CATIAV5StartModel车身建模规范的使用方法下面着重介绍的结构形式和其在车身设计中的具体应用方法首先,模板根据车身零件数据的结构特征,将历史树分成如下组成部分:、零件名称()、车身坐标系()、零件实体数据、外部数据()、最终结果()、零件设计过程、关键截面整体结构树形式如图1所示PART-NUMBER醫聘plane-送^PlaneIJ-:Axis..S^.st亡mm卜如P&rtEod矿#e:j:t亡rnalgeqmetrp#finalpart#partdefiniti.on#seciions图其次,详细介绍各个组成部分在的具体应用方法1零件名称()零件名称定义的规范性和准确性对一个汽车主机厂来说在整个汽车产品生命周期内对产品的采购、生产、销售都具有重要意义所以首先要确定零件的准确件号和尽量简单且详尽的名称具体的命名方法见下图2所示:XXX_XXXXXXX-X00_000_REINF_ROOFSIDEGRABHANDLE_LH_CHZK|20060510设计完成日期设计者名字简称零件的英文名称零件的版本号(数据冻结时的版本为第一版)零件的件号车型代号图22车身坐标系()该坐标原点为车身坐标原点即是世界坐标原点,定义该坐标系以后后期设计过程中的几何元素的空间坐标都以该坐标系为基准。
3零件实体数据内是用来存放零件实体数据,一般是设计的最终结果实体数据如果需要更改的名称,可以在右键属性内更改,如果要反映该零件设计的不同阶段或不同状态的实体数据,或者是周边相关零件的实体数据(周遍相关零件的信息来自),可以在零件内插入多个来分别定义如图3所示插入了多个图PART-NUMBER養浮Plane寻饕planeAxisSystEir居-垂B;q:dy--—Body.3:—4^externalgeometryIttfinalpartftpartdefinition占恿.ttsections来分别存放定义不同状态实体数据的名称可根据需要做对应更改外部引用数据()卿PART-NUMBER环plane養浮PlaneSsxPlaneAxisSyste:m吕-4^BodyttextEmalgeometry—巍^designsurfac.esftimportEdgeomeftfinalpart;巍和attdefinition"ftsect!bns内包括两个分别为如图4所示,,在做零件设计时需引用外部几何元素作为边界条件,而这些外部元素根据其性质不同可以分为如下两中类型用来存放做零件设计所需要的造型级曲面数据。
Q;rearshoulder•劇waistliriE丿一:Axis.Systsm呂.^externalge.t?metry,^designsurfaces,A;SURF-06矚15.ASURF-rrdoorg^'ASURF-glasspre-workonA~si_irfstopflangedupperframe霽bottgmedge劇frcmtedge如上图所示,如果需要引用的级曲面较大,可根据设计步骤需要分解为很多局部区域来进行管理,这样方便后期设计过程中参考元素的准确借用,可以节省时间并提高准确性而且也方便后期的数据修改图中将所引用的级曲面分为两个大的区域分别为和,其中每个内再分解为多个几何特征中包括和两个中包括等个内的造型级曲面是相对固定不变的,在零件工程化阶段要以造型级面为基准进行结构设计故级曲面的关系多数是一父多子的关联关系每个级曲面与后面设计步骤中的多个同时保持关联关系,在这种情况下,我们提倡这些步骤中的上一级关系直接为级,尽量避免关联级面子元素的中间借用情况出现与后面中父子相承的关联关系有所不同,在后期设计更改的时候应注意该用来存放与所设计零件有边界约束关系的几何元素凸"J-:AxisSystEm洛零ernalgeometry卜劇^designsurfacesSimportEdgeometry.surfacesfromfionceptstudies5401111-bodysideouter-060213latchmounting-masterinfo-060424牛劇doorouter牛劇manualw~liftErmechiwindowlifterm.ounting吕pwrswitdhbrktmountingprovisional-图如图所示内定义了等个边界条件,每个内存放了用来做边界约束的点、线、面等几何元素。
