摘 要

随着人们生活水平的提高，汽车行业在中国飞速发展，拥有了一辆自己的车不再困难。而汽车内饰作为汽车的重要组成部分,其重要程度已经超越车身,成为对消费者而言仅次于动力和安全的第三购买选项,仪表台作为汽车内饰的重要组成部分，其设计也越来越重要。理论上仪表台的设计流程十分复杂，考虑到要与转向系统配合，应先制作仪表台的油泥模型，再进行数据扫描，在软件上完成建模。本次毕业设计由于条件所限，没有制作油泥模型，直接参考了实车数据，进行了仪表台的三维建模，在原车仪表台设计的基础上进行了部分改动，通过查阅资料，确定了仪表板制造的材料及工艺。

关键词：仪表台；设计；材料；制造

Abstract

With the improvement of people's living standards and the rapid development of the automotive industry in China, have a car is no longer difficult for people.The automotive interior as an important part of the car, its importance has been beyond the body, becoming second only to the power of consumers and the safety of third purchase option, dashboard important part of automotive interiors, and its design more and more important. Theoretically, dashboard design process is very complex, taking into account the steering system to cooperate, should first make a clay model of the dashboard, and then scan data to complete the modeling software. The graduation project due to limited conditions, we can’t build a clay model, I have a direct reference to the real vehicle data, do the three-dimensional modeling of the dashboard, on the basis of the original car dashboard design, I made some changes, through access to information, I determined the instrument board manufacturing materials and processes.

Key words：Dashboard；Design；Material；Manufacture

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

随着当代经济的发展,人们的购买力也提高了不少,汽车这种在以前算是奢侈品的交通工具，正迅速的普及到了普通家庭，在我国，伴随改革开放和十三五规划的开展，汽车需求量大大增加，达到了前所未有的局面，国内各企业的汽车销量都逐年增长。

由于汽车工业的发展，汽车的功能越来越复杂，附属装置也随之增多，为了使驾驶员能更快地掌握汽车各部分的状态，来正确地控制汽车，达到安全驾驶的目的，汽车仪表台作为汽车的信息展示区，其设计显得越来越重要。

汽车仪表台是驾驶员与汽车进行直接的信息交互的部件，它几乎为司机提供了驾驶所需的全部信息，如车速、发动机水温、所剩燃料量等，而且仪表台作为汽车内饰中重要的可视性部件，造型美观会对消费者产生很大的吸引力^[1]。

在设计时，综合考虑对仪表台的性能、成本、造型等方面的要求，要求仪表台制造材料为强度高、成本低、易成型、塑性强的材料，以达到设计的效果。同时，由于家用轿车的普及，我国交通网的构建又没有跟上需求，使得城市中堵车的现象特别常见，汽车事故发生率也逐年增加，因此，仪表台还需要为驾驶员营造舒适安全的驾驶环境。除了这些以外，仪表台还必须在人机关系上有协调性，一个能够满足人机要求的仪表台，会使驾驶员的操纵更加舒适、简洁，同时也会提高驾驶的安全性。

总的来说，汽车仪表台作为一大重要的内饰件，它能反映汽车内部各个系统的工作状态，同时它还是很多系统的控制面板，又是一个外观件，优秀的仪表台设计不仅能提高消费者的购买欲，还能为驾驶员的驾驶安全提供保障，提高驾驶的舒适性。

1.2国内外研究现状

随着时代的发展，科技的进步，人们对汽车的功能和性能要求也越来越高，随着汽车的电控部分渐渐取代老式的机械结构，汽车的结构和工作情况也越来越复杂，对于日渐复杂的运行状态，为了将其完整的展现给驾驶员，仪表板需要更合理更符合人机工程学的布局，仪表板设计的终极目标就是造型上简洁美观，操作上舒适简便^[2]。

