車身參數(shù)化設計流程

車身參數(shù)化設計規(guī)范-20150318ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd

本文介紹了CAD開發(fā)平臺CATIAV5在汽車車身零部件設計中的運用，通過采用文中CATIAV5StartModel設計模板可以極大提高CATIAV5在車身零件設計中的設計質量，大大縮短了設計時間。

2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd自從進入21世紀，中國在多年改革開放的經(jīng)濟發(fā)展基礎之上，與世界經(jīng)濟進一步融合，成功加入了WTO。中國汽車工業(yè)作為中國經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)也迎來了飛速發(fā)展的時期.汽車作為高級耐用工業(yè)品，從構思、設計、試驗、定型到批量生產(chǎn)，要耗費巨大的資金和時間。其中車身的開發(fā)設計是其中非常重要的部分，約占整車開發(fā)費用和時間的70%，按照傳統(tǒng)方式約需5-6年，采用電子計算機輔助設計（CAD/CAM），現(xiàn)在從設計到樣車僅需2年時間甚至更短的時間，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市場需求。所以，我們針對現(xiàn)在所應用的CAD產(chǎn)品開發(fā)平臺CATIA-V5及參考多個主機廠總結出了更適合現(xiàn)階段車身開發(fā)的設計思路方法，編輯了一個通用的3D數(shù)據(jù)設計模板：CATIA-V5StartModel。車身3D數(shù)據(jù)設計是汽車工程化設計的最關鍵階段。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就很好的實現(xiàn)了這些信息的整和。它充分挖掘CATIA-V5的參數(shù)化設計優(yōu)勢，通過對CATIA-V5PART文件歷史樹結構的優(yōu)化設計，不僅提高了設計階段的工作效率，并且對數(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。使整個車身設計流程的工作效率有顯著提高。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd介紹CATIA-V5StartModel的結構形式和其在車身設計中的具體應用方法一、CATIA-V5StartModel模板根據(jù)車身零件3D數(shù)據(jù)的結構特征，將歷史樹分成如下組成部分：

1、零件名稱（PARTNUMBER）

2、車身坐標系（AxisSystems）

3、零件實體數(shù)據(jù)(PartBody)

4、外部數(shù)據(jù)（externalgeometry）5、最終結果（finalpart）6、零件設計過程(partdefinition)7、關鍵截面(section)2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd1、零件名稱（PARTNUMBER）零件名稱定義的規(guī)范性和準確性對汽車主機廠來說在整個汽車產(chǎn)品生命周期內(nèi)對產(chǎn)品的采購、生產(chǎn)、銷售都具有重要意義。所以首先要確定零件的準確件號和盡量簡單且詳盡的名稱。如下圖所示：XXX_XXXXXXX-X00_000_REINF_ROOFSIDEGRABHANDLE_LH_CHZK_20060510車型代號零件的件號零件的版本號零件的英文名稱設計者名字簡稱設計完成日期2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd2、車身坐標系（AxisSystems）該坐標原點為車身坐標原點即是世界坐標原點，定義該坐標系以后后期設計過程中的幾何元素的空間坐標都以該坐標系為基準。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd3、零件實體數(shù)據(jù)(#PartBody)PartBody內(nèi)是用來存放零件實體數(shù)據(jù)，一般是設計的最終結果實體數(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計的不同階段或不同狀態(tài)的實體數(shù)據(jù)，或者是周邊相關零件的實體數(shù)據(jù)（周遍相關零件的Parent信息來自#externalgeometry），可以在零件內(nèi)插入多個PartBody來分別定義。插入了多個PartBody來分別存放定義不同狀態(tài)實體數(shù)據(jù)。PartBody的名稱可根據(jù)需要做對應更改。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openbody分別為#designsurfaces和#importedgeometry，在做零件設計時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)其性質不同可以分為如下兩中類型。#designsurfaces

