車身參數(shù)化設(shè)計(jì)流程

車身參數(shù)化設(shè)計(jì)規(guī)范-20150318ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd

本文介紹了CAD開發(fā)平臺(tái)CATIAV5在汽車車身零部件設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，通過采用文中CATIAV5StartModel設(shè)計(jì)模板可以極大提高CATIAV5在車身零件設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)質(zhì)量，大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間。

2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd自從進(jìn)入21世紀(jì)，中國(guó)在多年改革開放的經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)之上，與世界經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步融合，成功加入了WTO。中國(guó)汽車工業(yè)作為中國(guó)經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)也迎來了飛速發(fā)展的時(shí)期.汽車作為高級(jí)耐用工業(yè)品，從構(gòu)思、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、定型到批量生產(chǎn)，要耗費(fèi)巨大的資金和時(shí)間。其中車身的開發(fā)設(shè)計(jì)是其中非常重要的部分，約占整車開發(fā)費(fèi)用和時(shí)間的70%，按照傳統(tǒng)方式約需5-6年，采用電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD/CAM），現(xiàn)在從設(shè)計(jì)到樣車僅需2年時(shí)間甚至更短的時(shí)間，從而大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本，能夠更快更好的響應(yīng)市場(chǎng)需求。所以，我們針對(duì)現(xiàn)在所應(yīng)用的CAD產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)CATIA-V5及參考多個(gè)主機(jī)廠總結(jié)出了更適合現(xiàn)階段車身開發(fā)的設(shè)計(jì)思路方法，編輯了一個(gè)通用的3D數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)模板：CATIA-V5StartModel。車身3D數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)是汽車工程化設(shè)計(jì)的最關(guān)鍵階段。3D數(shù)據(jù)要體現(xiàn)車身零件工程化的許多必要信息，CATIA-V5StartModel就很好的實(shí)現(xiàn)了這些信息的整和。它充分挖掘CATIA-V5的參數(shù)化設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，通過對(duì)CATIA-V5PART文件歷史樹結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅提高了設(shè)計(jì)階段的工作效率，并且對(duì)數(shù)據(jù)信息的讀取和后期零件數(shù)據(jù)的修改都提供了更高的可操作性。使整個(gè)車身設(shè)計(jì)流程的工作效率有顯著提高。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd介紹CATIA-V5StartModel的結(jié)構(gòu)形式和其在車身設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用方法一、CATIA-V5StartModel模板根據(jù)車身零件3D數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)特征，將歷史樹分成如下組成部分：

1、零件名稱（PARTNUMBER）

2、車身坐標(biāo)系（AxisSystems）

3、零件實(shí)體數(shù)據(jù)(PartBody)

4、外部數(shù)據(jù)（externalgeometry）5、最終結(jié)果（finalpart）6、零件設(shè)計(jì)過程(partdefinition)7、關(guān)鍵截面(section)2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd1、零件名稱（PARTNUMBER）零件名稱定義的規(guī)范性和準(zhǔn)確性對(duì)汽車主機(jī)廠來說在整個(gè)汽車產(chǎn)品生命周期內(nèi)對(duì)產(chǎn)品的采購(gòu)、生產(chǎn)、銷售都具有重要意義。所以首先要確定零件的準(zhǔn)確件號(hào)和盡量簡(jiǎn)單且詳盡的名稱。如下圖所示：XXX_XXXXXXX-X00_000_REINF_ROOFSIDEGRABHANDLE_LH_CHZK_20060510車型代號(hào)零件的件號(hào)零件的版本號(hào)零件的英文名稱設(shè)計(jì)者名字簡(jiǎn)稱設(shè)計(jì)完成日期2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd2、車身坐標(biāo)系（AxisSystems）該坐標(biāo)原點(diǎn)為車身坐標(biāo)原點(diǎn)即是世界坐標(biāo)原點(diǎn)，定義該坐標(biāo)系以后后期設(shè)計(jì)過程中的幾何元素的空間坐標(biāo)都以該坐標(biāo)系為基準(zhǔn)。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd3、零件實(shí)體數(shù)據(jù)(#PartBody)PartBody內(nèi)是用來存放零件實(shí)體數(shù)據(jù)，一般是設(shè)計(jì)的最終結(jié)果實(shí)體數(shù)據(jù)。如果需要更改PartBody的名稱，可以在PartBody右鍵屬性內(nèi)更改，如果要反映該零件設(shè)計(jì)的不同階段或不同狀態(tài)的實(shí)體數(shù)據(jù)，或者是周邊相關(guān)零件的實(shí)體數(shù)據(jù)（周遍相關(guān)零件的Parent信息來自#externalgeometry），可以在零件內(nèi)插入多個(gè)PartBody來分別定義。插入了多個(gè)PartBody來分別存放定義不同狀態(tài)實(shí)體數(shù)據(jù)。PartBody的名稱可根據(jù)需要做對(duì)應(yīng)更改。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd4、外部引用數(shù)據(jù)（#externalgeometry）如圖所示，#externalgeometryopenbody內(nèi)包括兩個(gè)openbody分別為#designsurfaces和#importedgeometry，在做零件設(shè)計(jì)時(shí)需引用外部幾何元素作為邊界條件，而這些外部元素根據(jù)其性質(zhì)不同可以分為如下兩中類型。#designsurfaces

