畢業(yè)設(shè)計(jì)論文正文-汽車儀表盤(pán)的逆向設(shè)計(jì)

1、汽車儀表盤(pán)的逆向設(shè)計(jì)摘 要汽車儀表盤(pán)不僅能反映汽車的造型風(fēng)格，而且還是汽車上重要的信息顯示窗口，能集中、直觀、即時(shí)、準(zhǔn)確地提供汽車在行駛過(guò)程中的各種動(dòng)態(tài)狀況，讓駕駛?cè)藛T可以通過(guò)汽車儀表不斷反饋的信息，對(duì)汽車進(jìn)行適時(shí)有效的控制：汽車儀表是駕駛?cè)藛T與汽車進(jìn)行信息交流和互動(dòng)的重要界面。人們對(duì)美好事物的追求，使得現(xiàn)代儀表盤(pán)造型逐步注重美感。因此設(shè)計(jì)出線條優(yōu)美，曲面平滑，極富動(dòng)感，由自由曲面拼接而成的儀表盤(pán)成為了儀表盤(pán)發(fā)展的必然趨勢(shì)。同時(shí)CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，以及塑料模具工藝技術(shù)的改進(jìn)，新材料的應(yīng)用，這些都對(duì)汽車儀表盤(pán)的設(shè)計(jì)提出了新的要求。而其中的逆向設(shè)計(jì)，因能縮短設(shè)計(jì)周期降低設(shè)計(jì)成本

2、，在汽車儀表盤(pán)的設(shè)計(jì)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。逆向設(shè)計(jì)的軟件中，CATIA因其強(qiáng)大的曲面模塊和逆向模塊，備受設(shè)計(jì)者們的青睞。如何更好的逆向設(shè)計(jì)出儀表以及更加規(guī)范的逆向設(shè)計(jì)流程，正是設(shè)計(jì)者們?cè)诜e極探索研究的課題。關(guān)鍵詞：汽車儀表盤(pán)；信息顯示；發(fā)展趨勢(shì)； 逆向設(shè)計(jì)； CATIA - I -汽車儀表盤(pán)的逆向設(shè)計(jì)AbstractCar dashboards, not only to reflect the car's styling, but also important information in the car window, focused, intuitive, real-time,

3、 accurate delivery of the car in the process of moving a variety of dynamic conditions, so that drivers can continue through the car dashboard feedback, timely and effective control of the car: the car dashboard to the driver and vehicle information communication and interaction interface. The pursu

4、it of better things, making the modern instrument panel shape and gradually focus on beauty. Design beautiful lines, smooth surface, very dynamic, stitched together by the free surface of the dashboard has become the inevitable trend of development of the dashboard. The development and application o

5、f CAD / CAE / CAM technology, as well as plastic mold technology improvements, the application of new materials, which are on the car dashboards, design the new requirements. The reverse design, because it can shorten the design cycle to reduce design costs in the design of the car dashboard more wi

6、dely used. CATIA the reverse design of the software ,because of its strong surface module and reverse modules, much of the designers of all ages. How to better the reverse design of the instrument, as well as more standardized reverse design flow, is the designers to actively explore the research to

7、pic.Keywords: car dashboard; information display; trends; reverse design; CATIA- IV -目 錄摘 要IAbstractII1緒論- 1 -1.1塑料件成型工藝- 1 -1.1.1 塑料件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)- 1 -1.1.2塑料件成型方法- 3 -1.2逆向工程的發(fā)展概述- 5 -1.3 逆向設(shè)計(jì)軟件CATIA- 7 -1.3.1 CATIA軟件的簡(jiǎn)介- 7 -1.3.2 CATIA的逆向設(shè)計(jì)模塊- 8 -1.4本論文研究目的和工作內(nèi)容- 9 -2 汽車儀表盤(pán)概述- 10 -2.1 汽車儀表盤(pán)簡(jiǎn)介- 10 -2.1.1汽

8、車儀表盤(pán)定義- 10 -2.1.2 汽車儀表盤(pán)各符號(hào)的含義- 10 -2.2汽車的組合儀表及工作原理- 13 -2.3汽車儀表盤(pán)的計(jì)流程- 14 -2.3.1風(fēng)格造型- 14 -2.3.2結(jié)構(gòu)及特征設(shè)計(jì)- 16 -2.3.3 零件詳細(xì)設(shè)計(jì)- 16 -2.3.4裝配設(shè)計(jì)- 17 -2.3.5儀表板總成開(kāi)發(fā)流程圖- 17 -2.4 汽車儀表盤(pán)的發(fā)展趨勢(shì)- 18 -3 汽車儀表盤(pán)的逆向設(shè)計(jì)- 20 -3.1 點(diǎn)云的采集- 20 -3.2 點(diǎn)云的前期處理及三角化- 21 -3.3 逆向建模- 23 -3.3.1 逆向各曲面- 23 -3.3.2 帶參倒角- 27 -3.3.3 實(shí)體加厚- 29 -4

9、設(shè)計(jì)數(shù)模的審查確定- 31 -4.1 數(shù)模的審查- 31 -4.2 數(shù)模的確定- 34 -結(jié) 論- 35 -參 考 文 獻(xiàn)- 36 -致 謝- 37 -汽車儀表盤(pán)的逆向設(shè)計(jì)1緒論 本論文旨在研究逆向設(shè)計(jì)儀表盤(pán)，而設(shè)計(jì)不單是簡(jiǎn)單的建模，更需要考慮工藝要求、性能要求，講就設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方法。因此本章有必要介紹一下塑料模具的工藝，設(shè)計(jì)汽車儀表盤(pán)的方法以及逆向軟件，為后面章節(jié)的逆向設(shè)計(jì)汽車儀表盤(pán)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。1.1塑料件成型工藝1.1.1 塑料件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1） 膠厚（膠位）：塑膠產(chǎn)品的膠厚（整體外殼）通常在0.80-3.00左右，太厚容易縮水和產(chǎn)生汽泡，太薄難走滿膠，大型的產(chǎn)品膠厚取厚一

10、點(diǎn)，小的產(chǎn)品取薄一點(diǎn)，一般產(chǎn)品取1.0-2.0為多。而且膠位要盡可能的均勻，在不得已的情況下，局部地方可適當(dāng)?shù)暮褚稽c(diǎn)或薄一點(diǎn)，但需漸變不可突變，要以不縮水和能走滿膠為原則，一般塑料膠厚小于0.3時(shí)就很難走膠，但軟膠類和橡膠在0.2-0.3的膠厚時(shí)也能走滿膠。 （2） 加強(qiáng)筋（骨位）：塑膠產(chǎn)品大部分都有加強(qiáng)筋，因加強(qiáng)筋在不增加產(chǎn)品整體膠厚的情況下可以大大增加其整體強(qiáng)度，對(duì)大型和受力的產(chǎn)品尤其有用，同時(shí)還能防止產(chǎn)品變形。加強(qiáng)筋的厚度通常取整體膠厚的0.5-0.7倍，如大于0.7倍則容易縮水。加強(qiáng)筋的高度較大時(shí)則要做0.5-1的斜度（因其出模阻力大），高度較矮時(shí)可以不做斜度。 （3） 脫模斜度：塑料

