第二章車(chē)身設(shè)計(jì)方法

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

由于轎車(chē)車(chē)身是由具有復(fù)雜空間曲面外形的板件組成，在裝配時(shí)，對(duì)互換性和準(zhǔn)確度有較嚴(yán)格要求。因此在車(chē)身設(shè)計(jì)過(guò)程中，規(guī)定車(chē)身圖樣采用坐標(biāo)網(wǎng)格的形式表示，并附實(shí)物模型，即圖紙?jiān)O(shè)計(jì)與實(shí)物模型設(shè)計(jì)為車(chē)身設(shè)計(jì)的基本要素。一、轎車(chē)新車(chē)型開(kāi)發(fā)分類(lèi)全新車(chē)型的開(kāi)發(fā)指具有新性能、新用途、采用先進(jìn)技術(shù)、滿足社會(huì)要求的新型系列車(chē)型或新種類(lèi)的轎車(chē)開(kāi)發(fā)。已有車(chē)型的全面更新根據(jù)社會(huì)需求變化和技術(shù)進(jìn)步，對(duì)已有車(chē)型進(jìn)行全面更新，包括外形、車(chē)身結(jié)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)、行駛系等。已有車(chē)型的中等規(guī)模改進(jìn)保留原有車(chē)身外形的特征，車(chē)身結(jié)構(gòu)局部改進(jìn)。已有車(chē)型的小規(guī)模改進(jìn)保持原有車(chē)身的總體結(jié)構(gòu)，只對(duì)局部的一些零件進(jìn)行改進(jìn)，如，后視鏡，門(mén)把手等.二、確定開(kāi)發(fā)內(nèi)容確定開(kāi)發(fā)內(nèi)容是轎車(chē)新車(chē)型開(kāi)發(fā)工作首先應(yīng)解決的問(wèn)題，它包括產(chǎn)品定性、產(chǎn)品技術(shù)定性和產(chǎn)品工程計(jì)劃。三、概念設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)屬于產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(jì)指標(biāo)（性能指標(biāo)）、總布置定型和造型的確定，并下達(dá)產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)為止這一階段的設(shè)計(jì)工作。計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)是主要的技術(shù)手段。第二節(jié)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法繪制1:5車(chē)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(chē)身主圖板樣車(chē)試制和試驗(yàn)制作車(chē)身主模型模具設(shè)計(jì)、加工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)TOPLEFTFRONT依據(jù)整車(chē)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(chē)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(jī)構(gòu)的布置等總布置圖車(chē)身布置設(shè)計(jì)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(kāi)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(chē)身造型效果圖和車(chē)身內(nèi)飾效果圖兩種，車(chē)身造型效果圖要表現(xiàn)出車(chē)型前面、側(cè)面和后面三者的關(guān)系，同時(shí)也要表現(xiàn)出車(chē)門(mén)拉手，倒后鏡、刮水臂、車(chē)牌位置等結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。車(chē)身內(nèi)飾的效果圖主要表現(xiàn)出儀表板、中控臺(tái)、門(mén)護(hù)板、座椅及相互之間的空間位置。由于車(chē)廂內(nèi)部難以用一面圖表達(dá)清楚，所以有些效果圖是針對(duì)某些位置而單獨(dú)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(chē)油泥模型或泡沫模型，比例為3:8（美、英等英制國(guó)）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(biāo)網(wǎng)格線（每格距離為200mm的1/5）的平臺(tái)上，模型也劃分有相應(yīng)的網(wǎng)格線。在雕塑過(guò)程中，出于審美的要求，還可能要對(duì)1：5車(chē)身布置圖和彩色效果圖作某些非原則性的補(bǔ)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(biāo)有坐標(biāo)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(chē)整個(gè)輪廓、布置尺寸、發(fā)動(dòng)機(jī)位置、車(chē)架布置及人體樣板都可以顯示出來(lái)。

