材料，采用直接注塑成型。软质仪表板由表层、缓冲层和骨架三部分使用多种材料构成。常用材料有PU、PP、ABS/PVC合金等，多用于轿车。此外，还有钢板冲压成型再焊接、涂装制造的钢质仪表板，钢质仪表板外层包覆人造革后制成的软包仪表板、木质仪表板等。
二、汽车仪表板的设计
仪表板是各种仪表、信号及操作开关的集合处，是汽车的操纵中心。设计合理的仪表板会使驾驶员感到得心应手，反之，可能涉及驾驶员乃至乘员的安全。因此，仪表板的设计应給予足够的重视。为便于说明问题，下面以第一汽车制造厂设计的轻型车仪表板为例（图1），阐述仪表板的设计。
汽车仪表盘图1解放型轻型车仪表板
（一）仪表板结构分块设计
仪表板在结构设计中，首先要确定主断面的校核。在CAS面阶段最主要的5个断面是：Y0断面、驾驶员出风口断面、方向盘断面、副驾驶安全气囊断面、副驾驶出风口断面。进行完断面分析后，需要进行结构设计。在结构设计中一般综合考虑仪表板的结构，但重点需要关注一些综合的结构设计。其中仪表板和连接的设计，在工艺安装中，仪表板注塑后，两端护板会有向内收缩的趋势，因此设计的时候需要做出仪表板和仪表板横梁的干涉量。第二个重点是电器中央控制器的设计，在此设置中更多的考虑要满足结构设计的强度和刚度；背部要有仪表板横梁的安装支架。由于需要给电器的面板开很多的孔，方便其安装，因此会影响仪表板的刚度和强度，在震动试验、路试试验时影响很明显，因此在设计的时候要做出螺钉安装点。通过仪表板横梁来增加产品的强度，避免由于开孔过多产生影响。
第三个重点是副驾驶安全气囊的结构设计，仪表板副驾驶侧有安全气囊。仪表板给安全气囊结构支撑。即需要保证气囊的各种试验合格（高温、低温、常温），还需要提供刚度保证，保证气囊总成在各种恶劣坏境中，产品安装的牢固稳定。在气囊爆破中，低温容易产生的碎片大，但增加产品的韧性后，对仪表板的耐刮擦产生影响，因此需要考虑两者的平衡。如图4，副驾驶侧仪表板模块设计。图5是正面的结构图示。
图4副驾驶侧仪表板模块设计
图5副驾驶侧仪表板正面结构图示
（二）产品件结构设计。
产品件结构在设计中，应该遵循一些准则，比如壁厚设计准则、加强筋设计准则、支柱设计准则、扣位设计准则、入件设计准则、洞孔设计准则。
在设计之初，要考虑拔模角度，方便塑料模具的凹凸模顺利分离，取出产品。如果没有拔模角度或拔模角度出现负角，产品将无法取出。可以说拔模角的定义是在产品设计之初最重要的环节。
由于模具设计中一般会把外观表面放在凹模上，而在凸模上设计背部的加强结构，安装结构，配合结构等等。凹凸模的使用要求不同也导致了凹模的模具表面精度要高于凸模，而且表面平整度也会高于凸模，因此在产品完成生产后，开模过程中产品通常会和凸模连接到一起。同时凹模端也是注塑机的注塑端，模具温度比较高，为了使产品不会附在凹模上，凹凸模的拔模角度要求通常会是相同的。
对于拔模角的定义在塑料制品出现这么多年来仍然没有一个明确的参考，因为在定义的过
程中需要考虑很多的影响因素，如材料，生产制造方式，表面皮纹深度等。塑料产品表面最常见的一种表面处理方式为皮纹。对于皮纹和拔模角的关系，通常我们会有一个经验值，那就是皮纹深度每增加0.025mm，拔模角度就需要增加1度来保证皮纹部分的出模。对于需要高度抛光的产品表面一般来说可以定义为0.125度或0.25度的拔模角。另外，加强筋需要设计成比较长而且高度比较高的筋，对模具上的顶针有额外的要求。
（三）仪表、显示器、标志符号和控制件的布置
这些器件必须严格遵照有关的法规、标准，在功能方面要符合视野、反光规律和人机工程学原理，仪表部位和仪表造型要特别注意反光妨碍视线的问题。在仪表板上的控制按键按其使用频率和重要性可划分为两级：一级控制件有：方向盘、变速杆、转向信号控制杆、起动开关、喇叭、雨刮器及风窗洗涤装置控制开关、前照灯开关、除霜开关、紧急故障报警、手制动器操纵杆；二级控制件有：通风开关、空调开关、音响开关、点烟器及烟灰盒。
（四）汽车仪表板总布置设计
布置仪表板是要根据相关标准来选用和确定所有仪表、显示器和主要操纵控制器间的位置。此外，还要从结构空间进行人机工程验证，其中包括视野性、手脚活动范围、肘部空间、手伸及界面、按钮区布局等诸多方面。
同时，在形体设计时，还要注意仪表板表面的反光性，避免干扰驾驶员的视线。对仪表板的表面必须进行消光或亚光处理，以获得舒适安全的驾驶感觉。仪表板上安装的仪表和各种器件大都来自不同的厂商，设计时要保证不同厂商器件的颜、质感、纹理的统一，还要注意仪表表面、指针、屏显、数字、警示灯、刻度盘等的形体、颜及灯光效果的统一，这些在方案设计初期都要妥善处理，为后期的细化局部设计做好准备。
结束语
在汽车中仪表板是非常独特的集安全性、功能性、舒适性与装饰性于一身的部件。它需要有一定的刚性，以支撑其所附的零件在高速和振动的状态下保证正常工作；同时，又需要有较好的吸能性，使其在发生意外时减少外力对正、副驾驶员的冲击。随着人们对车辆的理解越来越深入，对伸手可及、举目必望的仪表板，其手感、皮纹、泽、调也逐渐成为评判整车等级的重要标准之一。
参考文献：
[1]刘明明.汽车仪表板造型设计分析[D].东北大学，2008.
[2]战仕海.汽车仪表板的设计与分析研究[D].大连理工大学，2013.
[3]阎光寿.汽车仪表板设计[J].汽车技术，1986，09：23-29+37.
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