該openbody用來存放做零件設(shè)計(jì)所需要的造型A級(jí)曲面數(shù)據(jù)。#importedgeometry該openbody用來存放與所設(shè)計(jì)零件有邊界約束關(guān)系的幾何元素2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd5、最終結(jié)果（#finalpart）該openboy用來存放零件的最終設(shè)計(jì)曲面數(shù)據(jù)、材料的矢量方向、材料厚度、零件MLP信息、搭接面零件上的螺母、螺栓以及對(duì)部件的設(shè)計(jì)修改信息。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd5.1#finalgeometry該openbody用來存放零件的最終設(shè)計(jì)結(jié)果，僅僅用一個(gè)面片來表示，這個(gè)結(jié)果可以用InvertOrientation命令將零件設(shè)計(jì)過程（#partdefinition）數(shù)據(jù)的最后一步結(jié)果保存在#finalgeometryopenbody內(nèi)。如圖所示2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd5.2#lastchanges表示數(shù)據(jù)凍結(jié)后的設(shè)計(jì)更改結(jié)果存放在此openbody內(nèi)，其表示方法與#finalgeometry類似，用InvertOrientation命令將零件設(shè)計(jì)過程（#partdefinition）數(shù)據(jù)的最后一步結(jié)果保存在#lastchangesopenbody內(nèi)。此時(shí)，#lastchanges內(nèi)保存的零件設(shè)計(jì)過程（#partdefinition）數(shù)據(jù)的最后一步結(jié)果與#finalgeometry內(nèi)的結(jié)果相比已經(jīng)發(fā)生了設(shè)計(jì)更改。2/3/2023ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd5.3#toolinginfo該openbody內(nèi)用來存放表示材料料厚和材料矢量方向信息的料厚線，料厚線用0.7mm的點(diǎn)劃線表示，料厚線的長(zhǎng)度為實(shí)際料厚尺寸的100倍，料厚線的方向由材料的適量方向決定。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd5.4#MLP該openbody內(nèi)用來存放零件工程化設(shè)計(jì)后期的許多MLP相關(guān)信息。主要有主次定位孔和夾持面信息。每個(gè)主次定位孔及夾持面信息在CATIAV5參數(shù)化建模過程中主要由如下元素構(gòu)成：一個(gè)點(diǎn)、一條線、一個(gè)平面、一個(gè)草繪（夾持面有兩個(gè)草繪）。如圖所示。主定位孔a參數(shù)化元素夾持面S1參數(shù)化元素主定位孔a2/3/2023ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd5.5#

matchingareas

零件上搭接區(qū)域的標(biāo)注信息存放于此。用0.5mm寬的紫色雙點(diǎn)劃線表示搭接區(qū)域，該線條在零件表面上以實(shí)際搭接邊界為準(zhǔn)向內(nèi)偏移1mm。一個(gè)封閉區(qū)域用一條打斷關(guān)聯(lián)的曲線表示。與不同零件的搭接區(qū)域在結(jié)構(gòu)樹上命名方式,如圖所示。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd6、零件設(shè)計(jì)過程（#partdefinition）在結(jié)構(gòu)樹上的這一部分是零件設(shè)計(jì)的主體工作，也是工作量最大，最關(guān)鍵的部分。這部分#partdefinition的構(gòu)成如圖所示。#partdefinition包括參考點(diǎn)（#referencepoint）、基礎(chǔ)面(#basicsurface)、壓筋結(jié)構(gòu)(#depressions)、翻邊結(jié)構(gòu)(#flanges)、裁剪結(jié)構(gòu)（#trimmed_part）和孔(#holes)特征。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd6.1、參考點(diǎn)（#referencepoint）該openbody內(nèi)有一個(gè)點(diǎn)，該點(diǎn)為車身坐標(biāo)原點(diǎn)（0、0、0），在后面的零件設(shè)計(jì)過程中，幾何元素的構(gòu)建大多數(shù)情況下要以該點(diǎn)為參考點(diǎn)。我們也建議幾何元素的參數(shù)化盡量以該點(diǎn)為基準(zhǔn)。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd6.2、基礎(chǔ)面(#basicsurface)