在仪表台的设计和生产的研究上，虽然国内外的汽车内饰行业都在飞速发展,且都有了一定的水平,但由于我国的汽车行业整体起步较晚，汽车各系统的发展都不能算走在时代前列，特别是汽车内外饰方面，在国际上还没有很强的竞争力。近几年，各国的汽车行业研发都向提高产品竞争力、提高研发效率的方向发展，作为汽车的重要内饰部件，仪表台的设计研究也得到了很大的重视，如今仪表台的研发重心都偏向于开发使用安全、操作舒适、造型美观的零件，且在这些基础要求上追求使用成本低的材料以得到更高的利润。可以说，追求对外形美观、制造简单、使用寿命长的零件的设计是现代汽车内外饰方向的普遍发展趋势。但是就目前国内的汽车行业发展情况而言，虽然各公司对汽车内外饰的研发日渐重视，但是我们对仪表台的设计研发上还是存在很大的问题。首先，在进行设计前应该进行大量的调查和研究，进行分析对比，但是这一点并没有做到；其次，国内设计时习惯于先设计，再通过试制发现问题进而进行改进的习惯，往往会重复进行修改设计、修改模具、进行试制这三个步骤，期间会浪费大量人力物力，且效果也不理想。可以说，我国的仪表台设计大部分是单纯的照搬现有的产品设计，在此基础上再进行简单的设计修改，达到安装和配合的要求。一旦修改时经验不足，无法发现存在的隐患，或者现有的产品设计本身就有问题，产品就需要不断地进行修改，而在汽车工业飞速发展的现在，这种设计方式根本跟不上发展的速度，产品彻底修改完成以后更新的要求就又出现了，跟不上发展速度，竞争就更是无从谈起。要想跟上行业发展的步伐，满足人们对仪表台越来越高的要求，就必须对仪表台的设计方法从头到尾的进行改进，在进行充分调查后生产的仪表台，能更好的迎合消费者们的要求，才会更有竞争性。

总的来说，考虑到我国汽车行业的发展情况，仪表台的设计上应在设计之初进行足够的调查研究，确定开发的方向和目标，进行准确的产品定位，在初步完成设计之后应利用快速成型的方法进行试制，验证设计的可行性，根据试制的结果明确现有问题，再对问题进行有针对性的解决，并作出一定的优化。

1.3仪表台设计的基本要求

仪表台的位置限制了仪表台的设计空间，设计时不能不能自由发挥，会有一定的条件限制，如：因为仪表台是汽车内饰的一部分，所以在设计时要考虑到和其他内饰的配合，包括造型、风格、颜色等；由于仪表台后方有汽车的悬架和转向系统，仪表台的设计还应保证汽车的其他系统的正常工作，尤其是仪表台的手套箱等部件，在使用时不能对其他系统产生干涉；由于仪表台是驾驶员和乘客直接接触到的汽车部件，在发生意外时会与驾驶员和乘客有直接的碰撞，所以仪表台应有一定的强度，表面无尖锐凸起物；由于在驾驶员的乘坐空间在仪表台和座椅之间，所以仪表台的设计应满足人机工程学，以达到舒适驾驶的目的。

