CATIA在汽車內(nèi)飾件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用-20060607

CATIA在汽車內(nèi)飾件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用報(bào)告人：王秀成南京開維汽車設(shè)計(jì)有限公司地點(diǎn)：南汽無(wú)錫時(shí)間：2006年6月7日塑料件的設(shè)計(jì)工藝：塑料件的材質(zhì)、料厚、出模方向、出模斜度、均勻料厚的原則、圓角處理；汽車內(nèi)飾件的典型結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)參數(shù)：汽車內(nèi)飾件的螺釘連接、卡鉤連接、加強(qiáng)筋等結(jié)構(gòu)；CATIAV5軟件簡(jiǎn)介:CATIA與UGPROE軟件比較、CATIAV5參數(shù)化與非參數(shù)化、實(shí)體與片體建模的對(duì)比、簡(jiǎn)介小結(jié)；CATIAV5全參數(shù)化實(shí)體建模：在partbody中建模、坐標(biāo)系的使用、草繪截面；參數(shù)的去除和再產(chǎn)生、CATIAV5中典型結(jié)構(gòu)數(shù)模庫(kù)的建立及應(yīng)用、CATIAV5中并行工程的簡(jiǎn)易實(shí)現(xiàn)；目錄報(bào)告內(nèi)容塑料件的工藝塑料件的材質(zhì)：PPABSPCABS+PCPOMPVCPE塑料的特性；（詳見附件《塑料材基本性能速查手冊(cè)》）材質(zhì)選用主要考慮的因素依次為：成本、尺寸穩(wěn)定性（收縮率)、耐燃性、透明性、······；經(jīng)濟(jì)型車常用塑料材質(zhì)選用：主要零部件PP（廉價(jià)）鉸鏈結(jié)構(gòu)件PP（韌性）尺寸要求較高的零件ABS（尺寸穩(wěn)定性）高透明件PC（透明性）一般透明件ABS或ABS+PC（透明性）齒輪結(jié)構(gòu)零件POM（耐磨及自潤(rùn)滑性）軟質(zhì)零件PVC（柔軟性）通風(fēng)管類零件PE（熔融狀態(tài)流動(dòng)性）塑料件的工藝塑料件的出模方向：出模方向是塑料件設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)工作開始首先應(yīng)該確定；每個(gè)零件只有一個(gè)主出模方向，與主出摸方向倒扣的部分在模具上需要增加滑塊等模具結(jié)構(gòu)，會(huì)大大增加模具成本

；建議通過(guò)建立坐標(biāo)系的方式確定主出模方向（便于調(diào)整、便于用作草繪基準(zhǔn)，后面詳解）；附件《塑料件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中關(guān)于出模方向與脫模斜度的探討》塑料件的工藝塑料件的料厚：料厚：平衡成本與強(qiáng)度；材質(zhì)允許的最大料厚與最小料厚。例如：PP塑料的壁厚范圍是0.6—3.5mm（詳見附件《模具助手》）；塑料件最通用料厚是2.5mm，大件適當(dāng)增加，小件減小，強(qiáng)烈建議通過(guò)增加翻邊及加強(qiáng)筋的方式而不是增加料厚來(lái)保證零件強(qiáng)度；均勻料厚的原則；（后面詳解）

