第二章 車身設(shè)計(jì)方法

1、第二章第二章 車身設(shè)計(jì)方法車身設(shè)計(jì)方法本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：1、車身設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、車身設(shè)計(jì)的特點(diǎn)2、傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法3、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法第一節(jié)第一節(jié) 車身設(shè)計(jì)的特點(diǎn)車身設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 由于轎車車身是由具有復(fù)雜空間曲面外形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(shí)，對(duì)互換性和準(zhǔn)確的板件組成，在裝配時(shí)，對(duì)互換性和準(zhǔn)確度有較嚴(yán)格要求。度有較嚴(yán)格要求。 因此在車身設(shè)計(jì)過程中，規(guī)定車身圖樣采因此在車身設(shè)計(jì)過程中，規(guī)定車身圖樣采用坐標(biāo)網(wǎng)格的形式表示，并附實(shí)物模型，用坐標(biāo)網(wǎng)格的形式表示，并附實(shí)物模型，即即圖紙?jiān)O(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)與與實(shí)物模型設(shè)計(jì)實(shí)物模型設(shè)計(jì)為車身設(shè)計(jì)的為車身設(shè)計(jì)的基

2、本要素?；疽亍Ｒ?、轎車新車型開發(fā)分類一、轎車新車型開發(fā)分類v全新車型的開發(fā)全新車型的開發(fā) 指具有新性能、新用途、采用先進(jìn)技術(shù)、指具有新性能、新用途、采用先進(jìn)技術(shù)、滿足社會(huì)要求的新型系列車型或新種類的滿足社會(huì)要求的新型系列車型或新種類的轎車開發(fā)。轎車開發(fā)。v已有車型的全面更新已有車型的全面更新 根據(jù)社會(huì)需求變化和技術(shù)進(jìn)步，對(duì)已有車根據(jù)社會(huì)需求變化和技術(shù)進(jìn)步，對(duì)已有車型進(jìn)行全面更新，包括外形、車身結(jié)構(gòu)、型進(jìn)行全面更新，包括外形、車身結(jié)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)、行駛系等。發(fā)動(dòng)機(jī)、行駛系等。v已有車型的中等規(guī)模改進(jìn)已有車型的中等規(guī)模改進(jìn) 保留原有車身外形的特征，車身結(jié)構(gòu)局部改保留原有車身外形的特征，車身結(jié)構(gòu)局部

3、改進(jìn)。進(jìn)。v已有車型的小規(guī)模改進(jìn)已有車型的小規(guī)模改進(jìn) 保持原有車身的總體結(jié)構(gòu)，只對(duì)局部的一些保持原有車身的總體結(jié)構(gòu)，只對(duì)局部的一些零件進(jìn)行改進(jìn)，如，后視鏡，門把手等零件進(jìn)行改進(jìn)，如，后視鏡，門把手等.二、確定開發(fā)內(nèi)容二、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(jì)劃。術(shù)定性和產(chǎn)品工程計(jì)劃。三、概念設(shè)計(jì)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)產(chǎn)品定性之后，指從產(chǎn)品構(gòu)思到確定產(chǎn)品設(shè)

4、計(jì)指標(biāo)（性能指標(biāo)）、總布置定型和造型的計(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)書為止這一階段確定，并下達(dá)產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)書為止這一階段的設(shè)計(jì)工作。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。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)第二節(jié) 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法繪制繪制1:5車身布置圖車身布置圖繪制繪制1:5彩色效果圖彩色效果圖 制作制作1:5油泥模型油泥模型 繪制繪制1:1線型圖線型圖制作制作1:1油泥模型油泥模型制作制作1:1內(nèi)部模型內(nèi)部模型繪制車身主圖板繪制車身主圖板樣車試制和試驗(yàn)樣車試制和試驗(yàn)制作車身主模型制作車身主模型模具設(shè)計(jì)、加工模具設(shè)計(jì)、加工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)圖紙

5、設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)TOPLEFTFRONT依據(jù)整車的初步控制依據(jù)整車的初步控制尺寸及人體工程學(xué)原尺寸及人體工程學(xué)原理的要求，在布置圖理的要求，在布置圖中初步確定車身的主中初步確定車身的主要控制尺寸。如：前要控制尺寸。如：前懸、后懸、前后風(fēng)窗懸、后懸、前后風(fēng)窗位置及其傾角、地板位置及其傾角、地板高度、座椅位置、操高度、座椅位置、操縱機(jī)構(gòu)的布置等縱機(jī)構(gòu)的布置等總布置圖總布置圖彩彩色色效效果果圖圖效果圖由具有工業(yè)造效果圖由具有工業(yè)造型技術(shù)能力的開發(fā)人型技術(shù)能力的開發(fā)人員完成，采用水彩、員完成，采用水彩、彩鉛或者素描等方式彩鉛或者素描等方式繪制。繪制。效果圖分為車效果圖分為車身造型效