总的来说，仪表台的设计要求大致如下：

1）要满足操作的便利性、方便性；

2）要全面的考虑整车造型；

3）要考虑到驾驶控制子系统、信息系统、舒适性系统（例如空调控制器、收音机、开关、线束模块）；

4）各重要的信息系统应布置在驾驶员的视线范围内；

5）要能够和其它内饰系统配合为驾驶员提供舒适的内部环境；

6）能提供碰撞保护；

7）仪表台壳体和仪表台横梁应具有足够的强度和刚度，能抵抗一定程度的冲击；

8）仪表台在驾驶过程中不能产生振动和噪声；

9）仪表盘处的仪表罩要有足够的深度，来防止仪表台炫目；

10）要有良好的耐候性和尺寸稳定性，不能在长时间的阳光辐射下变形，否则会影响其他装配在仪表台上的零件；

11）仪表台壳体应有检查窗口，检查窗口要便于拆装，来进行内部零部件的检修与维护；

12）仪表台本身不能反光，对驾驶员造成炫目；

13）能提供一些用于储物的区域^[3]。

1.4设计流程

仪表台的设计是一个复杂的过程，针对不同的车型和对仪表台的不同的要求，仪表台的设计流程也不同。一般来讲，仪表台的开发设计流程如下：

1. 制作油泥模型。

在设计之初，要根据整车的总体布置制作仪表台壳体的油泥模型，收集仪表台的基本尺寸数据。制作油泥模型时要考虑下列因素：

1. 要符合人机工程学，保证仪表台的安全性和舒适性；
2. 要考虑到人的操作习惯，保证各控制件操作的方便性和准确性；
3. 仪表盘总成的各仪表要有良好的视野性，驾驶员能完整的看到仪表盘总成内各仪表的现实情况；
4. 仪表台的造型在于整车有一致性的同时，考虑美观因素，外形要有特色；
5. 结构上应便于制造、替换和维修；
6. 根据油泥模型收集到的数据进行测量，并进行初步装配。具体过程如下：
7. 确定测量方案，如利用三坐标测量的方式进行各数据的采集；
8. 对采集到的数据进行初步处理，生成CAD系统能够识别使用的数据格式（如ASC、STL等）；
9. 将数据导入CAD系统，进行点云的编辑和处理，得到测量出的建模最佳数据；
10. 将（3）中的结果在整车模型中进行配合，与整车的其他汽车零部件模型进行装配，看整体的装配效果能否达到要求，不能的话就加以修改；

3、仪表台总成的初步设计

1. 初步检查模型中仪表台的功能是否完善，制造是否可行，是否能方便维修，确定各零部件的分块；初步确定个零件的结构、材料、加工工艺、拔模方向和角度等相关关键的制造参数；
2. 确定仪表台各部件的安装方式和顺序；
3. 初步确定各部件的安装位置；
4. 初步确定仪表台总成各部件之间的间隙要求；
5. 仪表台风格曲面设计

由于扫描出的面是仪表台的外曲面，作为外观件，对其曲面的要求比普通面高。在该步骤中，要对扫描进电脑的点云进行拟合，并对表面数据进行区域划分，对于主体曲面的点云应精细调整，使其符合Class-A的基本技术要求，各部分的圆角应符合曲率上的连续要求，最后进行曲面检查，对设计完成的曲面进行品质评价，检验生成的曲面的质量能否达到标准^[4]。

1. 仪表台的结构及特征设计

仪表台总成的结构和特征的设计是针对仪表台总成的，所以设计好仪表台的壳体后，还应进行仪表台设计的详细设计和检查的工作，如安装仪表盘总成处的仪表盘支架的设计、空调通风口的设计、安放杂货箱处的开口设计、安放烟灰盒处的开口设计。除此之外还应对仪表台壳体的厚度、仪表台安装方案进行设计^[5]。

1. 零件的详细设计

在该过程中，需要确定各零件的材料和加工方式，进行工艺分析，确保零件加工的可行性。如仪表台壳体，仪表台壳体本身就是仪表台总成中最大的一个零件，在装配时，它将通过仪表台横梁直接与白车身相连，同时其他部件，如各种仪表、方向盘、换挡装置、通风装置都是安装在仪表台壳体上的，所以它的质量将会对仪表台总成的装配和使用产生很大的影响。应先根据车型和市场定位确定仪表台壳体的使用材料，在材料加工可行的前提下进行细节设计，得到具体的结构和加工工艺方案。最后综合各方面因素，确定安装和连接的方式。具体来说，在进行仪表台壳体的结构设计时，在满足基本功能要求的前提下，应考虑与车体连接方式，最好简单可靠；安装在壳体上的零件拆装应方便，且拆下后不会对仪表台壳体造成影响；对于非固定在壳体上的零件，要在进行结构设计之前进行运动部件的运动校核；与此同时还应考虑制造方面的问题，进行相应的工艺分析，保证产品能达到设计要求的效果^[6]。

仪表台总的设计流程如图1.1所示。

图1.1 仪表台设计流程

第二章 CR-V仪表台设计

由于本次毕业设计条件有限，无法在实车中制作油泥模型并进行扫描，所以无法按照真正的设计流程进行，且设计的车型已经确定，已有实车样本，所以实际设计内容与理论设计内容有一定的差距。

2.1仪表台基本参数的确定

理论上来说，仪表台的基本功能和尺寸应改根据汽车内部的总体布置，参照以下几点建立：

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. 冷暧风系统;
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^[7]。

本次毕业设计由于车型已经确定，所以基本尺寸可以进行实车测量，这样能保证设计的仪表台的视野性和操纵性。实车测量测得数据如下：

表2.1 仪表台基本尺寸

2.2仪表台上半壳体的设计

图2.2.1 仪表台上半壳体预览