11、產(chǎn)品都要做脫模斜度，但高度較淺的（如一塊平板）和有特殊要求的除外（但當(dāng)側(cè)壁較大而又沒(méi)出模斜度時(shí)需做行位）。出模斜度通常為1-5度，常取2度左右，具體要根據(jù)產(chǎn)品大小、高度、形狀而定，以能順利脫模和不影響使用功能為原則。產(chǎn)品前模的斜度通常要比后模的斜度大0.5度為宜，以便產(chǎn)品開(kāi)模事時(shí)能留在后模。通常枕位、插穿、碰穿等地方均需做斜度，其上下斷差（即大端尺寸與小端尺寸之差）單邊要大于0.1以上。 （4） 圓角（R角）：塑膠產(chǎn)品除特殊要求指定要銳邊的地方外，在棱邊處通常都要做圓角，以便減小應(yīng)力集中、利于塑膠的流動(dòng)和容易脫模。最小R通常大于0.3，因太小的R模具上很難做到。 （5） 孔:從利于模具加工方面

12、的角度考慮，孔最好做成形狀規(guī)則簡(jiǎn)單的圓孔，盡可能不要做成復(fù)雜的異型孔，孔徑不宜太小，孔深與孔徑比不宜太大，因細(xì)而長(zhǎng)的模具型心容易斷、變形?？着c產(chǎn)品外邊緣的距離最好要大于1.5倍孔徑，孔與孔之間的距離最好要大于2倍的孔徑，以便產(chǎn)品有必要的強(qiáng)度。與模具開(kāi)模方向平行的孔在模具上通常上是用型心（可鑲、可延伸留）或碰穿、插穿成型，與模具開(kāi)模方向不平行的孔通常要做行位或斜頂，在不影響產(chǎn)品使用和裝配的前提下，產(chǎn)品側(cè)壁的孔在可能的情況下也應(yīng)盡量做成能用碰穿、插穿成型的孔。 （6） 凸臺(tái)（BOSS）：凸臺(tái)通常用于兩個(gè)塑膠產(chǎn)品的軸孔形式的配合，或自攻螺絲的裝配。當(dāng)BOSS不是很高而在模具上又是用司筒頂出時(shí)，其可不

13、用做斜度。當(dāng)BOSS很高時(shí)，通常在其外側(cè)加做十字肋（筋），該十字肋通常要做1-2度的斜度，BOSS看情況也要做斜度。當(dāng)BOSS和柱子（或另一BOSS）配合時(shí)，其配合間隙通常取單邊0.05-0.10的裝配間隙，以便適合各BOSS加工時(shí)產(chǎn)生的位置誤差。當(dāng) BOSS用于自攻螺絲的裝配時(shí)，其內(nèi)孔要比自攻螺絲的螺徑單邊小0.1-0.2，以便螺釘能鎖緊。如用M3.0的自攻螺絲裝配時(shí)，BOSS的內(nèi)孔通常做 2.60-2.80。 （7） 嵌件：把已經(jīng)存在的金屬件或塑膠件放在模具內(nèi)再次成型時(shí)，該已經(jīng)存在的部件叫嵌件。當(dāng)塑膠產(chǎn)品設(shè)計(jì)有嵌件時(shí)，要考慮嵌件在模具內(nèi)必須能完全、準(zhǔn)確、可靠的定位，還要考慮嵌件必須與成型部

14、分連接牢固，當(dāng)包膠太薄時(shí)則不容易牢固。還要考慮不能漏膠。 （8） 產(chǎn)品表面紋面：塑料產(chǎn)品的表面可以是光滑面（模具表面省光）、火花紋（模具型腔用銅工放電加工形成）、各種圖案的蝕紋面（曬紋面）和雕刻面。當(dāng)紋面的深度深、數(shù)量多時(shí)，其出模阻力大，要相應(yīng)的加大脫模斜度。 （9） 文字：塑料產(chǎn)品表面的文字可以是凸字也可以是凹字，凸字在模具上做相應(yīng)的凹腔容易做到，凹字在模具上要做凸型心較困難。 （10）螺紋：塑膠件上的螺紋通常精度都不很高，還需做專門(mén)的脫螺紋機(jī)構(gòu)，對(duì)于精度要求不高的可把其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化成可強(qiáng)行脫模的結(jié)構(gòu)。 （11) 支撐面：塑膠產(chǎn)品通常不用整個(gè)面做支撐面，而是單獨(dú)做凸臺(tái)、凸點(diǎn)、筋做支撐。因塑膠產(chǎn)品

15、很難做到整個(gè)較大的絕對(duì)平面，其容易變形翹曲。(12) 塑膠產(chǎn)品的裝配形式： 超聲線接合裝配法，其特點(diǎn)是模具上容易做到，但裝配工序中需專門(mén)的超聲機(jī)器，成本增大，且不能拆卸。超聲線的橫截面通常做成0.30寬0.3高的三角形，在長(zhǎng)度方向以 5-10MM的長(zhǎng)度間斷2MM； 自攻螺絲裝配法, 其特點(diǎn)是模具上容易做到，但增加裝配工序，成本增大，拆卸麻煩； 卡鉤扣位裝配法，其特點(diǎn)是模具加工較復(fù)雜，但裝配方便，且可反復(fù)拆卸，多次使用?？ㄣ^的形式有多種，要避免卡鉤處局部膠位太厚，還要考慮卡鉤處模具做模方便?？ㄣ^要做到配合松緊合適，裝拆方便，其配合面為貼合，其他面適當(dāng)留間隙。 BOSS軸孔形式的裝配法，其特點(diǎn)是模

16、具加工方便，裝配容易，拆卸方便，但其缺點(diǎn)是裝配不是很牢固。 (13) 齒口：兩個(gè)塑膠產(chǎn)品的配合接觸面處通常做齒口，齒口的深度通常在0.8-2.5左右，其側(cè)面留0.1左右的間隙，深度深時(shí)做斜度1-5度，常取 2度，深度淺時(shí)可不作斜度。齒口的上下配合面通常為貼合（即0間隙）。 (14) 美觀線：兩個(gè)塑膠產(chǎn)品的配合面處通常做美觀線，美觀線的寬度常取 0.2-1.0，視產(chǎn)品的整體大小而定。 (15) 塑膠產(chǎn)品的表面處理方法：常用的有噴油、絲印、燙金、印刷、電鍍、雕刻、蝕紋、拋光、加顏色等。 (16) 常用到的金屬材料有：不銹鋼、銅合金（黃銅、青銅、磷銅、紅銅）、彈簧鋼、彈簧、鋁合金、鋅合金。(17)

17、金屬材料常用的防銹方法：電鍍、涂防銹油、噴防銹漆。1.1.2塑料件成型方法（1）壓縮模塑。壓縮模塑又稱模壓，是模塑料在閉合模腔內(nèi)借助加壓(一般尚須加熱)的成型方法。通常，壓縮模塑適用于熱固性塑料，如酚醛塑料、氨基塑料、不飽和聚酯塑料等縮模塑由預(yù)壓、預(yù)熱和模壓三個(gè)過(guò)程組成： 預(yù)壓 為改善制品質(zhì)量和提高模塑效率等，將粉料或纖維狀模塑料預(yù)先壓成一定形狀的操作。 預(yù)熱 為改善模塑料的加工性能和縮短成型周期等，把模塑料在成型前先行加熱的操作。模壓 在模具內(nèi)加入所需量的塑料，閉模、排氣，在模塑溫度和壓力下保持一段時(shí)間，然后脫模清模的操作。壓縮模塑用的主要設(shè)備是壓機(jī)和塑模。壓機(jī)用得最多的是自給式液壓機(jī)，噸位

