本文介紹了駕駛室的特征模板CAD設(shè)計技術(shù)相關(guān)應(yīng)用。

　　通過定制白車身特征模板庫和塑料件特征模板庫，設(shè)計人員在CAD建模方面不再進行重復(fù)性工作，從而總體上提高了車身設(shè)計建模的效率，縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，取得了良好的應(yīng)用效果。

　　背景

　　模板技術(shù)是指以設(shè)計軟件為載體，將產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計中頻繁應(yīng)用的幾何特征、典型結(jié)構(gòu)、典型斷面、典型零件、總成、設(shè)計方法、設(shè)計規(guī)則及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)IT化形成單獨可以重復(fù)調(diào)用使用庫或模塊文件。

　　常用車身零件都包含孔、筋、凸臺和翻邊等幾何特征，設(shè)計師需要耗費大量時間進行這些形狀相同但尺寸不同的幾何特征建模工作。隨著CAD技術(shù)發(fā)展，國外汽車行業(yè)逐步開始采用模板技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)建模手段進行產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)，相對于傳統(tǒng)建模手段，模板技術(shù)避免了設(shè)計師的重復(fù)勞動，提高了產(chǎn)品設(shè)計效率，縮短了產(chǎn)品的建模時間。

　　模板根據(jù)IT化內(nèi)容的不同分為特征模板、零件模板、總成模板及流程模板。特征模板是指將產(chǎn)品設(shè)計建模經(jīng)常使用孔、筋、凸臺和翻邊等幾何特征IT化形成特征模板庫。沖壓件常見的幾何特征見圖1。

圖1 沖壓件常見的幾何特征

　　一汽技術(shù)中心車身部在2006年完成白車身特征模板庫(見圖2)和塑料件特征模板庫(見圖3)定制工作，下面我們以CATIA V5軟件為設(shè)計軟件對白車身特征模板的開發(fā)和使用進行介紹。

圖2 白車身特征模板庫

圖3 塑料件特征模板庫

　　特征模板的開發(fā)

　　特征模板開發(fā)首要的工作是確定需要定制的白車身幾何特征，每個企業(yè)需要結(jié)合自身產(chǎn)品開發(fā)的特點來定制幾何特征，因此各個企業(yè)的特征模板庫并不相同。選取IT化的幾何特征必須具備以下原則：必須是頻繁使用的幾何特征;幾何特征不能過于復(fù)雜。

　　對于不經(jīng)常使用的幾何特征，我們不需要也不值得創(chuàng)建;而對于復(fù)雜的幾何特征，如果定制容易在使用時發(fā)生問題，而且使用比較復(fù)雜，因而經(jīng)常將復(fù)雜的幾何特征分成幾個幾何特征進行定制，從而實現(xiàn)復(fù)雜特征模板創(chuàng)建工作。白車身特征模板見圖4。

圖4 白車身特征模板

　　根據(jù)已經(jīng)確定開發(fā)定制的幾何特征，企業(yè)需要確認(rèn)模板輸入條件及輸出結(jié)果，特征模板的輸入條件及輸出結(jié)果必須根據(jù)本企業(yè)建模規(guī)則同時結(jié)合設(shè)計師建模習(xí)慣進行認(rèn)定。特征模板輸入、輸出條件見圖5。

圖5 特征模板輸入、輸出條件

　　在CATIA V5 GSD模塊，創(chuàng)建需要IT化幾何特征，輸入幾何特征與輸入結(jié)果應(yīng)分別放在不同幾何圖形集中，隨后使用CATIA 技術(shù)創(chuàng)建特征模板庫。

　　特征模板主要使用UDF和Powercopy兩種方式進行創(chuàng)建，其具體區(qū)別是使用UDF方式創(chuàng)建特征模板后，結(jié)構(gòu)樹只增加了一個特征，其參數(shù)在此特征下面，如圖6所示;使用Powercopy方式創(chuàng)建特征模板后，結(jié)構(gòu)樹增加了Parameters項，其下面是參數(shù);增加了Relations項，其下面是建立的關(guān)系式等;同時增加了新的幾何圖形集，內(nèi)部是全部特征的創(chuàng)建歷史特征。

圖6 參數(shù)設(shè)定對話框

　　特征模板創(chuàng)建工作需要使用CATIA V5產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、庫編譯器和GSD等模塊，在創(chuàng)建特征模板的過程中，可以將本企業(yè)規(guī)則和方法例如設(shè)計規(guī)則、沖壓件設(shè)計方法及相關(guān)的工藝規(guī)定等內(nèi)容添加進來，從而避免低級錯誤的產(chǎn)生。

　　為了方便設(shè)計人員的使用，我們最后需要編寫具體操作使用指導(dǎo)手冊。

　　特征模板的使用

　　在CATIA V5文檔窗口內(nèi)，點擊Catalog Browser 按鈕，在彈出的窗口上，選擇Browse another catalog ，選擇模板所在的庫文件。打開庫文件后，在對話框左側(cè)選擇要應(yīng)用的特征類型(例如Flange)，雙擊進入下一個窗口，同樣在對話框左側(cè)選擇要應(yīng)用的特征類型(例如Elongated_Flange)，雙擊進入。

　　設(shè)計人員根據(jù)CATIA窗口左下角的提示，選擇相對應(yīng)的輸入條件，當(dāng)選擇的輸入條件處于高亮?xí)r，對話框下方圖形區(qū)，對應(yīng)的幾何元素為橙色，這是要求用戶在CATIA的圖形區(qū)選擇相對應(yīng)幾何元素，當(dāng)用戶選擇好后，輸入條件的下一項處于高亮狀態(tài)，下部的圖形區(qū)內(nèi)也是對應(yīng)的項目變?yōu)槌壬竽憷^續(xù)選擇這一項輸入條件，直到所有輸入條件都指定完畢完。

　　在這些操作里面，當(dāng)用戶選擇直線或曲面作為輸入時，在直線、曲面上會有方向箭頭，用戶可以點擊此箭頭來改變此方向，它將會對創(chuàng)建的特征產(chǎn)生影響，具體影響與創(chuàng)建特征模板過程有關(guān)。

　　完成輸入條件后，用戶點擊Parameters按鈕進行特征幾何尺寸參數(shù)設(shè)定，在彈出Parameters對話框內(nèi)，可以改變對應(yīng)的參數(shù)值，具體的參數(shù)值與輸入條件設(shè)定有關(guān)。

　　最后，點擊OK按鈕，完成幾何特征的創(chuàng)建。

　　結(jié)束語

　　一汽技術(shù)中心與中國達索公司及迅利公司合作，定制白車身特征模板庫和塑料件特征模板庫，通過這2個模板庫在項目中使用來看，設(shè)計人員在CAD建模方面不再進行重復(fù)性工作，從而總體上提高了車身設(shè)計建模的效率，縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，取得了良好的應(yīng)用效果。