第二章車身設(shè)計方法

第二章車身設(shè)計方法本章主要內(nèi)容：1、車身設(shè)計的特點2、傳統(tǒng)設(shè)計方法3、現(xiàn)代設(shè)計方法第一節(jié)車身設(shè)計的特點

由于轎車車身是由具有復(fù)雜空間曲面外形的板件組成，在裝配時，對互換性和準確度有較嚴格要求。因此在車身設(shè)計過程中，規(guī)定車身圖樣采用坐標網(wǎng)格的形式表示，并附實物模型，即圖紙設(shè)計與實物模型設(shè)計為車身設(shè)計的基本要素。一、轎車新車型開發(fā)分類全新車型的開發(fā)指具有新性能、新用途、采用先進技術(shù)、滿足社會要求的新型系列車型或新種類的轎車開發(fā)。已有車型的全面更新根據(jù)社會需求變化和技術(shù)進步，對已有車型進行全面更新，包括外形、車身結(jié)構(gòu)、發(fā)動機、行駛系等。已有車型的中等規(guī)模改進保留原有車身外形的特征，車身結(jié)構(gòu)局部改進。已有車型的小規(guī)模改進保持原有車身的總體結(jié)構(gòu)，只對局部的一些零件進行改進，如，后視鏡，門把手等.二、確定開發(fā)內(nèi)容確定開發(fā)內(nèi)容是轎車新車型開發(fā)工作首先應(yīng)解決的問題，它包括產(chǎn)品定性、產(chǎn)品技術(shù)定性和產(chǎn)品工程計劃。三、概念設(shè)計概念設(shè)計屬于產(chǎn)品設(shè)計的前期工作，是始于產(chǎn)品定性之后，指從產(chǎn)品構(gòu)思到確定產(chǎn)品設(shè)計指標（性能指標）、總布置定型和造型的確定，并下達產(chǎn)品設(shè)計任務(wù)書為止這一階段的設(shè)計工作。計算機輔助概念設(shè)計是主要的技術(shù)手段。第二節(jié)傳統(tǒng)設(shè)計方法繪制1:5車身布置圖繪制1:5彩色效果圖制作1:5油泥模型繪制1:1線型圖制作1:1油泥模型制作1:1內(nèi)部模型繪制車身主圖板樣車試制和試驗制作車身主模型模具設(shè)計、加工圖紙設(shè)計初步設(shè)計技術(shù)設(shè)計TOPLEFTFRONT依據(jù)整車的初步控制尺寸及人體工程學(xué)原理的要求，在布置圖中初步確定車身的主要控制尺寸。如：前懸、后懸、前后風(fēng)窗位置及其傾角、地板高度、座椅位置、操縱機構(gòu)的布置等總布置圖車身布置設(shè)計確定的尺寸彩色效果圖效果圖由具有工業(yè)造型技術(shù)能力的開發(fā)人員完成，采用水彩、彩鉛或者素描等方式繪制。效果圖分為車身造型效果圖和車身內(nèi)飾效果圖兩種，車身造型效果圖要表現(xiàn)出車型前面、側(cè)面和后面三者的關(guān)系，同時也要表現(xiàn)出車門拉手，倒后鏡、刮水臂、車牌位置等結(jié)構(gòu)細節(jié)。車身內(nèi)飾的效果圖主要表現(xiàn)出儀表板、中控臺、門護板、座椅及相互之間的空間位置。由于車廂內(nèi)部難以用一面圖表達清楚，所以有些效果圖是針對某些位置而單獨繪制的雕塑1:5模型第一步就是選擇確定幾幅效果圖，依圖做縮小比例的汽車油泥模型或泡沫模型，比例為3:8（美、英等英制國）或者1:10、1:5等。小比例模型的好處就是可以反復(fù)修改，成本低廉注意：此模型應(yīng)定位安放在刻有坐標網(wǎng)格線（每格距離為200mm的1/5）的平臺上，模型也劃分有相應(yīng)的網(wǎng)格線。在雕塑過程中，出于審美的要求，還可能要對1：5車身布置圖和彩色效果圖作某些非原則性的補充和修改。線型圖所謂膠帶圖是指用不同寬度和不同顏色的膠帶在標有坐標網(wǎng)絡(luò)的白色圖板上，粘貼上模型輪廓的曲線和線條，將汽車整個輪廓、布置尺寸、發(fā)動機位置、車架布置及人體樣板都可以顯示出來。