18、從幾十噸至幾百噸不等。有下壓式壓機(jī)和上壓式壓機(jī)。用于壓縮模塑的模具稱為壓制模具，分為三類；溢料式模具、半溢料式模具不溢式模具。壓縮模塑的主要優(yōu)點(diǎn)是可模壓較大平面的制品和能大量生產(chǎn)，其缺點(diǎn)是生產(chǎn)周期長(zhǎng)，效率低。 （2） 層壓成型。用或不用粘結(jié)劑，借加熱、加壓把相同或不相同材料的兩層或多層結(jié)合為整體的方法。層壓成型常用層壓機(jī)操作，這種壓機(jī)的動(dòng)壓板和定壓板之間裝有多層可浮動(dòng)熱壓板。層壓成型常用的增強(qiáng)材料有棉布、玻璃布、紙張、石棉布等，樹(shù)脂有酚醛、環(huán)氧、不飽和聚酯以及某些熱塑性樹(shù)脂。（3）冷壓模塑。冷壓模塑又叫冷壓燒結(jié)成型，和普通壓縮模塑的不同點(diǎn)是在常溫下使物料加壓模塑。脫模后的模塑品可再行加熱或借助

19、化學(xué)作用使其固化。該法多用于聚四氟乙烯的成型，也用于某些耐高溫塑料(如聚酰亞胺等)。一般工藝過(guò)程為制坯-燒結(jié)-冷卻三個(gè)步驟。（4） 傳遞模塑。傳遞模塑是熱固性塑料的一種成型方式，模塑時(shí)先將模塑料在加熱室加熱軟化，然后壓入巳被加熱的模腔內(nèi)固化成型。傳遞模塑按設(shè)備不同有工種形式： 活板式； 罐式； 柱塞式。 傳遞模塑對(duì)塑料的要求是：在未達(dá)到固化溫度前，塑料應(yīng)具有較大的流動(dòng)性，達(dá)到固化溫度后，又須具有較快的固化速率。能符合這種要求的有酚醛、三聚氰胺甲醛和環(huán)氧樹(shù)脂等。傳遞模塑具有以下優(yōu)點(diǎn)： 制品廢邊少，可減少后加工量； 能模塑帶有精細(xì)或易碎嵌件和穿孔的制品，并且能保持嵌件和孔眼位置的正確； 制品性能均

20、勻，尺寸準(zhǔn)確，質(zhì)量高； 模具的磨損較小。缺點(diǎn)是： 模具的制造成本較壓縮模高； 塑料損耗大； 纖維增強(qiáng)塑料因纖維定向而產(chǎn)生各向異性； 圍繞在嵌件四周的塑料，有時(shí)會(huì)因熔按不牢而使制品的強(qiáng)度降低（5） 低壓成型。使用成型壓力等于或低于1.4兆帕的摸壓或?qū)訅悍椒?。低壓成型方法用于制造增?qiáng)塑料制品。增強(qiáng)材料如玻璃纖維、紡織物、石棉、紙、碳纖維等。常用的樹(shù)脂絕大多數(shù)是熱固性的，如酚醛、環(huán)氧、氨基、不飽和聚酯、有機(jī)硅等樹(shù)脂。 低壓成型包括袋壓法、噴射法。 (1) 袋壓成型。借助彈性袋(或其它彈性隔膜)接受流體壓力而使介于剛性模和彈性袋之間的增強(qiáng)塑料均勻受壓而成為制件的一種方法。按造成流體壓力的方法不同，一般

21、可分為加壓袋成型、真空袋壓成型和熱壓釜成型等。 (2) 噴射成型。成型增強(qiáng)塑料制品時(shí)，用噴槍將短切纖維和樹(shù)脂等同時(shí)噴在模具上積層并固化為制品的方法。（6）擠出成型。擠出成型也稱擠壓模塑或擠塑，它是在擠出機(jī)中通過(guò)加熱、加壓而使物料以流動(dòng)狀態(tài)連續(xù)通過(guò)口模成型的方法。擠出法主要用于熱塑性塑料的成型，也可用于某些熱固性塑料。擠出的制品都是連續(xù)的型材，如管、棒、絲、板、薄膜、電線電纜包覆層等。此外，還可用于塑料的混合、塑化造粒、著色、摻合等。 擠出成型機(jī)由擠出裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和加熱、冷卻系統(tǒng)等主要部分組成。擠出機(jī)有螺桿式(單螺桿和多螺桿)和柱塞式兩種類型。前者的擠出工藝是連續(xù)式，后者是間歇式。 單螺桿擠出

22、機(jī)的基本結(jié)構(gòu)主要包括傳動(dòng)裝置、加料裝置、料筒、螺桿、機(jī)頭和口模等部分。擠出機(jī)的輔助設(shè)備有物料的前處理設(shè)備(如物料輸送與干燥)、擠出物處理設(shè)備(定型、冷卻、牽引、切料或輥卷)和生產(chǎn)條件控制設(shè)備等三大類。 （7） 擠拉成型。擠拉成型是熱固性纖維增強(qiáng)塑料的成型方法之一。用于生產(chǎn)斷面形狀固定不變，長(zhǎng)度不受限制的型材。成型工藝是將浸漬樹(shù)脂膠液的連續(xù)纖維經(jīng)加熱模拉出，然后再通過(guò)加熱室使樹(shù)脂進(jìn)一步固化而制備具有單向高強(qiáng)度連續(xù)增強(qiáng)塑料型材。通常用于擠拉成型的樹(shù)脂有不飽和聚酯、環(huán)氧和有機(jī)硅三種。其中不飽和聚酯樹(shù)脂用得最多。擠拉成型機(jī)通常由纖維排布裝置、樹(shù)脂槽、預(yù)成型裝置、口模及加熱裝置、牽引裝置和切割設(shè)備等組成

23、。1.2逆向工程的發(fā)展概述（1） 逆向工程技術(shù)定義逆向工程也稱反求法、反求工程。逆向工程技術(shù)與傳統(tǒng)的產(chǎn)品正向設(shè)計(jì)方法不同。它是根據(jù)已存在的產(chǎn)品或零件原型構(gòu)造產(chǎn)品或零件的工程設(shè)計(jì)模型，在此基礎(chǔ)上對(duì)已有產(chǎn)品進(jìn)行CAD重建，在根據(jù)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)和改進(jìn)，是對(duì)已有產(chǎn)品設(shè)計(jì)的再設(shè)計(jì)和改進(jìn)。逆向工程的主要任務(wù)是將原始物理模型轉(zhuǎn)化為工程設(shè)計(jì)概念或產(chǎn)品數(shù)字化模型。實(shí)物或樣件三維測(cè)量數(shù)據(jù)三維產(chǎn)品數(shù)模產(chǎn)品的一體化開(kāi)發(fā)。設(shè)計(jì)中充分利用CADCAECAM技術(shù)對(duì)已有的產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)服務(wù)。 （2） 逆向工程測(cè)量系統(tǒng)根據(jù)測(cè)量時(shí)測(cè)量頭是否和零件接觸，可按其測(cè)量方式分兩大類。 接觸式測(cè)量：故名思議，測(cè)量時(shí)測(cè)量針頭測(cè)量時(shí)和零件接觸取得

24、數(shù)據(jù)。根據(jù)使用的測(cè)頭不同。又可分為觸發(fā)式和連續(xù)式。接觸式應(yīng)用最為廣泛的是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。它是20世紀(jì)6o年代發(fā)展來(lái)的新型高效精密測(cè)量?jī)x器，是有很強(qiáng)柔性的大型測(cè)量設(shè)備。 非接觸式測(cè)量：根據(jù)測(cè)量原理的不同，可分為三角形法、激光干涉法、激光衍射法、結(jié)構(gòu)光法、計(jì)算機(jī)視覺(jué)法、超聲波法和層析法、CT測(cè)量法、MRI測(cè)量法等。（3） 逆向工程技術(shù)流程數(shù)據(jù)采集：逆向工程是以一個(gè)物理零件或模型作為開(kāi)始，進(jìn)而決定下游工程。通常采用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、激光三維掃描、結(jié)構(gòu)光測(cè)量等裝置來(lái)獲取樣件的三維數(shù)據(jù)點(diǎn)。 數(shù)據(jù)處理：包括點(diǎn)云處理、曲線處理、曲面處理、誤差分析點(diǎn)處理過(guò)程：主要包括多視點(diǎn)云的拼合、點(diǎn)云過(guò)濾、數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)和點(diǎn)云分塊等。

