王波

摘 要：隨著全球科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步，汽車設(shè)計行業(yè)的發(fā)展逐漸向?qū)I(yè)化、多學(xué)科交叉的層面發(fā)展，需要汽車工程設(shè)計人員不斷學(xué)習(xí)更新知識體系，其中斷面設(shè)計是內(nèi)外飾工程設(shè)計人員需掌握的基本技能與設(shè)計工具。斷面設(shè)計工作量大、持續(xù)時間長、調(diào)整頻繁、對工程設(shè)計人員的技術(shù)能力要求高，文章介紹了一種基于CATIA軟件內(nèi)外飾斷面設(shè)計方法，可以有效提升斷面設(shè)計的效率。關(guān)鍵詞：斷面設(shè)計;調(diào)整;效率中圖分類號：U462 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B ?文章編號：1671-7988（2019）01-100-04

A method of automobile interior and exterior section design

Wang Bo

（Changan Automobile?Hefei Research institute， Anhui Hefei 230000）

Abstract：?With global the rapid progress of science and technology， the design of the automobile industry development gradually to a more professional and multidisciplinary cross the level of development， automotive engineering designers need to continue to learn new knowledge system， the design of section is inside and outside decoration engineering design personnel to master the basic skills and design tools. The section design work has the characteristics of large workload， long duration， frequent adjustment， and high requirement of the technical ability to the engineering designers. This paper introduces a method of automobile interior and exterior section design base on CATIA software， which can effectively enhance the efficiency of the section design.Keywords： section design; adjustment; efficiencyCLC NO.： U462 ?Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2019）01-100-04

引言

隨著全球科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步，汽車設(shè)計行業(yè)的發(fā)展逐漸向?qū)I(yè)化、多學(xué)科交叉的層面發(fā)展，需要汽車工程設(shè)計人員不斷學(xué)習(xí)更新知識體系;在設(shè)計過程中需考慮零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化、產(chǎn)品系列化;考慮使用條件的復(fù)雜多變;重視汽車使用中的安全、經(jīng)濟、可靠與環(huán)保;使工程設(shè)計與美學(xué)設(shè)計相結(jié)合;在保證可靠性的前提下盡量減小產(chǎn)品的自身質(zhì)量;設(shè)計要在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的指導(dǎo)下進(jìn)行，考慮人機工程、交通工程、制造工程等要求。其中斷面設(shè)計是內(nèi)外飾工程設(shè)計人員需掌握的基本技能與設(shè)計工具。

斷面設(shè)計工作量大、持續(xù)時間長、信息量大、調(diào)整頻繁、對工程設(shè)計人員的技術(shù)能力要求高，本文介紹了基于CATIA軟件一種內(nèi)外飾斷面設(shè)計方法，可以有效提升斷面設(shè)計的效率;從造型斷面實現(xiàn)方式、斷面位置定義調(diào)整、固定點布置調(diào)整等過程詳細(xì)介紹了所應(yīng)用斷面設(shè)計方法。

1 斷面的含義

1.1 定義

在汽車內(nèi)外飾零部件設(shè)計初期，表達(dá)零件本身的典型結(jié)構(gòu)及與邊界零件的典型配合的二維截面圖;斷面設(shè)計是內(nèi)外飾設(shè)計過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)，貫穿于造型效果圖、油泥模型制作、造型面設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計的整個過程。

在工程設(shè)計階段，斷面是定義內(nèi)外飾主要結(jié)構(gòu)零部件分塊邊界、間隙面差、定位安裝、搭接關(guān)系、成型結(jié)構(gòu)等的重要手段，也是保障工程設(shè)計符合法規(guī)、人機工程、運動空間、強度、穩(wěn)定性等的重要措施。

1.2 分類

1.2.1 按作用分類

1.2.1.1 外觀斷面

是指用來反映內(nèi)外飾系統(tǒng)零件與邊界零件可見外表面間隙面差搭接關(guān)系的截面圖;