6、果圖和車身身造型效果圖和車身內(nèi)飾效果圖兩種內(nèi)飾效果圖兩種，車，車身造型效果圖要表現(xiàn)身造型效果圖要表現(xiàn)出車型前面、側(cè)面和出車型前面、側(cè)面和后面三者的關(guān)系，同后面三者的關(guān)系，同時(shí)也要表現(xiàn)出車門拉時(shí)也要表現(xiàn)出車門拉手，倒后鏡、刮水臂、手，倒后鏡、刮水臂、車牌位置等結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。車牌位置等結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。車身內(nèi)飾的效果圖主車身內(nèi)飾的效果圖主要表現(xiàn)出儀表板、中要表現(xiàn)出儀表板、中控臺(tái)、門護(hù)板、座椅控臺(tái)、門護(hù)板、座椅及相互之間的空間位及相互之間的空間位置。由于車廂內(nèi)部難置。由于車廂內(nèi)部難以用一面圖表達(dá)清楚，以用一面圖表達(dá)清楚，所以有些效果圖是針?biāo)杂行┬Ч麍D是針對(duì)某些位置而單獨(dú)繪對(duì)某些位置而單獨(dú)繪制的制的 雕塑雕塑1

7、:5模型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，型或泡沫模型，比例為比例為3:8（美、英等英制國(guó)）或者（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，成本低廉等。小比例模型的好處就是可以反復(fù)修改，成本低廉 注意：v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。v在雕塑過程中，出于審美的要求，還可能要對(duì)1：5車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

8、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，將汽車整個(gè)輪廓、布置白色圖板上，粘貼上模型輪廓的曲線和線條，將汽車整個(gè)輪廓、布置尺寸、發(fā)動(dòng)機(jī)位置、車架布置及人體樣板都可以顯示出來尺寸、發(fā)動(dòng)機(jī)位置、車架布置及人體樣板都可以顯示出來 。 油泥模油泥模型的型的 膠帶圖修正放大后的曲線，制作車身表面曲線樣板，為進(jìn)一步膠帶圖修正放大后的曲線，制作車身表面曲線樣板，為進(jìn)一步進(jìn)行利用雕塑提供尺寸和形狀控制基準(zhǔn)。進(jìn)行利用雕塑提供尺寸和形狀控制基準(zhǔn)。1:1線型圖線型圖實(shí)體模型實(shí)體模型 實(shí)體模型實(shí)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全

9、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(yán)格的要求制作出來，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)車身表面的細(xì)節(jié)部分進(jìn)行比較照嚴(yán)格的要求制作出來，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)車身表面的細(xì)節(jié)部分進(jìn)行比較和修改。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(jì)中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(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)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). v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%。v造型師將它敷在木質(zhì)骨架上，利用刮刀

10、、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，以觀察汽車整體造型的效果。 v油泥模型經(jīng)審定后，可以用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x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(shí)體模型實(shí)體模型繪制主圖板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(cè)量之后轉(zhuǎn)化為全尺寸油泥模型完成之后，車身模型表面輪廓經(jīng)過測(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。主圖板應(yīng)能反映出以數(shù)據(jù)，然后將測(cè)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：下內(nèi)容：1、車身上的主要輪廓線、

11、車身上的主要輪廓線2、車身上各零件的裝配關(guān)系、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、車身上各零件的結(jié)構(gòu)截面4、可動(dòng)件（如車門、發(fā)動(dòng)機(jī)罩和行李箱蓋等）運(yùn)動(dòng)軌跡的校核、可動(dòng)件（如車門、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，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，用用0.150.18mm的聚酯薄膜來繪制主圖板內(nèi)容。的聚酯薄膜來繪制主圖板內(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見方的網(wǎng)格中二對(duì)角線的誤差不超過見方的網(wǎng)格中二對(duì)角線的誤差不超過0.2

12、mm，車身圖的，車身圖的精度應(yīng)保證為精度應(yīng)保證為0.25mm?？紤]到制造沖模的需要，?？紤]到制造沖模的需要，主圖板上的輪主圖板上的輪廓線均是以零件的內(nèi)表面為依據(jù)。廓線均是以零件的內(nèi)表面為依據(jù)。樣車試制和試驗(yàn)樣車試制和試驗(yàn)樣車試制仍是一個(gè)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。樣車試制仍是一個(gè)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(jì)過程中的不足之處會(huì)更真實(shí)地反映出來。在樣車試制階段，很多在造型設(shè)計(jì)過程中的不足之處會(huì)更真實(shí)地反映出來。造型設(shè)計(jì)人員仍然要跟蹤工作，對(duì)樣車的造型設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的檢查，并根據(jù)造型設(shè)計(jì)人員仍然要跟蹤工作，對(duì)樣車的造型設(shè)計(jì)進(jìn)

13、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)過多次的反復(fù)修改，一輛經(jīng)得起實(shí)際考驗(yàn)的造型設(shè)計(jì)要求進(jìn)行修改。只有經(jīng)過多次的反復(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)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OverdesignvUnderdesign-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，然后通過試驗(yàn)來補(bǔ)充強(qiáng)度上的不足，又稱為“加法”設(shè)計(jì)；vOverdesign-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)主模型設(shè)計(jì)主要是車身外主模型和內(nèi)主模型，是重要的設(shè)計(jì)資料之一，主要是車身外主模型和內(nèi)