25、 曲線處理過(guò)程：根據(jù)所要?jiǎng)?chuàng)建的曲線類型，曲線可以設(shè)計(jì)得與點(diǎn)的片段相同，讓曲線更光滑；也可由已存在的點(diǎn)創(chuàng)建出曲面；檢查和修改曲線，檢查曲線與點(diǎn)或其它曲線的精確度、平滑度與連續(xù)的相關(guān)性在進(jìn)行設(shè)計(jì)修改。 曲面處理過(guò)程：根據(jù)所要?jiǎng)?chuàng)建的曲面類型，可以選擇創(chuàng)建的曲面以精確為主或以光滑為主，或兩者居中；也可由點(diǎn)云或曲線創(chuàng)建曲面；檢查和修改曲面，檢查曲麗與點(diǎn)或其它曲面或特征的精確度、平滑度與連續(xù)的相關(guān)性再進(jìn)行設(shè)計(jì)修改。 誤差分析：被測(cè)物對(duì)機(jī)構(gòu)引起的綜合軌跡誤差、逆向工程設(shè)計(jì)所依據(jù)的數(shù)據(jù)值存在的測(cè)量誤差、設(shè)計(jì)中的被測(cè)物存在的加工誤差、設(shè)計(jì))中的曲線擬合存在的擬合差等方面的綜合分析。（4）逆向工程技術(shù)的常用軟件目

26、前，比較著名的逆向工程軟件如下：1:Imageware(美國(guó)EDS公司)，廣泛應(yīng)用于汽車、航空、航天、家電、模具。具有強(qiáng)大的點(diǎn)云處理和NURBS曲面重構(gòu)功能。2:Geomagic(美國(guó)Raindrops公司)，主要用于玩具、工藝品等領(lǐng)域。具有豐富的數(shù)據(jù)處理手段，可以根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)快速構(gòu)造出多張連續(xù)的曲面模3:CopyCAD (英國(guó)DELCAM公司系列產(chǎn)品)，主要處理測(cè)量數(shù)據(jù)的曲面造型。DELCAM的產(chǎn)品涵蓋了從設(shè)計(jì)到制造、檢測(cè)的全過(guò)程。4:RapidForm (韓國(guó)INUS公司開(kāi)發(fā))逆向工程軟件，主要用于處理測(cè)量、掃描數(shù)據(jù)的曲面建模以及基于CT數(shù)據(jù)的醫(yī)療圖像建模。還可完成藝術(shù)品的測(cè)量建模以及高級(jí)

27、圖形生成。以上介紹的是常見(jiàn)逆向工程軟件 均是國(guó)外的。國(guó)內(nèi)在逆向工程軟件方面的研究主要集中在高等學(xué)校(如西安交通大學(xué)JDRE、浙江大學(xué)RESOFT、西北工業(yè)大學(xué)NPUSRMS)，但是由于系統(tǒng)穩(wěn)定性、可操作性等原因，這些研究性軟件還沒(méi)具備與國(guó)外商業(yè)化軟件競(jìng)爭(zhēng)的條件。 逆向工程技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域模具設(shè)計(jì)制造方面：現(xiàn)代制造的大量模具都是由三維曲面構(gòu)成，常常需要通過(guò)多次反復(fù)修改原始的模具型面，已得到所需的模具。然而曲面的改變卻未反應(yīng)在原始的CAD模具上，只要借助逆向工程的反求功能，可以時(shí)時(shí)的修正在制造過(guò)程中變更過(guò)的設(shè)計(jì)模型，從而得到新的完整的CAD模型。 用于難于用基本幾何元素來(lái)表達(dá)與定義的復(fù)雜曲面：如流線

28、型的產(chǎn)品、工藝品以及不規(guī)則的線條組成的構(gòu)件等，在精度、完整度等方面都很難以保證，利用逆向工程則可以加快設(shè)計(jì)速度并達(dá)到很好的精度。 沒(méi)有圖紙或者圖紙不全，沒(méi)有CAD模型不能生產(chǎn)情況下：采用零件原件利用逆向工程進(jìn)行點(diǎn)云測(cè)量，在形成零件設(shè)計(jì)圖紙和三維CAD模型。并以此為依據(jù)利用CAM軟件生成數(shù)控NC代碼，復(fù)制生產(chǎn)一個(gè)相同的零件 設(shè)計(jì)的零件要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的：首先在實(shí)體模型的基礎(chǔ)上縮小比例經(jīng)過(guò)各種實(shí)驗(yàn)性能測(cè)試，逐步修改實(shí)體模型。最終的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒柚嫦蚬こ叹涂梢詫⑵滢D(zhuǎn)化為三維CAD模型?？焖贆z驗(yàn)零件制造精度：通過(guò)逆向工程三維掃描技術(shù)建立零件模型和設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)的CAD模型比較?？梢詸z測(cè)零件的制造精度。找出設(shè)計(jì)

29、的不足，使產(chǎn)品不斷完善。在以上幾個(gè)領(lǐng)域，逆向工程都不可缺少。其中復(fù)雜曲面產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)的發(fā)展最為突出?，F(xiàn)在依托高精度三維數(shù)字掃描系統(tǒng)的逆向工程，結(jié)合CADCAMCAPPRP(快速成型1是當(dāng)前產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)的全新技術(shù)之一。涵蓋的產(chǎn)業(yè)有：汽車摩托業(yè)、電子通訊業(yè)、玩具業(yè)、模具業(yè)、家電業(yè)、運(yùn)動(dòng)器材業(yè)、五金業(yè)等。制造的產(chǎn)品有：汽車模具外蓋件、手機(jī)外殼、電器外型、耳機(jī)、玩具、文化用品等。這些逆向工程技術(shù)都大大的節(jié)省了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的時(shí)間和成本。1.3 逆向設(shè)計(jì)軟件CATIA1.3.1 CATIA軟件的簡(jiǎn)介CATIA是法國(guó)Dassault System公司旗下的CAD/CAE/CAM一體化軟件，Dassault S

30、ystem 成立于1981年，CATIA是英文 Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application 的縮寫(xiě)。 在70年代 Dassaut Aviation 成為了第一個(gè)用戶，Dassault Aviation 是世界著名的航空航天企業(yè)，其產(chǎn)品以幻影2000和陣風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)最為著名。 從1982年到1988年，CATIA 相繼發(fā)布了1版本、2版本、3版本，并于1993年發(fā)布了功能強(qiáng)大的4版本，現(xiàn)在的CATIA 軟件分為V4版本和 V5版本兩個(gè)系列。V4版本應(yīng)用于UNIX 平臺(tái)，V5版本應(yīng)用于UNIX和Windows 兩種平臺(tái)。 CATIA如今其在

31、CAD/CAE/CAM以及PDM領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)導(dǎo)地位，已得到世界范圍內(nèi)的承認(rèn)。 其銷售利潤(rùn)從最開(kāi)始的一百萬(wàn)美圓增長(zhǎng)到現(xiàn)在的近二十億美元。雇員人數(shù)由20人發(fā)展到2，000多人。居世界CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、造船、機(jī)械制造、電子電器、消費(fèi)品行業(yè)，它的集成解決方案覆蓋所有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域，其特有的DMU電子樣機(jī)模塊功能及混合建模技術(shù)更是推動(dòng)著企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和生產(chǎn)力的提高。 CATIA 提供方便的解決方案，迎合所有工業(yè)領(lǐng)域的大、中、小型企業(yè)需要。包括:從大型的波音747飛機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)到化妝品的包裝盒，幾乎涵蓋了所有的制造業(yè)產(chǎn)品。在世界上有超過(guò)13,000的用戶