这些几何元素用非参数化的形式存放尽量做到让这些参考几何元素之间无关系便于后期这些参考元素的更新替换最终结果()该用来存放零件的最终设计曲面数据、材料的矢量方向、材料厚度、零件信息、搭接面零件上的螺母、螺栓以及对部件的设计修改信息如图7所示厝举#finaJLpart_L.Sfinalgeometry—'-^lastchanges->#toolinginfo匸•魏阳MLP牛藝MLP-a.(holeexampleJ^^H虹篡MLP-SIfeurfaceexiample)一幹ma.tchingareas亠冕ftnut&bolt^4巍Sbdlt该用来存放零件的最终设计结果,仅仅用一个面片来表示,这个结果可以用◎InvertOrientation命令将零件设计过程()数据的最后一步结果保存在命令将零件设计过程(内用"的IneertOrientation内另外,当数据冻结后,要用)数据的最后一步结果保存在命令命令的优点是可以使最终结果始终与设计修改保持参数化的关联关系,设计过程更改后系统自动更新最终结果当数据冻结后,需要保存非参数化的最终设计结果如图所示采用°InvertOrientation[;Sfinalpart-,SfinalgepmetryLVInverse.1-劇幹la^tchanges内,其表示方法与)数据的最后一步结果保存在类似,用内。
此时,内保存的零件设计过程()数据的最后表示数据冻结后的设计更改结果存放在此鼻InvertOrientation命令将零件设计过程(7#步结果与内的结果相比已经发生了设计更改该内用来存放表示材料料厚和材料矢量方向信息的料厚线,料厚线用的点划线表示,料厚线的长度为实际料厚尺寸的倍,料厚线的方向由材料的适量方向决定该内用来存放零件工程化设计后期的许多相关信息主要有主次定位孔和夹持面信息每个主次定位孔及夹持面信息在参数化建模过程中主要由如下元素构成:一个点、一条线、一个平面、一个草绘(夹持面有两个草绘)如图所示主定位孔a参数化元素夹持面S1参数化元素.MLP-S2P(yintLine.5Sketch.313Plane.329Sketch.314Point.113ine.7Pointa主定位孔SMLPMLP-a.MLP-b城PT.327:ch.311图S1主次定位孔及夹持面的参数化元素构建方式如下:)定位点,采用以车身坐标原点为参考点的X、三坐标表示,并且定位点要位于零件上,在X、三个坐标值中视零件在车身坐标中的位置,为方便工艺功能的实现,要保证最少圆整一个坐标值如图10所示囹FIjilit:OKFointtype:21lmm;-748.3mmWALPMLP—乱Plane,327SHSket'ch.311r4Coordina1593.758mm」PointaDe£mu1t(Oiri雪X=1593.758mmY=-7M3mmPointDefinition1-孰二分/Line.5##)第一条定位轴线,过定位点做垂直于零件曲面的线段,长度为如图)定位平面,二INorrTHilFuinAFoint:1UmmEnd:OKReverseDirectionIIMirroredeKtentt._jIntinitmi_jIntinitmEndPoirLtLengthType;dLengthOInfinitmStartFoint电MLPMLP-a百tart二TCta?End=Oirian/MLP-S1i.inePoint.113Line.5Plane.329Pointa4i||ketch"11:ElSketch.篦图-酸Sketch.314)另外两个定位轴线,在定位平面上做-SketcherPositioning,另外两定位轴线方向尽量保持与##车身坐标轴平行。