油泥模型的膠帶圖修正放大后的曲線，制作車身表面曲線樣板，為進一步進行利用雕塑提供尺寸和形狀控制基準。1:1線型圖實體模型實體模型全尺寸油泥模型就是指與真車尺寸一樣，模型的輪廓曲線和尺寸都是按照嚴格的要求制作出來，設(shè)計人員可以對車身表面的細節(jié)部分進行比較和修改。全尺寸油泥模型分為外部模型和內(nèi)部模型，是車身造型設(shè)計中最關(guān)鍵的階段，因為這個全尺寸油泥模型是今后正式產(chǎn)品的依據(jù).在油泥模型制作與開發(fā)，車身造型中所用的油泥，與一般的橡皮泥類似，但要求更高，油泥的材料主要成分有滑石粉62%，凡士林30%，工業(yè)用蠟8%。造型師將它敷在木質(zhì)骨架上，利用刮刀、刮片等工具可對它進行形體塑造，按一定的比例雕塑出汽車的外形。通常先制作1：5的小油泥模型，經(jīng)審定后再制作1：1的大模型。按照實際尺寸制作的油泥模型，可以配上真實的輪胎，以觀察汽車整體造型的效果。油泥模型經(jīng)審定后，可以用三坐標測量儀將車身外表面尺寸參數(shù)記錄下來，作為繪制車身圖紙的依據(jù)。實體模型繪制主圖板全尺寸油泥模型完成之后，車身模型表面輪廓經(jīng)過測量之后轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，然后將測量數(shù)據(jù)以平面圖形表示出來。主圖板應(yīng)能反映出以下內(nèi)容：1、車身上的主要輪廓線2、車身上各零件的裝配關(guān)系3、車身上各零件的結(jié)構(gòu)截面4、可動件（如車門、發(fā)動機罩和行李箱蓋等）運動軌跡的校核為了保證尺寸精度和穩(wěn)定性，一般繪制在刻有坐標網(wǎng)格的鋁板上，用0.15～0.18mm的聚酯薄膜來繪制主圖板內(nèi)容。同時對坐標網(wǎng)有嚴格要求：坐標網(wǎng)格線的精度為±0.1mm，800mm見方的網(wǎng)格中二對角線的誤差不超過0.2mm，車身圖的精度應(yīng)保證為±0.25mm。考慮到制造沖模的需要，主圖板上的輪廓線均是以零件的內(nèi)表面為依據(jù)。樣車試制和試驗樣車試制仍是一個不斷修改的過程，但這種修改是為今后正式投產(chǎn)做鋪路的。在樣車試制階段，很多在造型設(shè)計過程中的不足之處會更真實地反映出來。造型設(shè)計人員仍然要跟蹤工作，對樣車的造型設(shè)計進行全面的檢查，并根據(jù)設(shè)計要求進行修改。只有經(jīng)過多次的反復(fù)修改，一輛經(jīng)得起實際考驗的造型方案才能實現(xiàn)，并做為今后生產(chǎn)的依據(jù)設(shè)計思想的碰撞：

Underdesign與OverdesignUnderdesign-使所設(shè)計結(jié)構(gòu)的強度控制在必要強度的下限，然后通過試驗來補充強度上的不足，又稱為“加法”設(shè)計；Overdesign-使所設(shè)計結(jié)構(gòu)的強度控制在必要強度的上限，“寧厚勿薄，寧大勿小”，強調(diào)設(shè)計一次性成功。主模型設(shè)計主要是車身外主模型和內(nèi)主模型，是重要的設(shè)計資料之一，也是制造模具、焊裝工具等的主要依據(jù)。主模型應(yīng)按車身覆蓋件分塊。小結(jié)：傳統(tǒng)的設(shè)計方法特點