油泥模型的膠帶圖修正放大后的曲線，制作車(chē)身表面曲線樣板，為進(jìn)一步進(jìn)行利用雕塑提供尺寸和形狀控制基準(zhǔn)。1:1線型圖實(shí)體模型實(shí)體模型全尺寸油泥模型就是指與真車(chē)尺寸一樣，模型的輪廓曲線和尺寸都是按照嚴(yán)格的要求制作出來(lái)，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)車(chē)身表面的細(xì)節(jié)部分進(jìn)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(chē)身造型設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的階段，因?yàn)檫@個(gè)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(kāi)發(fā)，車(chē)身造型中所用的油泥，與一般的橡皮泥類(lèi)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(duì)它進(jìn)行形體塑造，按一定的比例雕塑出汽車(chē)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(shí)際尺寸制作的油泥模型，可以配上真實(shí)的輪胎，以觀察汽車(chē)整體造型的效果。油泥模型經(jīng)審定后，可以用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x將車(chē)身外表面尺寸參數(shù)記錄下來(lái)，作為繪制車(chē)身圖紙的依據(jù)。實(shí)體模型繪制主圖板全尺寸油泥模型完成之后，車(chē)身模型表面輪廓經(jīng)過(guò)測(cè)量之后轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，然后將測(cè)量數(shù)據(jù)以平面圖形表示出來(lái)。主圖板應(yīng)能反映出以下內(nèi)容：1、車(chē)身上的主要輪廓線2、車(chē)身上各零件的裝配關(guān)系3、車(chē)身上各零件的結(jié)構(gòu)截面4、可動(dòng)件（如車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)罩和行李箱蓋等）運(yùn)動(dòng)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(biāo)網(wǎng)格的鋁板上，用0.15～0.18mm的聚酯薄膜來(lái)繪制主圖板內(nèi)容。同時(shí)對(duì)坐標(biāo)網(wǎng)有嚴(yán)格要求：坐標(biāo)網(wǎng)格線的精度為±0.1mm，800mm見(jiàn)方的網(wǎng)格中二對(duì)角線的誤差不超過(guò)0.2mm，車(chē)身圖的精度應(yīng)保證為±0.25mm?？紤]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(chē)試制和試驗(yàn)樣車(chē)試制仍是一個(gè)不斷修改的過(guò)程，但這種修改是為今后正式投產(chǎn)做鋪路的。在樣車(chē)試制階段，很多在造型設(shè)計(jì)過(guò)程中的不足之處會(huì)更真實(shí)地反映出來(lái)。造型設(shè)計(jì)人員仍然要跟蹤工作，對(duì)樣車(chē)的造型設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的檢查，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行修改。只有經(jīng)過(guò)多次的反復(fù)修改，一輛經(jīng)得起實(shí)際考驗(yàn)的造型方案才能實(shí)現(xiàn)，并做為今后生產(chǎn)的依據(jù)設(shè)計(jì)思想的碰撞：

Underdesign與OverdesignUnderdesign-使所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度控制在必要強(qiáng)度的下限，然后通過(guò)試驗(yàn)來(lái)補(bǔ)充強(qiáng)度上的不足，又稱(chēng)為“加法”設(shè)計(jì)；Overdesign-使所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度控制在必要強(qiáng)度的上限，“寧厚勿薄，寧大勿小”，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)一次性成功。主模型設(shè)計(jì)主要是車(chē)身外主模型和內(nèi)主模型，是重要的設(shè)計(jì)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(chē)身覆蓋件分塊。小結(jié)：傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法特點(diǎn)

車(chē)身的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程是通過(guò)實(shí)物模型、圖紙、樣板、文本的形式來(lái)傳遞設(shè)計(jì)信息。缺點(diǎn)

開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，累計(jì)誤差大，開(kāi)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(jì)方法

－仿形法車(chē)身總布置設(shè)計(jì)

1:5彩色效果圖

1:5油泥模型三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量模型外形車(chē)身曲面重構(gòu)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)數(shù)控加工實(shí)物模型或樣件獲取點(diǎn)云車(chē)身主模型結(jié)構(gòu)、特性分析產(chǎn)品快速加工三座標(biāo)測(cè)量機(jī)曲面模型重構(gòu)三座標(biāo)儀測(cè)取的點(diǎn)云根據(jù)點(diǎn)云建立的曲面曲面模型重構(gòu)工程分析表面速度場(chǎng)分布工程分析?小結(jié)：現(xiàn)代設(shè)計(jì)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(jì)方法，有如下特點(diǎn)：1、以計(jì)算機(jī)中的三維實(shí)體模型代替?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)計(jì)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(dòng)中解放出來(lái)2、提高了汽車(chē)產(chǎn)品規(guī)劃時(shí)的可信度，使設(shè)計(jì)、工藝、模具設(shè)計(jì)和制造人員更好地協(xié)同工作3、后續(xù)的設(shè)計(jì)、分析、加工制造等工作均圍繞統(tǒng)一的主模型展開(kāi)，極大地提高了汽車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)的效率，縮短了開(kāi)發(fā)周期4、采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方法還能夠?qū)?chē)身造型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)專(zhuān)題1逆向工程技術(shù)1、定義-又稱(chēng)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(shuō)明，一般指幾何逆向工程：是指用一定的測(cè)量手段對(duì)實(shí)物或模型進(jìn)行測(cè)量,根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)三維幾何建模方法重構(gòu)實(shí)物的CAD模型的過(guò)程,是一個(gè)從樣品生成產(chǎn)品數(shù)字化信息模型,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)的全過(guò)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(cè)量機(jī)、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(jī)、產(chǎn)品制造設(shè)備。實(shí)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(mén)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(kù)記錄等)和所有與產(chǎn)品相關(guān)的過(guò)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(jì)與制造建立一個(gè)并行化的協(xié)作環(huán)境。專(zhuān)題2并行工程1、定義

并行工程是并行進(jìn)行產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程（包括制造過(guò)程和支持過(guò)程）一體化設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方法，這種方法要求產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員從設(shè)計(jì)一開(kāi)始就考慮產(chǎn)品生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢處理的各種因素。并行工程側(cè)重于產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)過(guò)程中的信息計(jì)算、計(jì)算機(jī)輔助功能的計(jì)算及在多學(xué)科小組支持下實(shí)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(kù)車(chē)身造形設(shè)計(jì)車(chē)身試制生產(chǎn)檢測(cè)有限元分析沖壓工藝設(shè)計(jì)工裝CAD工裝CAPP車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)CAM并行工程框圖專(zhuān)題3轎車(chē)數(shù)字化工程