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1、第21卷第4期机电产品开发与创新Vol.21,No.4·开20发08与年创7新月·Development&InnovationofMachinery&ElectricalProductsJuly.,2008基于几何特征的车身覆盖件的设计方法与技术陈靖芯,陆海英,李红,胡杰,徐晶(扬州大学机械工程学院,江苏扬州225009)摘要:通过基于特征的车身覆盖件建模理论研究,提出了形状特征的定义及分类,归纳总结出车身覆盖件特征的描述与设计方法,针对车身覆盖件的结构特点及其形状特征的生成机理,提出规则曲面和复
2、杂曲面的参数化设计一般方法,最后以汽车后风窗玻璃边框和汽车车顶内钣与A柱、车顶侧钣曲面模型为例,总结基于特征的参数化建模步骤。关键词:车身覆盖件;几何特征;设计方法中图分类号:TP391.7文献标识码:A文章编号:1002-6673(2008)04-006-03实体所构成的特定形状,具有特定的设计或制造意义,是0引言与描述零件几何形状、尺寸相关的信息的集合。根据形状在目前的汽车制造领域中,国际上已能通过CAD/特征在构造零件中所起的作用不同,可分为主形状特征CAM/CAE系统的应用与研究实现了CA
3、D与CAM/CAE之(简称主特征)和辅助形状特征(简称辅特征)两类。间的系统的数据共享。而国内的许多汽车制造企业在这(1)主特征:主特征用来构造零件的基本几何形方面还有很大的差距,还在不同程度地使用着传统的设体。根据其特征形状的复杂程度,又分为简单主特征和计图纸,以三个视图来描述空间曲线,效率低、误差大宏特征两类:①简单主特征:主要指圆柱体、圆锥体、且不利于企业资源的共享。因而通过这些图纸中给定的成形体、长方体、球、楔形体等简单的基本几何形体;几何特征数据,运用汽车设计软件CATIA建立三维参②宏
4、特征:指具有相对固定的结构形状和加工方法的形数化模型,对于车身结构设计、覆盖件的冲压模具设计状特征,其几何形状比较复杂,而又不便于进一步细分与加工有着重要意义。本文就如何应用CATIA针对车为其它形状特征的组合。宏形状特征身覆盖件的几何特征进行计算机辅助设计展开讨论。特征的定义可以简化建模过主特征辅助特征程,避免各个表面特征的分1形状特征的定义及分类简简别描述,并且能反映出零件单宏单组复合制主特辅在从事车身覆盖件的设计工作时,我们会发现纯几的整体结构、设计功能、和特征特特特征征征征制造工艺。何曲面
5、是十分抽象的,但是当把特征应用到覆盖件的设图1形状特征分类(2)辅特征:辅特征是计中时,就会大大增加车身几何形体的工程信息,从而Fig.1Shapefeatureclassify依附于主特征之上的几何形便于计算机对更多的工作进行自动处理,为进一步的基状特征,是对主特征的局部修饰,反映了零件几何形状于特征的参数化建模起到非常关键的作用。的细微结构。辅特征依附于主特征上,也可依附于另一相对于管理特征、材料特征及技术特征而言,形状特个辅特征。根据辅特征的特点,将其进一步分为简单辅征是特征的主体,它具有一
6、定的几何形状的,是产品信息特征、复制特征和组合特征:①简单辅特征:指倒角、的主要携带者,具有工程意义和特定的性质。从设计与制退刀槽、螺纹等单一特征,它们可以附加在主特征上,造的角度来看,形状特征是零件上一组相互关联的几何也可附加在辅特征上,从而形成不同的几何形体;②组收稿日期:2008-04-18合特征:指由一些简单辅特征组合而成的特征,如中心基金项目:国家科学技术部创新基金资助项目(07C26143201357);孔、同轴孔等;③复制特征:指由一些同类型辅特征按江苏省“六大人才高峰”资助项目(0
7、7-D-017)一定的规律在空间的不同位置上复制而成的形状特征。作者简介:陈靖芯(1958-),女,江苏泰州人,博士,教授。主要从事机械设计与制造方面的教学与研究以及现代车身设2车身覆盖件特征的描述与设计方法计理论与制造技术的研究;陆海英(1983-),女,江苏启东人,硕士研究生。研究方向:车身数字化设计制造。车身零件有其自身的特点。由于加工压延性、空气6·开发与创新·阻力特性和造型的美观性要求,车身表面形状设计越来每个具有一定基本特征的曲面片。然后采用和规则曲面越多地采用流线型曲面,其中大多数是
8、组合自由曲面;同样的设计方法设计各个分块曲面片,最后由各个曲面另一方面由于车身零件是高速运动的薄壳件,对强度、片以及它们之间的切矢和曲率连续性设计各曲面片之间刚度和振动特性的要求都很高,许多车身零件上需带加的连续曲面,形成完整曲面。这时曲面零件中各特征之强筋、加强梁和局部折皱。对车身零件的几何特征可描间的相互关系必须依赖于三维设计软件自身的参数化设述如下:①基本特征:由样条插值得到的大块曲面,如计功能,由软件本身记录下每一个空间元素和对应的父风窗、顶盖和发动机罩等;②附加特征:翻边
