閆功建
(石家莊中博汽車有限公司,石家莊050800)
人們對汽車的認知是從五官感受開始,從視覺、嗅覺、聽覺、觸覺以及主觀感受(方便性、舒適性)所得來的信息,形成了人們對整車的初步認識。以人為本,充分考慮感官感受,提升內飾精致性,將成為內飾研究的方向。如何提升內飾系統(tǒng)的品質?需要從造型、設計、材料、工藝等角度入手,進行系統(tǒng)的研究。不但需要考慮功能、法規(guī)等傳統(tǒng)質量要求,更要考慮感官感受的要求。從人們的感官入手,考慮乘員的視覺質量要求、嗅覺質量要求、聽覺質量要求、觸覺質量要求,并且充分考慮方便性、舒適性,以及不同目標人群的主觀感受及需求,建立相應的原則、標準及數據庫,可為內飾的產品開發(fā)提供指導。本文從視覺質量入手,以某款客車司機側門護板為例,深入探討在設計中應考慮的視線方向、尺寸配合、產品分塊、結構缺陷遮蔽、工藝缺陷處理等設計原則,討論在客車司機側門護板結構設計中,如何優(yōu)化視覺質量,提升內飾的精致程度[1]。
根據人眼視線觸及范圍,可以將內飾劃分為幾個區(qū)域,如:直接可視區(qū)域,非直接可視區(qū)域,不可視區(qū)域。零件所處區(qū)域不同,要求可適當有所差異。內飾系統(tǒng)由于造型和設計的需要,會劃分成若干個子系統(tǒng),各系統(tǒng)之間的配合連接,成為考慮的重點。在設計中要關注視線方向,力爭將縫隙設計在非直接可視區(qū)域,或者在不可視區(qū)域。若必須設計在可視區(qū)域,需考慮遠離視線方向的部件低進的設計原則(或稱為:上遮下,前遮后)。
圖1橢圓所示,在前內頂與客車司機側門護板結合部位,將兩者對接的縫隙設計在非直接可視區(qū)域,使得兩者對接結合部位的縫隙被前頂影藏,獲得圖2較好的視覺效果。
圖1
圖2
內飾質量提升的工作之一就是零件之間的尺寸配合,如間隙、直線度、平整度等,如儀表臺與司機側門護板之間的配合關系。尺寸配合是集成產品和工藝,通過使用基于數據的工具和穩(wěn)定的測量系統(tǒng)以滿足客戶要求的持續(xù)改進過程。尺寸配合時需要充分考慮如下因素:①考慮產品的熱脹冷縮性,預留間隙=產品長度*材料熱膨脹系數*溫度變化量,在溫差較大的區(qū)域,都要留出足夠的變形空間,否則會導致擠壓變形。②需要考慮車身及各個配合零件的公差累積情況,需要進行尺寸鏈分析,預留出合適的間隙,比較好的做法是在設計過程中,采用包絡的方法,把公差體現在數據中,能夠比較直觀地發(fā)現間隙是否足夠。③對于運動零部件,要考慮靜止狀態(tài)、運動過程中、裝配過程中、極限狀態(tài)下的間隙情況,各種狀態(tài)必須兼顧,否則會出現干涉異響等質量問題的出現。④在結構設計中,需要注意對間隙均勻性的控制,需要選擇合適的定位基準,對6個自由度進行約束,對于大的可變形的零件,需要多點定位;另外,在配合件之間可以采用筋條等方式控制間隙。⑤由于對內飾精細化要求逐步提升,新設計的車型,不但要定義定位基準還要追加一些額外的控制因素。比如均勻度,同一條縫隙是否一致,單縫隙的偏差允許在多少范圍內。另外,對稱設計的一些縫隙,需要定義差值,縫隙之間的差值要控制在某范圍之內,比如,儀表板與門板的間隙定義,不但要滿足單邊間隙公差定義要求,還要考慮左右縫隙的差值要控制在一定的范圍內。增加了均勻度及左右差的定義,實際上是對工藝提出了更高的要求,需要結合實際情況進行定義。
如下圖3所示,司機側的門護板設計,以A柱骨架后立面作為前包住定位基準,利用尺寸配合來控制門護板與司機窗下沿骨架、門護板與儀表臺之間的間隙,同時結合工藝安裝得到的穩(wěn)定數據,通過理論與實際尺寸的相互對比,從而得出持續(xù)改進的方案圖4,以達到內飾質量的持續(xù)提升。
圖3
圖4
內飾系統(tǒng)產品分塊對系統(tǒng)質量影響巨大,合理的分塊會降低設計及工藝難度,同時帶來較好的外觀效果;不合理的分塊會增加設計及匹配難度,提高系統(tǒng)成本,降低系統(tǒng)質量;以下是分塊的一些原則及實例:
在進行效果圖、司機側門護板設計時,需要盡量減少產品的分塊,進而減少零件數量,減少相互之間的配合關系。
需減少多個零件同時配合的情況,由于誤差、變形、溫度等因素,每個零件都會有公差,而零件疊加配合,會造成公差的累積放大,造成精度難以控制;因此,在分塊的時候,最好能夠選擇一個基體,其余零件與基體配合,減小誤差累積,提高配合質量。該設計思想在內飾產品設計當中有大量的應用,儀表板、副儀表板、門護板等件都可以采用。
如下圖5所示,通過對門護板分塊優(yōu)化,由左側調整為右側的門戶板整體式,減少了多個零件的同時配合,零件數量大大減少,外觀整潔,匹配難度降低,并且原先的設計風格得以保持,獲得了較好的效果。
圖5
需要對內部結構及外露的缺陷進行有效的遮蔽處理。螺釘布置在可視區(qū)域是不允許的,因為這樣會帶來低檔廉價的感覺。如果由于各種限制,無法避免,則要對其進行遮蓋,比如設計堵蓋等如下方法。
產品的內部結構需要進行有效的遮蔽,避免直接暴露在人的視線下,尤其是運動件,在靜止位置、極限位置以及運動過程中,都需要對其內部結構進行遮蔽。
如下圖6所示,對司機側門護板圓角邊倒角為斜角邊,提高表面層次,同時對外漏螺釘采用裝飾蓋遮蓋,對在視線外的司機遮陽簾固定在門窗下沿,進行隱藏,固定點起到很好的遮蔽。
圖6
精湛工藝是人們追求的目標,但產品表面產生的縮痕、熔接痕、頂白等缺陷,嚴重影響了產品的外觀質量,這些缺陷與模具、工藝參數、材料、產品結構等密切相關。對產生的表面缺陷,可以采用紋理對表面缺陷進行遮蔽,提高產品質量,節(jié)省材料及注塑成本。紋理在選擇時,需要注意如紋理的粗細、紋理的走向等。
圖7
如上圖7,縮痕為橫向,紋理為豎向,未能有效的遮蔽缺陷,反而使缺陷放大。
圖8
如上圖8,在選擇合適粗細的紋理時,可使表面缺陷被遮蔽。
本案僅僅是某款客車新車型設計中比較簡單的司機側門護板設計案例。在設計中關注視覺質量,從視線方向、尺寸配合、產品分塊、結構缺陷遮蔽、工藝缺陷處理等設計原則中展開精細化設計,進而營造一種高品質的主觀感受,增強產品競爭力,這些都成為有效提升內飾品質的重要手段。