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1、. . . . 目 录摘 要3Abstract41 绪 论51.1 车身外形设计在汽车工业中的地位和意义51.2 传统车身外形设计方法51.3 现代车身外形设计方法71.4 国外研究现状82 车身逆向工程设计方法及流程 102.1 传统车身设计、车身工装设计和制造的工作流程102.2 基于逆向工程的车身总体设计流程 102.2.1 逆向工程系统概述 102.2.2 基于逆向工程的车身总体设计 112.2.3 UG在逆向工程技术中的应用123 基于逆向工程的后车门结构设计 153.1 数据测量 153.1.1 基于A6L型汽车3D外形的扫描数据 153.1.2 点云数据的获取 183.1.3 点
2、云数据的处理 193.2 曲面的拟合重构 194 车门的总成设计和要求 264.1 车门设计的要求及方法 264.1.1 车门设计的要求 264.1.2 刚性要求 264.1.3 耐久性能 274.2 车门结构的加强 274.2.1 对窗口部位的加强 274.2.2 窗框与下部连接处的加强 284.2.3 外板刚度的加强 294.3 车门的布置及附件设计 304.3.1 车门外部条件的确定 304.3.2 门锁的布置 314.4车门板的设计与绘图 325 结论 39参考文献 40致 42摘 要概述了车身外形设计方法，介绍了逆向工程的含义，阐述了应用逆向工程进行汽车覆盖件模具设计的工作流程及其关
3、键技术。最后针对汽车车门这一典型覆盖件，在UG中进行车身覆盖件点云数据处理和造型，进行模具设计。结果表明,逆向工程可以大大提高覆盖件产品开发的效率和质量。关键词:逆向工程；全车外形；后车门设计Abstract Outlines the body contour design, introduces the meaning of reverse engineering to explain the application of reverse engineering for automotive panel die design workflow and key technologies. Fi
4、nally, a typical automobile door panel, in the UG for body panels in point cloud data processing and modeling of mold design. The results show that reverse engineering can greatly improve the efficiency of product development covering parts and quality.Keywords:Reverseengineering; All car shape; Rea
5、r door design1 绪论1.1 车身外形设计在汽车工业中的地位和意义在现代汽车工业中，车身作为汽车三大总成之一和新车型的象征，其研制与生产技术的水平是汽车工业水平的重要标志。车身工程己经成为汽车工业中发展最迅速且最具活力的分支之一。一个总体设计优良的汽车品牌在市场竞争中的成败主要取决于其外形能否吸引顾客和能否不断更新。一部汽车的底盘生存周期一般在10年左右，而车身的生存周期只有35年。一个国家没有高水平的车身研制与生产技术，就没有自主发展的汽车工业，就难以在竟争中获胜。因此，如何利用现代设计方法，加快车身总体和外形的设计，实现产品不断的更新换代，是一个汽车品牌在市场竟争中立于不败之地
6、的重要法宝。探讨汽车车身设计的理论和实际意义土要体现在有助于促进汽车车身制造业的进一步发展，有助于缩短车身产品的再设计周期，有助于制造和完善各种外形美观的车身产品，有助于提高车身产品的制造精度和经济效益。1.2 传统车身外形设计方法汽车车身外形是汽车结构中与底盘和发动机并列的三大部分之一，其开发和生产准备周期最长，图纸及工艺准备的工作量最人，并且还经常要改型，不像底盘和发动机那样容易做到系列化、通用化。车身结构的特点在于组成车身外形的各个零部件多为尺寸大而形状复杂的空间曲面(即所谓人型覆盖件)，这些空间曲面无法用一般的机械制图方法将其完整地表现出来，因而不得不建立立体模型作为依据。为了使这些图