1.2.1.2 結(jié)構(gòu)斷面

是指用來反映內(nèi)外飾系統(tǒng)零件之間或與邊界零件的安裝配合結(jié)構(gòu)關(guān)系的截面圖。

1.2.1.3 校核斷面

是指用來校核內(nèi)外飾系統(tǒng)零件與邊界零件法規(guī)、人機工程、運動空間、強度、穩(wěn)定性等的截面圖。

1.2.2?按設(shè)計階段分類

概念（宏觀）斷面、典型（主）斷面、設(shè)計（詳細(xì)）斷面等

1.2.3 按對象分類

總布置斷面、車身斷面、內(nèi)外飾斷面等

1.3 作用

體現(xiàn)內(nèi)外飾設(shè)計的結(jié)構(gòu)方案，是連接造型面到工程設(shè)計的橋梁;給造型提供工程支持，包括件的分塊，位置，尺寸等，并提供給造型必要的布置分析做參考;檢查和控制關(guān)鍵造型特征以及內(nèi)外飾系統(tǒng)的間隙面差。

明確每個內(nèi)外飾零件的拔模方向和角度;明確零件之間的定位、安裝、配合、結(jié)構(gòu)形式;分析結(jié)構(gòu)的可行性，空間、結(jié)構(gòu)、邊界關(guān)系等，以確保工程的結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn);校核和確認(rèn)法規(guī)與人機工程符合性，以及裝配拆卸操作及運動空間可行性。

2 設(shè)計方法

2.1 要求

2.1.1 表達(dá)要求

選取的斷面應(yīng)能反映件與邊界（如車身、底盤、電器等分組）的裝配搭接關(guān)系;重點表達(dá)配合、安裝，應(yīng)盡可能多地反映該處的特征信息;對于左右對稱件只繪制左側(cè)斷面;對于開閉件、運動件需繪制閉合開啟及遠(yuǎn)動極限狀態(tài)等;

2.1.2 斷面位置

斷面方位應(yīng)優(yōu)先平行于坐標(biāo)基準(zhǔn)面;密封件的剖切斷面的方向為法向;所有體現(xiàn)周邊件間隙剖切斷面的方向為法向等。

2.1.3 參數(shù)化

斷面應(yīng)能便于調(diào)整，包括適應(yīng)及控制A面變動、適應(yīng)及控制剖切位置變動等;斷面里固定結(jié)構(gòu)應(yīng)能快速插入、調(diào)整等;斷面應(yīng)全部用定位草圖繪制。

2.2 定義斷面位置

參數(shù)化三維點控制斷面位置，不建議直接使用基準(zhǔn)面作為斷面草繪平面。

2.2.1 直接偏移基準(zhǔn)面作為斷面草繪平面

2.2.2 經(jīng)過點偏移基準(zhǔn)面作為斷面草繪平面

先初步定義參考點的位置，若是無參的點通過三維坐標(biāo)控制的有參點，圓整點的三維坐標(biāo)，經(jīng)過此點偏移基準(zhǔn)面確定斷面的設(shè)計平面。

2.2.3 經(jīng)過點與線垂直的平面作為斷面草繪平面

常見于門洞直口邊處斷面草繪平面確定，當(dāng)直口邊或基準(zhǔn)點更改時通過參數(shù)調(diào)整或替換點與線使草繪平面可以隨著更新。

2.2.4 與基準(zhǔn)面成角度的平面作為斷面草繪平面

如門護板上水瓶放置空間斷面定義，經(jīng)水杯布置位置中心軸線與Y方向線形成的平面確定作為斷面草繪平面。通過調(diào)整點的坐標(biāo)和角度可以快速地重新布置水瓶，調(diào)整后已繪制好的斷面平面隨著更新，僅需修訂斷面信息;避免反復(fù)繪制斷面的工作量。