32、選擇了CATIA。CATIA 源于航空航天業(yè)，但其強(qiáng)大的功能以得到各行業(yè)的認(rèn)可，在歐洲汽車業(yè)，已成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。CATIA 的著名用戶包括波音、克萊斯勒、寶馬、奔馳等一大批知名企業(yè)。其用戶群體在世界制裝配，創(chuàng)造了業(yè)界的一個(gè)奇跡，從而也確定了CATIA 在CAD/CAE/CAM 行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位。1.3.2 CATIA的逆向設(shè)計(jì)模塊由于本論文，主要研究的是基于CATIA的儀表盤(pán)逆向設(shè)計(jì)，這里有必要把CATIA軟件的逆向功能模塊介紹一下。CATIA逆向工程使用數(shù)字曲面編輯器 (Digitized Shape Editor, DSE)、創(chuàng)成式外形設(shè)計(jì) (Generative Shape Desig

33、n, GSD)、快速曲面重建 (Quick SurfaceReconstruction, QSR)、自由曲面造型(Freestyle Shear, FSS)等模塊來(lái)進(jìn)行逆向操作。DSE模塊可用來(lái)處理點(diǎn)云文件,該模塊可以對(duì)云進(jìn)行導(dǎo)入導(dǎo)出、分析過(guò)濾、網(wǎng)格鋪面、繪制交線等操作。對(duì)于分塊掃描的大型零件, DSE的分割拼接功能可以對(duì)點(diǎn)云文件依據(jù)對(duì)準(zhǔn)球(測(cè)量點(diǎn)云數(shù)據(jù)時(shí)人為設(shè)置的小圓點(diǎn), 作為后續(xù)工作兩部分點(diǎn)云對(duì)齊的基準(zhǔn))進(jìn)行拼接, 將各塊點(diǎn)云數(shù)據(jù)合并為一個(gè)整體的零件點(diǎn)云。使用DSE模塊的最主要目的是通過(guò)對(duì)零件點(diǎn)云數(shù)據(jù)的分析、處理,從而獲得點(diǎn)云網(wǎng)格面特征交線,這是正確擬合曲面的基礎(chǔ)。QSR模塊可以將 DSE

34、處理后得到的點(diǎn)云網(wǎng)格面特征交線進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g曲線, 使用曲面擬合命令, 以點(diǎn)云為參考、以空間曲線為基礎(chǔ)擬合得到高質(zhì)量曲面。其帶有的曲線分析工具可以分析空間曲線與點(diǎn)云網(wǎng)格面特征交線之間的誤差。GSD和FSS模塊是使用CATIA進(jìn)行三維曲面設(shè)計(jì)的主要工作平臺(tái), 在平臺(tái)中可使用線架和表面特征快速建立從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的任意形狀曲面,這兩個(gè)模塊有大量創(chuàng)建和編輯曲面的設(shè)計(jì)工具。在逆向設(shè)計(jì)中,主要是應(yīng)用這兩個(gè)模塊擬合和拼接曲面的功能, 形成完整的結(jié)構(gòu)外形; 同時(shí)對(duì)孔、筋、圓弧等細(xì) 節(jié)部分正向重建。FSS模塊的曲面分析功能可用于 所有類型的曲線、曲面分析,將重建的擬合曲面與點(diǎn) 云或網(wǎng)格面進(jìn)行曲面分析,可以得到誤

35、差分析圖,便于驗(yàn)證重建曲面的正確性。簡(jiǎn)單外形的零件一般采用DSE及QSR兩個(gè)模塊即可完成曲面的構(gòu)建;具有復(fù)雜外觀及有多孔、多筋的復(fù)雜零件,在DSE及QSR處理得到整體曲面結(jié)構(gòu)后, 還需要在GSD和FSS等模塊里進(jìn)行細(xì)部結(jié)構(gòu)的重建與修飾,最后生成的實(shí)體在FSS模塊里進(jìn)行曲面品質(zhì)分析。1.4本論文研究目的和工作內(nèi)容（1）研究目的隨著人們生活水平的提高，購(gòu)買(mǎi)汽車的欲望也越來(lái)越大，對(duì)汽車的性能要求也越來(lái)越高。因此造型優(yōu)美、性能優(yōu)秀、高性價(jià)比的汽車，倍受消費(fèi)者的青睞。而作為汽車點(diǎn)睛之筆的儀表盤(pán)，也正經(jīng)歷著一場(chǎng)新的變革，如何快速的生產(chǎn)出極具動(dòng)感而又性能穩(wěn)定的儀表盤(pán)對(duì)，成為了設(shè)計(jì)者們研究的課題。以縮短設(shè)計(jì)周

36、期節(jié)約成本為目的的逆向工程技術(shù)也更多的應(yīng)用在儀表盤(pán)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，因此儀表盤(pán)規(guī)范的逆向設(shè)計(jì)流程、快速的逆向方法成為了設(shè)計(jì)者們探索的新目標(biāo)。本論文旨在研究探索出一種規(guī)范的逆向設(shè)計(jì)儀表盤(pán)的流程，以CATIA為逆向軟件，并歸納出逆向設(shè)計(jì)儀表盤(pán)的方法技能。（2）工作內(nèi)容如下 分析當(dāng)前汽車儀表盤(pán)的行業(yè)、技術(shù)、市場(chǎng)、工藝、生產(chǎn)等特性特征，總結(jié)出今后幾年內(nèi)儀表盤(pán)的發(fā)展趨勢(shì)。為下面即將進(jìn)行的汽車儀表盤(pán)的逆向設(shè)計(jì)做出材料信息的準(zhǔn)備。以CATIA為逆向軟件，具體的逆向設(shè)計(jì)一個(gè)儀表盤(pán)，先完成從點(diǎn)云的采集到生成三維數(shù)模等一系列工作，再審核整理修改得到最終的設(shè)計(jì)結(jié)果，并且以圖片、文字、三維數(shù)模等方式記錄和展示具體的操作過(guò)程

37、。最后歸納整理出可行的逆向設(shè)計(jì)汽車儀表盤(pán)的方法技能。在完成一個(gè)儀表盤(pán)零件的逆向設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前的儀表盤(pán)的設(shè)計(jì)流程、發(fā)展趨勢(shì)等相關(guān)知識(shí)，總結(jié)一套可行規(guī)范的汽車儀表盤(pán)的逆向設(shè)計(jì)流程。2 汽車儀表盤(pán)概述 2.1 汽車儀表盤(pán)簡(jiǎn)介2.1.1汽車儀表盤(pán)定義 圖2.1儀表盤(pán)汽車儀表盤(pán)是汽車內(nèi)飾件的重要組成部分，是各種儀表、信號(hào)及操作開(kāi)關(guān)集合處，是汽車的操縱控制與顯示的集中部位，能集中、直觀、即時(shí)、準(zhǔn)確地提供汽車在行駛過(guò)程中的各種動(dòng)態(tài)狀況，如行駛速度、里程、電系狀況、制動(dòng)、壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度、油量、方向指示等；同時(shí)，駕駛?cè)藛T可以通過(guò)汽車儀表不斷反饋的信息，對(duì)汽車進(jìn)行適時(shí)有效的控制，使汽車儀表成