在零件設(shè)計(jì)過程中要有大局觀，整體意識(shí)。即由整體到局部，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的過程，StartModel就是遵循這樣一個(gè)思路來進(jìn)行零件設(shè)計(jì)的。當(dāng)接到一個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，首先考慮構(gòu)成該零件的主要型面是怎樣的，即該零件的形狀是怎樣的。在該型面的基礎(chǔ)上怎樣來很好的實(shí)現(xiàn)零件的功能，就是接下來要考慮零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即增加必要的壓筋結(jié)構(gòu)(#depressions)、翻邊結(jié)構(gòu)(#flanges)和孔(#holes)特征。當(dāng)然基礎(chǔ)面和零件結(jié)構(gòu)這兩者是相互影響的，要綜合考慮。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,LtdStartModel實(shí)例操作理原車輛技術(shù)研發(fā)有限公司車身部2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd單擊“打開”按鈕，打開startmodel模板文件，然后點(diǎn)擊“文件”菜單下的“另存為”，將文件名改為需要的零部件名稱并存儲(chǔ)。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd將結(jié)構(gòu)樹中的實(shí)力名更改與零部件代號(hào)一致在設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)常要切換結(jié)構(gòu)樹中的當(dāng)前工作對(duì)象。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd將結(jié)構(gòu)樹中的#externalgeometry下的#importedgeometry幾何圖形集設(shè)為當(dāng)前工作對(duì)象轉(zhuǎn)到模塊下插入零件點(diǎn)云數(shù)據(jù)。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd點(diǎn)云數(shù)據(jù)如圖所示2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd零件的表面設(shè)計(jì)及處理過程操作全部在#partdefinition幾何圖形集中進(jìn)行接下來將進(jìn)行零件表面設(shè)計(jì)2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd首先進(jìn)行基本曲面的設(shè)計(jì)將設(shè)為#basicsurface工作對(duì)象2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd在#basicsurface下，將#reference_structure復(fù)制，修改名為miansurface_01，設(shè)為工作對(duì)象2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltdmainsurface_01下的內(nèi)容如下圖，包括一個(gè)參考點(diǎn)，三個(gè)坐標(biāo)平面和三個(gè)草圖平面2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd在主參考面上做一點(diǎn)，如圖做該點(diǎn)的時(shí)候可以使用輔助方法確定該點(diǎn)的位置，一般取參考面的大致對(duì)稱中心的位置2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd在結(jié)構(gòu)樹中右鍵點(diǎn)擊該點(diǎn)，用菜單中的隔離密令去掉點(diǎn)的參數(shù)，刪掉因作該點(diǎn)而做的其它特征，再用“coordinates”定位該點(diǎn)2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd選中“reference_point”右鍵選擇“替換”彈出下列對(duì)話框，按照下圖操作，點(diǎn)擊“確定”即可2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd這樣miansurface_01的參考結(jié)構(gòu)就構(gòu)建好了，與#reference_structure的對(duì)比如右圖2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd在與主參考面相交的倆個(gè)坐標(biāo)系平面上分別左一條直線，以用作構(gòu)造該平面的輪廓線和引導(dǎo)線2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd輪廓線和引導(dǎo)線如下圖所示構(gòu)造平面的輪廓線和引導(dǎo)線不要再該平面內(nèi)建立，最好在與該平面垂直相交的倆個(gè)坐標(biāo)平面內(nèi)建立，這樣便于修改其位置約束2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd可以運(yùn)用拉伸或者掃掠來完成基礎(chǔ)面的構(gòu)建2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd構(gòu)建完成的基礎(chǔ)面2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd通過上頁(yè)相同的建面方法完成各大基礎(chǔ)面的構(gòu)建2023/2/3ReosVehicleTech(Suz