7、纸和换型能够确切地表现出车身的形状和结构，需要通过一套复杂的设计程序来完成。在传统车身设计方法中，车身的设计信息和数据的传递主要是靠二维图纸和主模型，人的手工设计部分较多。传统设计方法无法克服的缺点土要体现在以下几个方面：1、人力物力消耗大。传统的车身设计开发需要美工人员、工程技术人员及其工人通力合作，如二维工程图(车身曲线图的绘制)、土模型的制作和保存、模具设计、制造、研配和调试、生产准备中的工艺设计等都将耗费人量的人力和物力。2、设计精度低、周期长。精度低的主要原因在于设计和生成准备的各个环节之间信息传递是一种“移形”，例如由主图板制作主模刑，由主模型进行加工工艺补充，制造工艺模型，由凸的
8、工艺模型翻成凹的工艺模型，再由工艺模型反靠加工冲模，原始数据经过这些环节的转换，各种人为的误差就在所难免，导致加工出的模具精度无法保证，只有靠下一步的手工研配来解决。3、车身定型过早且不能进行并行设计。传统车身设计基本上是一种单向不可逆设计状态，产品一旦定型，修改或改型非常困难，通用化、系列化程度低。此外，现代汽车的车身零部件由于结构和美观的需要，空间曲面日趋复杂化，传统的设计方法己很难满足设计要求。传统的车身设计方法的流程可用图1.1来表示。图1. 1传统车身设计方法流程图1.3 现代车身设计方法近几年来，由于计算机技术(CAD/CAM/CAE/CIMS等)的迅猛发展，车身外形设计方法己经发
9、生了质的突破。在具体的设计过程中，按照产品设计信息来源的不同采用计算机辅助设计的流程上要分为以下几大类：1、产品的逆向设计(仿形设计)，如图1.2所示，产品信息来源土要是实物(样车)、二维图纸等。2、产品的正向设计(概念设计)，如图1.3所示，产品信息来源土要是图片、模型及造型人员的设计思维等。3、基于上述两者之间的交互式设计(改型设计)。图1. 2产品的逆向设计(仿形设计) 图1. 3产品的正向设计(概念设计)现代车身设计量采用CAD/CAM技术，这会带来传统设计方法无法比拟的优点，主要表现在：1、提高了设计精度：造型一旦完成建立了车身外表面的数学模型并存入数据库，经计算机管理便可以多方共享
10、，为生产准备、工装设计制造提供方便、详细、准确的原始依据，消除了中间数据的转换，使模具加工的精度大大提高，并可消除凸凹模之间的研配，使调试、修改的工作量大为减少。2、提高了设计和加工效率，缩短了设计和制造周期：一方面表面数学模型可直接用来进行冲模设计，提高冲模设计的成功率，另一方面模具的制造可以通过直接引用CAD模烈进行数控加工，从而大大提高了模具制造的速度。3、可以方便地将造刑结果的CAD数学模型用于车身设计中的各种分析；建立了车身的CAD数学模型后，即可用于车身的强度、刚度有限元分析、车身覆盖件成烈模拟和空气动力特性模拟，获得对招个车身设计的车身刚度，车身安全性，整车空气动力特性的初始评定
11、，使得设计的可信度大为提高。有了这样一个基础，一般只需要试制一轮样车作为验证，产品即可定型。4、在原设计基础上改型和换刑比较容易。可以避免大耸繁锁重复性的工作，缩短设计开发周期、提高效率。如轿车的二厢、三厢车的设计，卡车的单排、排半、双排、宽车、窄车、高顶、平项系列车身的设计等，均可在一个车身平台的基础上衍生多个车身，使得产品的系列化、通用化程度大人提高，极人的满足了客户的需求。1.4 国外研究现状基于逆向的现代车身设计方法日前己在技术先进的国外汽车行业中得到广泛应用。世界上比较大的汽车公司都已普遍采用CAD系统进行车身的二维设计，如车身的总布置(人机工程)、外覆盖件的曲面结构设计、零部件结构
12、和装配设计、模具设计，并自动生成相关的设计技术文件。CAM/CAE乃至CIMS技术应用也很普遍。各大汽车制造公司都拥有自己庞大的车身开发队伍，而且不惜投入巨额资金建立先进的实验室，开发或引进专门的软件进行车身设计。在车身设计领域应用较多的可进行逆向工程设计的软件包主要有美国ALIAS公司的Autostudio, IBM公司的子公司Daussault的CATIA, EDS公司的UG、参数技术公司的PRO/Engineer等。这些软件都属于通用机械设计软件，具有较强的曲面设计、参数化设计能力或混和设计功能，并能支持机械制造的全过程，即设计建模工程分析加工制造，有些甚至能较好的支持车身设计的最初阶段
13、，即概念设计(Concept Design)阶段(如Autostudio)，并通过一定的手段将其与建模结合起来，将平面设计转换为二维模型。国计算机用于汽车设计始于70年代。汽研所研制了曲面光顺程序车身专用功能板，建立了其车身设计用的图形库，开发了基于逆向工程基础上的汽车车身表面造型及结构设计程序系统，该系统具有绘制车身土图板和车身零件图，提供加工主模型NC数据，制作土模型的能力。汽车摩托车制造公司研制了BJA-BSM车身CAD系统，成功地应用于BJ124, BJ125等各种新车型的车型工作。通用汽车、同济同捷科技等对基于逆向工程基础上车身设计开发流程进行了比较深入地研究，形成了一套比较完善的车身开发程序。但在逆向工程点数据处理、曲面表面光顺、数学模型转换过程等方面