塑料件的工藝塑料件的出模斜度：工藝要求塑料件必須有斜度，結(jié)構(gòu)允許的地方斜度越大越好；最小斜度取決于塑料件的表面處理，粗皮紋5°，細(xì)紋2°，光面1°，鏡面0.5°；未注（畫）斜度0.5°；（例如：加強(qiáng)筋在模具上會(huì)進(jìn)行拋光處理，斜度取0.5°）塑料件的工藝塑料件的配合間隙：塑料件之間底面貼合，側(cè)面之間必須留有間隙；不同的產(chǎn)品對(duì)間隙的要求不同；經(jīng)驗(yàn)值：汽車內(nèi)飾件的配合間隙在0.5—2mm之間，高可視區(qū)間隙較小，低可視區(qū)間隙較大，有運(yùn)動(dòng)關(guān)系的零件之間間隙較大，轎車間隙較小，卡車較大；無(wú)搭接關(guān)系的零件之間最小裝配間隙為≥5mm；制造精度較高的轎車零件之間最小裝配間隙為≥3mm；塑料件的工藝均勻料厚的原則：鈑金件完全等料厚，塑料件雖然沒(méi)有要求絕對(duì)等料厚，但料厚基本均勻也是塑料件設(shè)計(jì)的原則之一，這個(gè)問(wèn)題往往被塑料件設(shè)計(jì)人員忽視；最大料厚點(diǎn)≤150%基本料厚，否則容易導(dǎo)致塑料件外表面出現(xiàn)縮痕；料厚不均勻會(huì)造成的產(chǎn)品變形，如圖；圖例為一方盒形設(shè)計(jì)零件，因四面尖角位料厚是主料厚的1.4倍，實(shí)際產(chǎn)品夸張收縮為紅色線框所示形狀塑料件的工藝塑料件的圓角處理：可以均勻料厚；消除應(yīng)力集中；盡量避免圓角的地方：分模面、加強(qiáng)筋根部、柱子根部；變圓角的應(yīng)用技巧：邊到面圓角、等寬度圓角；汽車內(nèi)飾件的典型結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)參數(shù)塑料件的螺釘連接1：Q397簧片螺母連接；應(yīng)用于板類零件與塑料件之間的連接；Q39748202簧片螺母：配ST4.8自攻螺釘，開口2,料厚0.8,開槽寬13+1，板類零件與塑料件之間大量使用Q397簧片螺母連接汽車內(nèi)飾件的典型結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)參數(shù)塑料件的螺釘連接2：Q399塑料螺母連接；應(yīng)用于板類零件與鈑金件之間的連接；Q39904塑料螺母：配ST4.8自攻螺釘，鈑金件方孔開口7*7,板類零件與鈑金件之間大量使用Q399塑料螺母連接汽車內(nèi)飾件的典型結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)參數(shù)塑料件的螺釘連接3：自攻螺釘柱及螺釘沉臺(tái)的連接；應(yīng)用于機(jī)殼類塑料件之間的連接；Q2734816：ST4.8大半圓頭自攻螺釘，螺牙直徑4.8，牙長(zhǎng)16，2,料厚0.8,開槽寬13+1，其他常用螺釘類標(biāo)準(zhǔn)件：Q2140616、Q2743513、Q310B06、Q310B08機(jī)殼類塑料件通過(guò)自攻螺釘柱及螺釘沉臺(tái)連接汽車內(nèi)飾件的典型結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)參數(shù)塑料件的彈片夾子連接：應(yīng)用于最后安裝的需要經(jīng)常拆裝的面板類塑料件于主體間之間的連接；彈片夾子卡裝在面板類塑料件上主體塑料件上開裝配方孔汽車內(nèi)飾件的典型結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)參數(shù)塑料件的卡扣連接：卡扣連接是塑料件結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)之一：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要增加零件，制造成本低廉，連接可靠，裝配簡(jiǎn)易；缺點(diǎn)：拆卸困難，卡扣損壞后難以修復(fù)；應(yīng)用與小型塑料件之間的連接；卡扣連接的典型結(jié)構(gòu)方式；小型塑料件之間大量使用卡扣連接汽車內(nèi)飾件的典型結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)參數(shù)塑料件的加強(qiáng)筋：加強(qiáng)筋公稱尺寸（大端）≤主料厚/2；加強(qiáng)筋的高度受限于材質(zhì)允許的最小料厚；加強(qiáng)筋的間距≈加強(qiáng)筋的高度*5~10；大端為加強(qiáng)筋公稱尺寸，內(nèi)切圓表示局部料厚，局部料厚不允許超過(guò)主料厚的150%加強(qiáng)筋單邊有0.5°斜度，小端不能小于材料的最小料厚，比如PP料不能小于0.6經(jīng)驗(yàn)值：加強(qiáng)筋補(bǔ)強(qiáng)范圍約為高度的2~5倍，CATIAV5軟件簡(jiǎn)介CATIAUGPROE