14、主模型，是重要的設(shè)計(jì)資料之一，也是也是制造模具、焊裝工具等的主要依據(jù)。主模型應(yīng)按車身覆蓋件分塊。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(jì)方法小結(jié)：傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法v特點(diǎn)特點(diǎn) 車身的整個(gè)設(shè)計(jì)過程是通過車身的整個(gè)設(shè)計(jì)過程是通過實(shí)物模型、圖紙、樣板、文本實(shí)物模型、圖紙、樣板、文本的形的形式來傳遞設(shè)計(jì)信息。式來傳遞設(shè)計(jì)信息。v缺點(diǎn)缺點(diǎn) 開發(fā)周期長(zhǎng)，累計(jì)誤差大，開發(fā)成本高，不利于部件和產(chǎn)品的開發(fā)周期長(zhǎng)，累計(jì)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。通用化和系列化。第三節(jié)第三節(jié) 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法仿形法仿形法車身總布置設(shè)計(jì)車身總布置設(shè)計(jì) 1:5彩色效果圖彩

15、色效果圖 1:5油泥模型油泥模型 三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量模型外形三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量模型外形車身曲面重構(gòu)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)車身曲面重構(gòu)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì) 數(shù)控加工數(shù)控加工實(shí)物模型或樣件實(shí)物模型或樣件獲取點(diǎn)云獲取點(diǎn)云車車 身身 主模型主模型結(jié)構(gòu)、特性分析結(jié)構(gòu)、特性分析產(chǎn)產(chǎn) 品品快速加工快速加工三座標(biāo)測(cè)量機(jī)曲面模型重構(gòu)曲面模型重構(gòu)三座標(biāo)儀測(cè)取的點(diǎn)云三座標(biāo)儀測(cè)取的點(diǎn)云根據(jù)點(diǎn)云建立的曲面根據(jù)點(diǎn)云建立的曲面曲面模型重構(gòu)曲面模型重構(gòu)工程分析工程分析表面速度場(chǎng)分布表面速度場(chǎng)分布工程分析工程分析小結(jié)：現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法小結(jié)：現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法仿形法仿形法 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，有如下是一種

16、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)：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、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)中解放出來放出來2、提高了汽車產(chǎn)品規(guī)劃時(shí)的可信度，使設(shè)計(jì)、工藝、模具設(shè)計(jì)、提高了汽車產(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、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，極大地提高了汽車車身設(shè)計(jì)的效率，縮短

17、了開發(fā)周期開，極大地提高了汽車車身設(shè)計(jì)的效率，縮短了開發(fā)周期4、采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方法還能夠?qū)嚿碓煨瓦M(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方法還能夠?qū)嚿碓煨瓦M(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)專題專題1 逆向工程技術(shù)逆向工程技術(shù)1、定義、定義-又稱為反求工程，反向工程。又稱為反求工程，反向工程。 廣義的逆向工程包括廣義的逆向工程包括幾何逆向、工藝逆向幾何逆向、工藝逆向和和材料逆向材料逆向，如未特，如未特加說明，一般指幾何逆向工程：加說明，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)量型進(jìn)行測(cè)量,根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)通過三維幾何建模方法重構(gòu)實(shí)物的根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)通過三維幾何建模方法重構(gòu)

18、實(shí)物的CAD模模型的過程型的過程,是一個(gè)從樣品生成產(chǎn)品數(shù)字化信息模型是一個(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)行并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)及生產(chǎn)的全過程。產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)及生產(chǎn)的全過程。2、逆向工程系統(tǒng)組成、逆向工程系統(tǒng)組成 組成系統(tǒng)的設(shè)備、軟件主要包括：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）、測(cè)量機(jī)、數(shù)據(jù)處理、模型重建（逆向工程軟件）、CAE軟件、軟件、NC加加工設(shè)備、快速成型機(jī)、產(chǎn)品制造設(shè)備。工設(shè)備、快速成型機(jī)、產(chǎn)品制造設(shè)備。實(shí)物樣件實(shí)物樣件外形數(shù)據(jù)采集外形數(shù)據(jù)采集CAD模型重建模型重建CAD/CAE系統(tǒng)系統(tǒng)CAM系統(tǒng)系統(tǒng)快速成型快速成型模具模具新產(chǎn)

19、品新產(chǎn)品PDM系系統(tǒng)統(tǒng)逆向工程系統(tǒng)流程圖逆向工程系統(tǒng)流程圖vPDM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(kù)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(jì)與制造建立一個(gè)并行化的協(xié)作環(huán)境 。專題專題2 并行工程并行工程1、定義、定義 并行工程是并行進(jìn)行產(chǎn)品及其相關(guān)過程（包括制造過程和并行工程是并行進(jìn)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(jì)的系統(tǒng)方法支持過程）一體化設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方法，這種方法要求產(chǎn)品開發(fā)人，這種方法要求產(chǎn)品開發(fā)人員從設(shè)計(jì)一開始就考慮產(chǎn)品生命周期中