38、為駕駛?cè)藛T與汽車進(jìn)行信息交流和互動(dòng)的界面。2.1.2 汽車儀表盤(pán)各符號(hào)的含義由于汽車儀表盤(pán)是駕駛員與汽車直接進(jìn)行信息交流的界面和互動(dòng)的界面，正確的認(rèn)識(shí)汽車儀表盤(pán)上各符號(hào)的特征含義就顯得特別重要了，通過(guò)這些符號(hào)或指示燈，就能更好的掌握汽車當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，讓駕駛員更好的操縱汽車。其中的一些符號(hào)還有提示作用增加汽車的安全性。下面通過(guò)一張表來(lái)講解汽車上各個(gè)符號(hào)的含義，如下表所示。表2.1汽車各指示燈及含義（1）指示燈指示燈的含義安全氣囊指示燈-顯示安全氣囊工作狀態(tài)的指示燈，接通電門(mén)后點(diǎn)亮，約34秒后熄滅，表示系統(tǒng)正常，不亮或常量表示系統(tǒng)存在故障。 車門(mén)狀態(tài)指示燈顯示車門(mén)是否完全關(guān)閉的指示燈，車門(mén)打開(kāi)或

39、未能關(guān)閉時(shí)，相應(yīng)的指示燈亮起，提示車主車門(mén)未關(guān)好，車門(mén)關(guān)閉后熄滅。駐車指示燈駐車制動(dòng)手柄（即手剎）拉起時(shí)，此燈點(diǎn)亮。 手剎被放下時(shí)，該指示燈自動(dòng)熄滅。在有的車型上，剎車液不足時(shí)此燈會(huì)亮。電瓶指示燈-顯示蓄電池工作狀態(tài)的指示燈。接通電門(mén)后亮起，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后熄滅。如果不亮或長(zhǎng)亮不滅應(yīng)立即檢查發(fā)電機(jī)及電路。剎車盤(pán)指示燈-顯示剎車盤(pán)片磨損情況的指示燈。正常情況下此燈熄滅，點(diǎn)亮?xí)r提示車主應(yīng)及時(shí)更換故障或磨損過(guò)渡剎車片，修復(fù)后熄滅。機(jī)油指示燈-顯示發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力的指示燈，本燈亮起時(shí)表示潤(rùn)滑系統(tǒng)失去壓力，可能有滲漏，此時(shí)需立即停車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢查。水溫指示燈-顯示發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度過(guò)高的指示燈，此燈點(diǎn)亮報(bào)警

40、時(shí)，應(yīng)即時(shí)停車并關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，待冷卻至正常溫度后再繼續(xù)行駛。燃油指示燈-提示燃油不足的指示燈，該燈亮起時(shí)，表示燃油即將耗盡，一般從該燈亮起到燃油耗盡之前，車輛還能行駛約50公里左右。表2.1汽車各指示燈及含義（2）指示燈 指示燈的含義前后霧燈指示燈-該指示燈是用來(lái)顯示前后霧燈的工作狀況，前后霧燈接通時(shí)，兩燈點(diǎn)亮，圖中左側(cè)的是前霧燈顯示，右側(cè)為后霧燈顯示。.轉(zhuǎn)向指示燈-轉(zhuǎn)向燈亮?xí)r，相應(yīng)的轉(zhuǎn)向燈按一定頻率閃爍。按下雙閃警示燈按鍵時(shí)，兩燈同時(shí)亮起，轉(zhuǎn)向燈熄滅后，指示燈自動(dòng)熄滅。遠(yuǎn)光指示燈-顯示大燈是否處于遠(yuǎn)光狀態(tài)，通常的情況下該指示燈為熄滅狀態(tài)。在遠(yuǎn)光燈接通和使用遠(yuǎn)光燈瞬間點(diǎn)亮功能時(shí)亮起。安全帶指示燈

41、-顯示安全帶狀態(tài)的指示燈，按照車型不同，燈會(huì)亮起數(shù)秒進(jìn)行提示，或者直到系好安全帶才熄滅，有的車還會(huì)有聲音提示。內(nèi)循環(huán)指示燈-該指示燈是用來(lái)顯示車輛空調(diào)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，平時(shí)為熄滅狀態(tài)。當(dāng)打開(kāi)內(nèi)循環(huán)按鈕，車輛關(guān)閉外循環(huán)時(shí)，該指示燈自動(dòng)點(diǎn)亮。圖2.2上海PASSAT的組合儀表2.2汽車的組合儀表及工作原理組合儀表里包含，有車速表、里程表、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表、燃油表、水溫表等。這些儀表反應(yīng)了車輛當(dāng)前行駛的狀態(tài)，直接與駕駛員進(jìn)行信息交流。（1）車速表，反應(yīng)車速的裝置。工作原理：車速傳感器 發(fā)出方波信號(hào) D/A 指示。車速表指示的法規(guī)要求：車速表指示車速不得低于實(shí)際車速，在GB 15082（2008）汽車用車速

42、表規(guī)定的試驗(yàn)車速下，并在這些車速之間，其指示車速與實(shí)際車速之間應(yīng)符合下列關(guān)系式：0V1-V2V2104 kmh （2.1）其中 V1指示車速（kmh） V2實(shí)際車速（kmh ）例如指示的車速V1=80km/h時(shí)，即080- V2V2104，得： 76.36V280 kmh由上訴計(jì)算可知，速度表的指示車速值往往比實(shí)際車速值要大一點(diǎn)。（2）里程表。里里程表是反應(yīng)車輛行駛總路程的裝置，當(dāng)達(dá)到一定值后，車輛就需要進(jìn)行保養(yǎng)。汽車儀表不但能指示車速值，還能夠顯示行駛的里程數(shù)，里程表就起到此功能。其實(shí)里程表和車速表是相關(guān)聯(lián)的，都反映的是汽車輪胎的行駛狀況。 里程表和輪胎的關(guān)系：n=1000×I(2

43、×r×i) （2.2） 其中 I-主減速比 i-邁速輪傳動(dòng)比 r-滾動(dòng)輪半徑（3）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表 反應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的裝置。發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速直接與車輛行駛時(shí)的速度與牽引力有關(guān)。工作原理：轉(zhuǎn)速傳感器將齒圈的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化成正弦電壓信號(hào) ECU接收到正弦電壓信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化成規(guī)整的矩形波 儀表接收到脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)。（4）燃油表、水溫表燃油表：反應(yīng)燃油剩余量的裝置，提醒駕駛員加油。行業(yè)規(guī)定，當(dāng)指示值為零時(shí)，油箱里面其實(shí)還有一部分油的，大概還能保證車輛行駛30到50公里的路程，如果還不加油，車輛才會(huì)因無(wú)油無(wú)法行駛。設(shè)計(jì)時(shí)需要注意：油量指示范圍；表示形式（數(shù)字或字母），報(bào)警區(qū)域；油量傳感器與

44、油箱的配合。水溫表：反應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的溫度。當(dāng)溫度較高時(shí)，冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速也會(huì)提高，以加速冷卻液的冷卻，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，潤(rùn)滑劑承受不了，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱量散吧出去，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)就不能進(jìn)行正常的工作了，所以駕駛員要注意溫度指示計(jì)，以保證車輛的正常行駛。 設(shè)計(jì)時(shí)需要注意：水溫表指示范圍；水溫傳感器與發(fā)動(dòng)機(jī)的配合。2.3汽車儀表盤(pán)的計(jì)流程 汽車儀表盤(pán)零件開(kāi)發(fā)從造型開(kāi)始，經(jīng)零件設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具制造、試模，到能成功生產(chǎn)出產(chǎn)品為止，是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程。其中造型部分是基礎(chǔ)，一個(gè)造型的好壞直接影響到零件注塑性能及其有限元分析和數(shù)控加工部分。因此要求汽車儀表盤(pán)零件曲面造型設(shè)計(jì)中其外表面的曲線和曲面是光順