夹持面,在定位平面上做盲'SketcherPositioning,具体做法见《基础知识》,如图所示以上五个元素构建完成后,在第二次构建定位孔或夹持面时,可复制,粘贴已经构建好的五个元素,此时只须更改相应的定位点即可零件上搭接区域的标注表面上以实际搭接边界为准157.5计二_化D9#A-;”:malchwithL.O'CurvelImatchwithL.0Curve1Imatch即ithL.OCurv'elI与不同零件的搭接区域在结虹老血汛tChingareas‘%旱.match円ith6211151-pannel-inner卜rC^Curvel匚宴CurveSSI6211155-reinf-hinge6211103-reinf~outerframe图15首先将要用到的各规格螺栓、螺母导入到内,再分别在目标螺栓、螺母上用AxisSystem.左命令创建坐标系,在零件上螺栓、螺母焊接点创建对应的坐标系对应坐标系创建成功后用AxisToAxis場命令复制移动螺栓、螺母到指定位置即可以上,搭接面,螺母、螺栓的工作在工程化设计后期完成,即在下面将要介绍的零件设计过程()完成后来完成的零件设计过程()f在结构树上的这一部分是零件设计的主体工作,也是工作量最大,最关键的部分。
这部分的构成如图所示学,#definitijoiiPreferencepoint牛劇#ba^i.Qsurfacei§;Sdepressions:-flanges牛尝fttrimmedj)art""Wholes?^|SsectiorLSj:i图包括参考点()、基础面、压筋结构、翻边结构、裁剪结构()和孔特征6参考点()该内有一个点,该点为车身坐标原点(、、),在后面的零件设计过程中,几何元素的构建大多数情况下要以该点为参考点我们也建议几何元素的参数化尽量以该点为基准6基础面在零件设计过程中要有大局观,整体意识即由整体到局部,由简单到复杂的过程,就是遵循这样一个思路来进行零件设计的当接到一个设计任务时,首先考虑构成该零件的主要型面是怎样的,即该零件的形状是怎样的在该型面的基础上怎样来很好的实现零件的功能,就是接下来要考虑零件的结构设计,即增加必要的压筋结构、翻边结构和孔特征当然基础面和零件结构这两者是相互影响的,要综合考虑首先看基础面的设计基础面是零件结构的基础,零件形状由基础面的形状来决定畧特partdefiniti.on人車^referen(?epoint反」Foint.1吐車Sbasic:surface®^reference_strueturE6」reference_point-planexy~planeyz如图17所示,基础面内只包含和两部分,I-^planezxjSketchxySketchyz.etchzkl13#内有模板内给定的其个元素,一个参考点(坐标值可任意给定)、三个面(分别平行与三个系统平面)、三个基于绘制的草绘(自'SketchwithAbsoluteAxisDefinition相对于丄Sketcher更便于参数化控制其空间位置和草绘形状)。
基础面的制定没有一样严谨的设计规范,由于零件形状的不同,设计人员的不同,基础面有着不同的设计思路和方法以下面的零件为例来说明23Result+34Result+4WhoMainsurfaceMainsurfaceMainsurfaceMainsurfaceResult1+2Preference航ruetutEftpartdefinitionPreferencepoint劇#basiC-surface-ressions卜蜃flanges9-^^trimmedpart决基础面可由如上四个子基础面组成,四个主要子基目互倒角如图18所示,#得到大的基础面,在子基础面设计过程中要注意不同结构的命名和它们之间的相互历史层次关系往往每个子基础面又由许多面元素构成,这些面元素同样要求用清晰的命名和历史层次关系体现在结构树上如图19所示i^Mainsurface2Result1+2'.啓酣aj门surface3,?ace1Face2Result1+2FaceSResult+3Faee4Face5:?Result+5Face6.子基础面^Result+Gil^19l由七个auCt+通过t依口卩令倒角,因其不利于参数化控巾I」丿。