該openbody用來存放做零件設計所需要的造型A級曲面數(shù)據(jù)。#importedgeometry該openbody用來存放與所設計零件有邊界約束關系的幾何元素2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd5、最終結果（#finalpart）該openboy用來存放零件的最終設計曲面數(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、螺栓以及對部件的設計修改信息。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd5.1#finalgeometry該openbody用來存放零件的最終設計結果，僅僅用一個面片來表示，這個結果可以用InvertOrientation命令將零件設計過程（#partdefinition）數(shù)據(jù)的最后一步結果保存在#finalgeometryopenbody內(nèi)。如圖所示2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd5.2#lastchanges表示數(shù)據(jù)凍結后的設計更改結果存放在此openbody內(nèi)，其表示方法與#finalgeometry類似，用InvertOrientation命令將零件設計過程（#partdefinition）數(shù)據(jù)的最后一步結果保存在#lastchangesopenbody內(nèi)。此時，#lastchanges內(nèi)保存的零件設計過程（#partdefinition）數(shù)據(jù)的最后一步結果與#finalgeometry內(nèi)的結果相比已經(jīng)發(fā)生了設計更改。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的點劃線表示，料厚線的長度為實際料厚尺寸的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計后期的許多MLP相關信息。主要有主次定位孔和夾持面信息。每個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成：一個點、一條線、一個平面、一個草繪（夾持面有兩個草繪）。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#

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

在零件設計過程中要有大局觀，整體意識。即由整體到局部，由簡單到復雜的過程，StartModel就是遵循這樣一個思路來進行零件設計的。當接到一個設計任務時，首先考慮構成該零件的主要型面是怎樣的，即該零件的形狀是怎樣的。在該型面的基礎上怎樣來很好的實現(xiàn)零件的功能，就是接下來要考慮零件的結構設計，即增加必要的壓筋結構(#depressions)、翻邊結構(#flanges)和孔(#holes)特征。當然基礎面和零件結構這兩者是相互影響的，要綜合考慮。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,LtdStartModel實例操作理原車輛技術研發(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。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd將結構樹中的實力名更改與零部件代號一致在設計過程中，經(jīng)常要切換結構樹中的當前工作對象。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd將結構樹中的#externalgeometry下的#importedgeometry幾何圖形集設為當前工作對象轉到模塊下插入零件點云數(shù)據(jù)。2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd點云數(shù)據(jù)如圖所示2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd零件的表面設計及處理過程操作全部在#partdefinition幾何圖形集中進行接下來將進行零件表面設計2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd首先進行基本曲面的設計將設為#basicsurface工作對象2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd在#basicsurface下，將#reference_structure復制，修改名為miansurface_01，設為工作對象2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltdmainsurface_01下的內(nèi)容如下圖，包括一個參考點，三個坐標平面和三個草圖平面2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd在主參考面上做一點，如圖做該點的時候可以使用輔助方法確定該點的位置，一般取參考面的大致對稱中心的位置2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd在結構樹中右鍵點擊該點，用菜單中的隔離密令去掉點的參數(shù)，刪掉因作該點而做的其它特征，再用“coordinates”定位該點2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd選中“reference_point”右鍵選擇“替換”彈出下列對話框，按照下圖操作，點擊“確定”即可2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd這樣miansurface_01的參考結構就構建好了，與#reference_structure的對比如右圖2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd在與主參考面相交的倆個坐標系平面上分別左一條直線，以用作構造該平面的輪廓線和引導線2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd輪廓線和引導線如下圖所示構造平面的輪廓線和引導線不要再該平面內(nèi)建立，最好在與該平面垂直相交的倆個坐標平面內(nèi)建立，這樣便于修改其位置約束2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd可以運用拉伸或者掃掠來完成基礎面的構建2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd構建完成的基礎面2023/2/3ReosVehicleTech(Suzhou)Co.,Ltd通過上頁相同的建面方法完成各大基礎面的構建2023/2/3ReosVehicleTech(Suz