45、的。下面是汽車儀表盤(pán)的一般設(shè)計(jì)流程。2.3.1風(fēng)格造型 （1）油泥模型 根據(jù)整車總布置的技術(shù)要求和周圍的邊界條件，參考相應(yīng)的樣件，并按造型師的設(shè)計(jì)意圖，來(lái)制作儀表板總成的油泥模型。在制作油泥模型時(shí)，應(yīng)考慮以下因素： 符合人機(jī)工程學(xué)的要求，保證其安全性、舒適性； 充分考慮到人的各種習(xí)慣，保證各種開(kāi)關(guān)、按鈕等控制件的操作方便性； 布置在儀表板總成上的各種儀表具有良好的視野性； 造型美觀大方、有特色，但必須與整車風(fēng)格協(xié)調(diào)一致； 結(jié)構(gòu)優(yōu)化，便于加工制造與維修； 儀表設(shè)備功能齊全、先進(jìn)與完善； 借鑒相關(guān)車型儀表板造型的成功經(jīng)驗(yàn)； 、油泥模型的測(cè)量與數(shù)據(jù)處理 確定測(cè)量方案，利用照相測(cè)量法提取油泥模型表面數(shù)

46、據(jù)，利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)取孔位數(shù)據(jù)等； 對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯處理，生成CAD 系統(tǒng)能夠接受的數(shù)據(jù)格式（如ASC、STL 等）； 把測(cè)量數(shù)據(jù)輸入CAD 系統(tǒng)，進(jìn)行點(diǎn)云編輯處理（點(diǎn)云數(shù)據(jù)過(guò)濾、點(diǎn)云數(shù)據(jù)的色彩渲染、點(diǎn)云數(shù)據(jù)的剖切），以獲得建模所需的最佳數(shù)據(jù)； 把處理好的數(shù)據(jù)匹配到車身整車坐標(biāo)系中，以便與周圍的汽車零部件的數(shù)模進(jìn)行整體匹配處理； 儀表板總成的總體定義與初步設(shè)計(jì) 初步檢查和校核儀表板總成的功能完善性、可制造性與維修性，各功能零部件的分塊方法；初步確定儀表板總成的結(jié)構(gòu)形式、制造材料、加工制造工藝、拔模方向等關(guān)鍵參數(shù)； 定義儀表板總成及部件的安裝方式和安裝順序； 初步定義各部件之間的安裝位置和安

47、裝截面圖（Master Section）； 初步定義儀表盤(pán)總成的各位置的間隙； 儀表盤(pán)風(fēng)格曲面設(shè)計(jì) Class-A 曲面的初步設(shè)計(jì)。該項(xiàng)工作的主要目的是快速構(gòu)造出儀表板總成的基本三維模型，以滿足各種數(shù)據(jù)檢查的需要以及為曲面精細(xì)調(diào)整作準(zhǔn)備。在該階段不需要過(guò)多的考慮曲面質(zhì)量的好壞，重要的是將形成的三維數(shù)據(jù)用于對(duì)功能性檢查（與供暖、換氣、空調(diào)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，與方向機(jī)構(gòu)和安裝結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)， 與ABS 及電器裝置的協(xié)調(diào)等）、曲面分塊方案和可制造性的檢查、各種運(yùn)動(dòng)部件的機(jī)構(gòu)和人機(jī)檢查等工作。 這樣，在進(jìn)入結(jié)構(gòu)和詳細(xì)設(shè)計(jì)之前，已經(jīng)完成許多方案的最終定義。為了順利地完成這部分工作，必須進(jìn) 行曲面合理的分塊、主體曲面

48、（儀表板頂部曲面、前段曲面、儀表盒曲面、兩側(cè)曲面等）和關(guān)鍵圓角曲面 的創(chuàng)建等工作。在曲面初步設(shè)計(jì)階段，主體曲面一般先采用一個(gè)階數(shù)較小的曲面進(jìn)行擬合，一般是4x4 階曲面，這樣就能較容易地調(diào)整出一個(gè)較為近似的曲面，它的基本特征是擬合精度不是太高（在許用的誤差范圍內(nèi)），曲面光順性要求不高，但曲面分塊要合理；曲面的細(xì)節(jié)部位可簡(jiǎn)化處理。 Class-A 曲面精細(xì)設(shè)計(jì)，對(duì)主體曲面進(jìn)行精細(xì)調(diào)整（曲面的修改、網(wǎng)格優(yōu)化、匹配處理等），使之符合Class-A 的技術(shù)要求，關(guān)鍵圓角符合曲率連續(xù)要求，并對(duì)細(xì)節(jié)曲面進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。在曲面精細(xì)設(shè)計(jì)階段，如4x4 階曲面不能很好地?cái)M合點(diǎn)云數(shù)據(jù)，則采用提高曲面階數(shù)的方法，來(lái)提

49、高曲面的擬合精度。但隨著曲面階數(shù)的增加，會(huì)給曲面的調(diào)整帶來(lái)許多困難和增加許多調(diào)整曲面的工作量。一般的Class-A 曲面的階數(shù)是6x6 階，最多不超過(guò)8x8 階。理由是6x6 階的曲面一般能對(duì)曲面進(jìn)行較好的擬合，可以滿足曲面擬合精度要求與周圍曲面的匹配精度（曲率連續(xù)）要求，而且也不會(huì)對(duì)曲面調(diào)整帶來(lái)許多困難與工作量；曲面精細(xì)調(diào)整時(shí)，有必要把曲面上所有的橫向、縱向控制網(wǎng)格線投影到平面上（汽車設(shè)計(jì)工程中常常以25、50、100mm 為間隔的等距平面），以生成高質(zhì)量的曲面；單個(gè)曲面精細(xì)調(diào)整后，還應(yīng)對(duì)相鄰曲面進(jìn)行匹配處理，以生成曲率連續(xù)的曲面組。 曲面品質(zhì)評(píng)價(jià)，利用CATIA-V5的各種曲面檢查功能來(lái)檢

50、驗(yàn)所生成曲面的質(zhì)量，如利用斑馬線檢查功能、斷面線曲率圖檢查功能來(lái)判斷曲面曲率的分布情況；利用曲面間連接性檢查功能來(lái)判斷曲面間的連接性情況（如點(diǎn)連續(xù)、切矢連續(xù)、曲率連續(xù)等）；利用曲面擬合精度檢查功能來(lái)判斷生成曲面與點(diǎn)云數(shù)據(jù)的誤差分布情況；利用拔模角分析功能來(lái)判斷所生成零件模型的制造工藝性情況等。 2.3.2結(jié)構(gòu)及特征設(shè)計(jì) 安放儀表組合設(shè)計(jì) 儀表組合是整車儀表板中非常重要的零部件，它向司機(jī)隨時(shí)提供關(guān)于汽車各方面的信息與數(shù)據(jù)，同時(shí)還起裝飾作用。這些儀表組合必須布置在司機(jī)的正常視野范圍內(nèi)，以滿足司機(jī)的正常駕駛要求。根據(jù)所選用的儀表組合的外形與尺寸設(shè)計(jì)安裝儀表組合的內(nèi)孔形狀與尺寸，并確定其安裝和維護(hù)方式

51、。 2.3.3 零件詳細(xì)設(shè)計(jì) 儀表板本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 首先根據(jù)儀表板的造型風(fēng)格特點(diǎn)及車型的市場(chǎng)定位，確定儀表板本體的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與工藝方案。一般低檔轎車或吉普車的儀表板本體采用整體注塑成型儀表板，材料選用PP 復(fù)合材料、ASG 及改性PPO 材料。整體注塑 成型可以充分發(fā)揮其一次成型復(fù)雜形狀的特點(diǎn)，減少零件的數(shù)量，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自由度大，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，成本低等。根據(jù)結(jié)構(gòu)安裝的需要和強(qiáng)度、剛度的要求，可以采用沖壓件、焊接支架等進(jìn)行支撐、加強(qiáng)或與車體結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接等。進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先滿足使用功能要求，與車體連接簡(jiǎn)單可靠，各種安裝件安裝時(shí)的可接近性好，不應(yīng)采用安裝后破壞整體外觀的連接方式。由于許多安裝件