通过以上介绍,我们了解了基础面的设计思路,下面再看具体到一个单面片的设^esult+3:15#上面讲到在基础面内只包含和两部分其内的几何元素是被套用来设计单面片的固定格式§SketchyzSketchzxMainsurface1B.ack1p-Jreferencejioint卜富X=62f.527mmY=-453.155mmL倉Z=~149.043mmplanexy^rplaneyzj^plane呂球SketchxyI^iSketphyzrSk^Sketchzk计方法如图20所示,要构建面片,先将内的元素全.PbasicsuriaceHfdepregsions;."^Depressionangle4警Resul口surfaQe+depression#flanges、\劇#tTimiiiEd」aTt上的ho论S,罂"劇^sections图2,部复制粘贴到内,调整的坐标值以确定其空间位置,随后更新三个基准平面和三个草绘的位置(因为三个基准平面和三个草绘与有参数关联关系),此时,在其中的两个草绘上分别做出引导线(guidecurve)和轮廓线(),再用穆Sweep或心Extrude拉伸生成直纹面(直纹面在参数化设计中更便于控制面的参数)。
6压筋结构在零件结构中可以归结为局部压筋特征的部位,例如凸台、加强筋等,就将其设计参数放在内,如图所示零件的压筋部位根据压筋形状得到压筋面片后,再与上一步的最终结果共同作用生成压筋结果Depressionangle6翻边结构在零件结构中可以归结为局部压筋特征的部位,例如凸台、加强筋等,就将其设计参数放在内,根据翻边形状得到翻边面片后(翻边面片可能是多个面片通过倒角或相加命令共同作用形成),再与上一步的最终结果共同作用生成翻边结果如图所示零件的翻边部位是多个面片通过倒角共同作用形成顺次倒角得到翻边结果裁剪结构(裁剪结构()用来放置裁剪零件边界的几何元素在此建议用面元素做裁剪元素lange^Middlestepi::Depression'TResult1+Depression喊盂图+嬴p2.wOwL.丁Resultflange荐trimmed_partSplit,裁剪面是多个面片绕零件边界通过倒角或相加命令共同作用结果,利用面做裁剪元素便于设计结果后期零件边界形状的控制,更利于控制裁剪边界的质量,控制边界的相切连续性如图+3所示裁剪面ResultofflangeTceResultResultFate0ResulFaceResulFace2Result+13^Face7^Face8^Face6^Face5gResult斃F处eSb^suI:ResulFace13gResul176孔()在零件上,可以归为孔特征的结构元素放在此内。
在设计孔的时候,要注意孔的冲孔方向,特别要注意安装、定位孔的工作方向所有孔特征按照空间位置、大小、形状、方向等特征构建后,用罗Split命令与上一步裁剪()结果做裁剪后得到冲孔结果如图所示还有另外一种常见孔是带翻边结构的孔,这种结构特征在设计过程中可以将其归入翻边()或孔均可如图所示Result+11Result+13Result+1SholesFace11Hole5Face12Result+12FaceResult+R讯ulflangeIkUbU丄I.11UHoleassembly1Holeassembly2Holeassembly3Hole4Hole5Hole4Holeassembly3Holeassembly2Holeassembly1#带翻边的孔7、关键截面(此open结构形式等数据如图26所示内存放了显这些数据信息妾面、零件局部零件结构设计「注ShOl::eS基辜tt^ections::sectionMLPa塔*planEMLPa-IMPANELRRDOOROTRRHLIMPANELRRDOORINNERRHsectlcxiMLPbplaneMLPb藝PANELRRDOOROTRRHSjPANELRRDOORINNERRH三结论综上所述,参数化设计在现代汽车产品开发中具有重要的意义,参数化设计可以大大提高汽车开发设计的工作效率,适合在同平台上系列产品的演变,大大缩短产品开发周期。
汽车各个零件相互间有着紧密的联系和协调性部分设计质量好不等于产品质量也好为此,重要的是各零件的设计人员应具备(自己专业之外的)其他零件的知识,懂得对整体的影响在零件设计过程中可以很好的体现的参数化设计优势,培养设计人员在汽车开发设计中的整体设计理念,设计人员通过对零件结构特征的分析理解,可以很好的吃透零件,把握零件的要素特征和关键结构形式,举一反三。