2.3 定義拔模方向

2.3.1 拔模線確定方法

可以參照改型前零件或同類件定義;若無參照，以CAS面主要大面法向初步設(shè)定，檢查CAS面是否滿足拔模要求，再調(diào)整直至最佳狀態(tài)。

2.3.2 拔模方向的確定順序

首選與X、Y、Z三個坐標(biāo)軸平行的方向;次之，僅與一個坐標(biāo)平面成夾角;再次之，與兩個坐標(biāo)平面成夾角;最次，與三個坐標(biāo)平面都有角度。所設(shè)夾角最好是整數(shù)值;

2.3.3 總成內(nèi)部零件拔模方向定義

通常一個總成的內(nèi)部零件拔模方向盡量一致;不一致時，要注意子零件與本體的配合結(jié)構(gòu)，既要符合各自的拔模要求又要實現(xiàn)配合的功能要求。

2.3.4 參數(shù)化拔模線

將旋轉(zhuǎn)過程帶參數(shù)設(shè)定，方便后續(xù)調(diào)整非坐標(biāo)軸平行方向的拔模線。

2.4 基準(zhǔn)與邊界

2.4.1 基準(zhǔn)

如門洞直口邊、前后風(fēng)擋玻璃位置及直口邊，側(cè)窗玻璃、內(nèi)外辟水條位置以及自定義的基準(zhǔn)線等。

2.4.2 邊界

借用的內(nèi)外飾周邊件、以及車身、電器、底盤、動力系統(tǒng)、附件等;車身、總布置先期提供斷面、校核要求輸入。

2.5 擬合外表面

在草繪界面，采用樣條曲線逼近造型曲面，擬合外表面或定義新的造型面位置，為后續(xù)因造型面變化方便調(diào)整做好準(zhǔn)備。

2.6 定義分縫位置

對于CAS面沒有分縫或分縫位置我們不符合要求時，需要定義分縫位置?？梢杂靡桓€也可以用兩根線表達(dá)分縫位置，可以表達(dá)分縫中心位置也可以直接將分縫邊界定出。

2.7 繪制結(jié)構(gòu)斷面

帶參投影外表面擬合曲線，偏出料厚，根據(jù)拔模線與分縫位置，繪制配合結(jié)構(gòu)斷面。

這時，如果需要減小水瓶的內(nèi)部空間，可以返回2.5擬合外表面，調(diào)整樣條曲線位置，調(diào)整后結(jié)構(gòu)斷面隨之更新，提高調(diào)整造型面的效率，如圖：

2.8 插入固定結(jié)構(gòu)

2.8.1 建立固定結(jié)構(gòu)

建立固定結(jié)構(gòu)（含標(biāo)準(zhǔn)件、固定座、對手件、及其它固定結(jié)構(gòu)等）草繪圖的超級副本;

2.8.2 初設(shè)固定結(jié)構(gòu)控制點

2.8.3 插入固定結(jié)構(gòu)超級副本

2.8.4 調(diào)整固定結(jié)構(gòu)位置并修剪固定結(jié)構(gòu)斷面

通過調(diào)整固定結(jié)構(gòu)控制點位置可以方便、快速、精準(zhǔn)地調(diào)整位置。

2.9 修整并標(biāo)注

刪除或隱去與斷面無關(guān)的信息，按規(guī)定設(shè)置好線寬、線型、顏色，進(jìn)入功能公差標(biāo)注模塊，完成斷面信息標(biāo)注。

3 結(jié)束語

本文介紹了基于CATIA軟件一種內(nèi)外飾斷面設(shè)計方法，可以有效提升斷面設(shè)計的效率;從造型面的斷面繪制方式、斷面位置定義調(diào)整、固定點布置調(diào)整等過程詳細(xì)介紹了斷面設(shè)計方法。

基于CATIA軟件，利用設(shè)計過程的參數(shù)化、超級副本的應(yīng)用、樣條曲線擬合造型位置，使得原本較為工量作量大、持續(xù)時間長、信息量大、調(diào)整頻繁的斷面設(shè)計過程變得可控與高效。

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