52、并不是固定的，因此要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前就應(yīng)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)部件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，充分考慮運(yùn)動(dòng)部件的機(jī)構(gòu)性能及其協(xié)調(diào)性。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)還應(yīng)充分考慮其制造工藝性，進(jìn)行充分的工藝分析，有條件的情況下應(yīng)與制造方充分協(xié)商產(chǎn)品的工藝性能。要充分考慮到使用功能性、安裝方便性、制造工藝性等要求。 儀表組合設(shè)計(jì) 儀表組合是整車儀表板中非常重要的零部件，它向司機(jī)隨時(shí)提供關(guān)于汽車各方面的信息與數(shù)據(jù)，同時(shí)還起裝飾作用。目前汽車儀表趨向于把各種功能儀表及報(bào)警燈設(shè)計(jì)成整體的一個(gè)組合儀表。儀表主要包含有車速度表、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表、燃油表、機(jī)油壓力表、冷卻液溫度表、電流表、行車?yán)锍瘫?。有些儀表還設(shè)有自動(dòng)擋檔位位指示、計(jì)時(shí)鐘、環(huán)境溫度表、路面傾

53、斜表和地面高度表等等。警報(bào)信號(hào)與工作指示燈系統(tǒng)有：危險(xiǎn)警報(bào)信號(hào)指示燈、機(jī)油壓力警報(bào)燈、各種故障警報(bào)燈、手制動(dòng)工作指示燈、左右轉(zhuǎn)向指示燈、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液高溫警報(bào)燈、機(jī)油壓力警報(bào)燈、制動(dòng)塊磨損警報(bào)燈等。 2.3.4裝配設(shè)計(jì) 儀表板總成裝配設(shè)計(jì)是指把儀表板總成的所有零部件，按他們之間的裝配關(guān)系要求，組裝在一起，以滿足儀表板總成的總體功能要求。在儀表板總成裝配設(shè)計(jì)階段，主要考慮所采用的裝配關(guān)系是否滿足功能要求，裝配工藝性如何等。為了滿足上述要求，我們可以利用CATIA-V5 的強(qiáng)大電子樣車（DMU ）技術(shù)，來(lái)發(fā)現(xiàn)零、部件在裝配過(guò)程中的所有裝配性問(wèn)題，以便使問(wèn)題在實(shí)際制造前得到及時(shí)地解決。如利用運(yùn)動(dòng)分析功

54、能來(lái)分析運(yùn)動(dòng)部件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，是否會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉；利用拆裝分析功能來(lái)分析部件的裝配工藝性等；利用導(dǎo)航分析功能來(lái)分析部件的裝配關(guān)系以及靜態(tài)干涉等；利用人機(jī)工程學(xué)分析功能來(lái)分析駕駛員的視野性等。 2.3.5儀表板總成開(kāi)發(fā)流程圖 以下是儀表盤(pán)開(kāi)發(fā)流程圖：項(xiàng)目啟動(dòng)數(shù)據(jù)模型點(diǎn)云采集油泥模型造型效果圖風(fēng)格造型設(shè)計(jì)計(jì)結(jié)構(gòu)斷面設(shè)計(jì)樣件試制審查校核CAE分析裝配設(shè)計(jì)裝配設(shè)計(jì)詳細(xì)零件設(shè)計(jì)圖2.3開(kāi)發(fā)流程2.4 汽車儀表盤(pán)的發(fā)展趨勢(shì)汽車儀表盤(pán)早期設(shè)計(jì)僅從功能上著手，設(shè)計(jì)比較規(guī)則、簡(jiǎn)陋，很難做到造型上的美觀。隨著人類生活水準(zhǔn)的提高，現(xiàn)代儀表表盤(pán)型逐步注重美感。作為重要內(nèi)飾件的儀表盤(pán)同其他汽車零部件一樣，正經(jīng)歷著一場(chǎng)新

55、的由安全、舒適、節(jié)能和環(huán)保等綜合因素推動(dòng)的變革。這場(chǎng)變革中，儀表盤(pán)的幾大發(fā)展趨勢(shì)十分明顯： 精簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)隨著電子的快速發(fā)展，汽車儀表越來(lái)越多，儀表盤(pán)越來(lái)越復(fù)雜，在充分滿足汽車性能要求的同時(shí)，又必須滿足降低汽車工業(yè)成本的總要求，精簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)就顯得越來(lái)越重要了。簡(jiǎn)化儀表盤(pán)的設(shè)計(jì)，如把一些零件歸并組合等方法，減少了物理模型，使模具變得精簡(jiǎn)，降低制作模具的成本。輕量化設(shè)計(jì)在滿足強(qiáng)度剛度等性能的前提下，減少儀表盤(pán)的質(zhì)量，如使用新材料降低材料的厚度使用加強(qiáng)筋等，同樣可以降低成本。汽車質(zhì)量的減少，燃油的經(jīng)濟(jì)性也就得到提高。降低NVHNVH即噪聲、震動(dòng)和沖擊。近年來(lái)，車內(nèi)噪聲的高低已經(jīng)成為消費(fèi)者評(píng)價(jià)車輛整體質(zhì)量的

56、重要的“可聽(tīng)性”指標(biāo)；同時(shí)駕駛和乘坐過(guò)程中所受的到的震動(dòng)和沖擊也備受關(guān)注，它是舒適性的體現(xiàn)之一。所以降低NVH不僅為汽 車制造企業(yè)所重視，也同時(shí)為汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)所重視。所以對(duì)于汽車儀表盤(pán)也提出了更高的要求，他不僅要能夠吸收來(lái)至發(fā)動(dòng)機(jī)艙的震動(dòng)和緩汽車行駛時(shí)的沖擊同時(shí)還要有吸收噪音的功能。如熱塑性材料的儀表盤(pán)吸噪性能十分優(yōu)良，深受汽車廠的歡迎。今后將在加工、設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)一步探索，以期良好的吸收振動(dòng)和沖擊的效果。 耐熱性設(shè)計(jì)由于汽車車廂的密封性和保溫性的要求，這使得汽車內(nèi)部零件部要承受的溫度迅速上升，例如研究表明，現(xiàn)代汽車儀表板的各接頭及儀表板內(nèi)部的溫度，可達(dá)100-120，儀表板的其他部位的溫度也在85-90。這種溫度對(duì)汽車儀表盤(pán)材料的耐熱性提出了要求，它要求儀表盤(pán)長(zhǎng)期在高溫下不變形、不失效、不影響個(gè)儀表的精度，同時(shí)還不產(chǎn)生有害氣體。人機(jī)設(shè)計(jì) 儀表?yè)?dān)任著直接與駕駛員進(jìn)行信息交流的任務(wù)，駕駛員時(shí)刻通過(guò)眼睛看儀表盤(pán)來(lái)了解掌握當(dāng)前汽車的運(yùn)行狀態(tài)。因此，儀表盤(pán)的位置高度及顯示的顏色深度就必須滿足駕駛員視角的要求，以免長(zhǎng)時(shí)間的駕駛讓駕駛員產(chǎn)生視覺(jué)疲勞，影響汽車駕駛的安全性。同時(shí)儀表臺(tái)上面的操作開(kāi)關(guān)也因考慮駕駛員的伸手可觸性