車身的整個設(shè)計過程是通過實物模型、圖紙、樣板、文本的形式來傳遞設(shè)計信息。缺點

開發(fā)周期長，累計誤差大，開發(fā)成本高，不利于部件和產(chǎn)品的通用化和系列化。第三節(jié)現(xiàn)代設(shè)計方法

－仿形法車身總布置設(shè)計

1:5彩色效果圖

1:5油泥模型三坐標測量儀測量模型外形車身曲面重構(gòu)及結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙設(shè)計模具設(shè)計數(shù)控加工實物模型或樣件獲取點云車身主模型結(jié)構(gòu)、特性分析產(chǎn)品快速加工三座標測量機曲面模型重構(gòu)三座標儀測取的點云根據(jù)點云建立的曲面曲面模型重構(gòu)工程分析表面速度場分布工程分析?小結(jié)：現(xiàn)代設(shè)計方法

－仿形法是一種以分析、判斷和優(yōu)選為核心的現(xiàn)代設(shè)計方法，有如下特點：1、以計算機中的三維實體模型代替?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)計中的主模型，從而把大量人力從繪圖、取樣板、制表面、做模型等繁瑣的勞動中解放出來2、提高了汽車產(chǎn)品規(guī)劃時的可信度，使設(shè)計、工藝、模具設(shè)計和制造人員更好地協(xié)同工作3、后續(xù)的設(shè)計、分析、加工制造等工作均圍繞統(tǒng)一的主模型展開，極大地提高了汽車車身設(shè)計的效率，縮短了開發(fā)周期4、采用計算機輔助設(shè)計的方法還能夠?qū)嚿碓煨瓦M行優(yōu)化設(shè)計專題1逆向工程技術(shù)1、定義-又稱為反求工程，反向工程。廣義的逆向工程包括幾何逆向、工藝逆向和材料逆向，如未特加說明，一般指幾何逆向工程：是指用一定的測量手段對實物或模型進行測量,根據(jù)測量數(shù)據(jù)通過三維幾何建模方法重構(gòu)實物的CAD模型的過程,是一個從樣品生成產(chǎn)品數(shù)字化信息模型,并在此基礎(chǔ)上進行產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)及生產(chǎn)的全過程。2、逆向工程系統(tǒng)組成組成系統(tǒng)的設(shè)備、軟件主要包括：測量機、數(shù)據(jù)處理、模型重建（逆向工程軟件）、CAE軟件、NC加工設(shè)備、快速成型機、產(chǎn)品制造設(shè)備。實物樣件外形數(shù)據(jù)采集CAD模型重建CAD/CAE系統(tǒng)CAM系統(tǒng)快速成型模具新產(chǎn)品PDM系統(tǒng)逆向工程系統(tǒng)流程圖PDM技術(shù)以軟件技術(shù)為基礎(chǔ)，是一門管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息(包括電子文檔、數(shù)字化文檔數(shù)據(jù)庫記錄等)和所有與產(chǎn)品相關(guān)的過程（包括審批/發(fā)放、工程更改、一般流程、配置管理等）的技術(shù)。提供產(chǎn)品全生命周期的信息管理，并可以在企業(yè)范圍內(nèi)為產(chǎn)品設(shè)計與制造建立一個并行化的協(xié)作環(huán)境。專題2并行工程1、定義

并行工程是并行進行產(chǎn)品及其相關(guān)過程（包括制造過程和支持過程）一體化設(shè)計的系統(tǒng)方法，這種方法要求產(chǎn)品開發(fā)人員從設(shè)計一開始就考慮產(chǎn)品生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報廢處理的各種因素。并行工程側(cè)重于產(chǎn)品設(shè)計過程，強調(diào)設(shè)計過程中的信息計算、計算機輔助功能的計算及在多學(xué)科小組支持下實現(xiàn)并行作業(yè)和協(xié)同工作。2、并行工程內(nèi)容產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫車身造形設(shè)計車身試制生產(chǎn)檢測有限元分析沖壓工藝設(shè)計工裝CAD工裝CAPP車身結(jié)構(gòu)設(shè)計CAM并行工程框圖專題3轎車數(shù)字化工程