參數(shù)化建模參數(shù)化與非參數(shù)化混合建模，特征間的關(guān)聯(lián)性可打斷并可重新建立關(guān)聯(lián)參數(shù)化功能較弱，以非參數(shù)化建模為主全參數(shù)化特征建模，特征間的關(guān)聯(lián)性不可打斷軟件之間的兼容性兼容性強(qiáng)，讀入IGES可很容易縫合成大面；讀入STEP文件可保持原實(shí)體、曲面、曲線屬性不變，與UG之間轉(zhuǎn)檔完全兼容，包括裝配關(guān)系可直接轉(zhuǎn)檔生成兼容性較強(qiáng)，18版以前轉(zhuǎn)檔很費(fèi)時(shí)間，與CATIA之間轉(zhuǎn)檔可完全兼容，包括裝配關(guān)系可直接轉(zhuǎn)檔生成兼容性極差，任何其它軟件的數(shù)據(jù)讀入很可能是爛面，甚至本軟件的數(shù)據(jù)輸出再輸入也是爛面，補(bǔ)爛面是一項(xiàng)超級(jí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工作建模過(guò)程數(shù)據(jù)組織方式樹狀結(jié)構(gòu)每個(gè)局部結(jié)構(gòu)單獨(dú)建模；通過(guò)參數(shù)化布爾運(yùn)算組織成最終數(shù)模；布爾運(yùn)算之后原先的局部結(jié)構(gòu)可重新編輯修改樹狀結(jié)構(gòu)每個(gè)局部結(jié)構(gòu)單獨(dú)建模；通過(guò)非參數(shù)化布爾運(yùn)算組織成最終數(shù)模；布爾運(yùn)算之后只能修改復(fù)雜的結(jié)果數(shù)模鏈狀狀結(jié)構(gòu)每個(gè)特征建立自動(dòng)與主體結(jié)合，建立拔模及抽殼特征變成非常困難的工作曲面功能強(qiáng)大擁有眾多的命令直接操作曲面構(gòu)建新的曲面較強(qiáng)以線構(gòu)面為主較弱一般只能做到相切連續(xù)CATIA與UGPROE軟件比較CATIAV5軟件簡(jiǎn)介CATIAV5參數(shù)化與非參數(shù)化、實(shí)體與片體建模的對(duì)比優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)參數(shù)化編輯修改容易；可在目標(biāo)不明確的情況下，意向性建模并探索最佳方案；建模過(guò)程要求嚴(yán)格，建模思路必須清晰、嚴(yán)謹(jǐn)；容易生成失敗，解決失敗的工作量較大；數(shù)據(jù)量較大，對(duì)硬件要求較高；非參數(shù)化容錯(cuò)性強(qiáng)，建模比較自由；編輯修改困難，即使有直接建模命令，仍然比較困難；方案確定才可以建模，否則白做；優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)實(shí)體建模塑料件要求最終的建模結(jié)果是實(shí)體；建模思路比較清晰、嚴(yán)謹(jǐn)；建模過(guò)程要求嚴(yán)格，建模的順序很重要；片體建模容錯(cuò)性強(qiáng)，建模比較自由；最終生成實(shí)體比較困難；CATIAV5軟件簡(jiǎn)介CATIAV5軟件的優(yōu)點(diǎn)是：參數(shù)化與非參數(shù)化混合建模，實(shí)體與片體的功能都很強(qiáng)大。CATIAV5軟件能夠覆蓋汽車設(shè)計(jì)的全過(guò)程，眾多模塊之間完全兼容，還擁有針對(duì)汽車行業(yè)的多個(gè)專用模塊，所以能夠成為汽車設(shè)計(jì)的首選軟件。在座的工程師很多經(jīng)過(guò)CATIA正規(guī)培訓(xùn)，在此只講本人使用CATIA的一些經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識(shí)；CATIAV5的參數(shù)化實(shí)體建模

在partbody中建模子幾何自動(dòng)取代父幾何，背景比較清潔，便于編輯修改；曲面與實(shí)體可以混排；實(shí)體的布爾運(yùn)算功能強(qiáng)大，布爾trim非常實(shí)用，強(qiáng)烈推薦；復(fù)制為實(shí)體鏈接輸出文件，可以保持可自動(dòng)更新的關(guān)聯(lián)性。CATIAV5的參數(shù)化實(shí)體建模坐標(biāo)系的使用；建立及編輯坐標(biāo)系比較自由，介紹坐標(biāo)系命令的幾個(gè)選項(xiàng)；建立坐標(biāo)系作為所有草繪的基準(zhǔn)，編輯坐標(biāo)系，草繪及零件會(huì)自動(dòng)更新；坐標(biāo)系對(duì)齊命令可幫助我們?cè)诳臻g任意定位零件并保持可編輯性；CATIAV5的參數(shù)化實(shí)體建模草繪截面參數(shù)化實(shí)體建模的基本功；建議以本零件的基本坐標(biāo)系座位草繪基準(zhǔn)；Part----sketch----右擊sketch----chang

shetchsupport----positioned----ok以坐標(biāo)系及先前的草繪作為作為標(biāo)注和約束的基準(zhǔn)，建議不要使用實(shí)體及曲面作為標(biāo)注和約束的基準(zhǔn)CATIAV5的參數(shù)化實(shí)體建模參數(shù)的去除和再產(chǎn)生再生成失敗時(shí)的選項(xiàng)：edit----deactivate---isolate----點(diǎn)、線、面可以去除參數(shù)并可以重新產(chǎn)生參數(shù)；

CATIA的強(qiáng)大工具：右擊特征----replace；最典型的應(yīng)用：使用replace命令替換粗型面為精型面，；CATIAV5的參數(shù)化實(shí)體建模CATIAV5的典型結(jié)構(gòu)數(shù)模庫(kù)的建立及應(yīng)用建模中相同的局部結(jié)構(gòu)在數(shù)模中不同的位置多次出現(xiàn),extract----Axistoaxistransformation----CloseSurface

可將局部結(jié)構(gòu)在空間任意定位并保持完全關(guān)聯(lián)性；曾經(jīng)建立的局部結(jié)構(gòu)數(shù)模可復(fù)制粘貼到任意新的part數(shù)模，保持完全的特征結(jié)構(gòu)；將上述全參數(shù)化的局部結(jié)構(gòu)數(shù)模收集整理，就建立起了典型結(jié)構(gòu)數(shù)模庫(kù)，這個(gè)數(shù)模庫(kù)可在時(shí)間寬松時(shí)建立，在項(xiàng)目過(guò)程中應(yīng)用，可以大大縮短項(xiàng)目周期及項(xiàng)目進(jìn)行中的工作壓力，還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；C