基于逆向的汽車底盤零件設(shè)計

【摘要】汽車底盤零件設(shè)計離不開對成熟車型或零部件的參考借鑒，但逆向參考設(shè)計并不是照搬照抄標桿零部件，而是根據(jù)零件的不同工藝性對零件進行優(yōu)化設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計。正確理解逆向設(shè)計，處理好標桿件逆向設(shè)計和新零件的正向設(shè)計之間的關(guān)系是提升設(shè)計能力保證產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的關(guān)鍵。

【關(guān)鍵詞】底盤零件；逆向設(shè)計；優(yōu)化設(shè)計

汽車良好的操控穩(wěn)定性取決于優(yōu)良的底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計和精確的底盤零部件制造。目前我國的汽車底盤設(shè)計行業(yè)當中多采用逆向工程設(shè)計，以縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期降低產(chǎn)品的開發(fā)風險。但對于汽車底盤開發(fā)過程中正向設(shè)計和標桿車逆向設(shè)計之間往往會有不同的處理方式。而在汽車的底盤零件當中，鋼板沖壓件以其成型性能好、重量輕、強度剛度好等優(yōu)點廣泛的應(yīng)用在汽車底盤零部件當中，本文以汽車底盤沖壓件逆向設(shè)計為例，對汽車底盤零件設(shè)計過程中的幾點注意事項進行探討。

1、汽車底盤零件設(shè)計的一般步驟

汽車底盤沖壓件逆向設(shè)計流程通常分為以下幾個步驟：標桿產(chǎn)品數(shù)據(jù)采集→標桿數(shù)據(jù)分析處理→產(chǎn)品模型重建→制造系統(tǒng)→新產(chǎn)品。

1.1標桿產(chǎn)品數(shù)據(jù)采集

即將標桿產(chǎn)品數(shù)據(jù)化，通過測量裝置獲取零件的結(jié)構(gòu)、尺寸等信息轉(zhuǎn)化成在三維坐標下的點、線、面。

1.2標桿數(shù)據(jù)分析處理

即對采集的標桿見數(shù)據(jù)進行處理，剔除無用的信息，保留并強化對后期建模有用的信息，它的結(jié)果將直接影響后期模型的構(gòu)建質(zhì)量。

1.3產(chǎn)品模型重建

利用建模軟件，將采集到的點、線、面等數(shù)據(jù)構(gòu)建成完整的產(chǎn)品模型。

2、零件的優(yōu)化設(shè)計

在產(chǎn)品逆向設(shè)計的過程中，產(chǎn)品模型重建是決定產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，此過程不但要將標桿產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特征信息完整的還原到模型當中，還要充分理解標桿產(chǎn)品的設(shè)計意圖，融入設(shè)計者自己的設(shè)計思想，同時要判斷哪些信息是由于制造過程的不穩(wěn)定造成的誤差，哪些信息是由于零件在使用過程中有變形而造成的誤差，并且要根據(jù)不同的工藝水平對零件進行工藝適應(yīng)性的優(yōu)化設(shè)計。

以某車型的底盤零件為例，完全按照掃描點云逆向該零件后，測量零件的各個特征尺寸如下表：

表一

由上表可知，完全按照標桿件逆向的底盤零部件中，其線性尺寸、沖壓圓角、沖裁圓角和角度等結(jié)構(gòu)尺寸均不是整數(shù)，往往帶有一位或多位的小數(shù)點。在開發(fā)周期較短的前提下，設(shè)計者往往沒有充足的時間和精力對零件的結(jié)構(gòu)尺寸進行元整，更沒有時間對零件的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計；同時，“得益于”數(shù)控加工中心性能的不斷發(fā)展，加工結(jié)構(gòu)異形、形狀復(fù)雜的零件變得比較容易，這就導致一些完全逆向、未經(jīng)優(yōu)化設(shè)計的底盤零件圖紙直接流入開發(fā)流程的下一序，最終生產(chǎn)制造的也將是完全逆向的、未經(jīng)優(yōu)化設(shè)計的零部件。

然而，正向設(shè)計的零部件為了便于尺寸計算和過程控制，其特征尺寸往往是整數(shù)，結(jié)構(gòu)通常也比較規(guī)則，不會出現(xiàn)大量的異形結(jié)構(gòu)。完全逆向的零件之所以會結(jié)構(gòu)異形或特征尺寸不元整，通常有兩個方面的原因造成，一是標桿件的加工制造過程誤差，二是標桿件在使用過程當中發(fā)生了一定的變形。

作為零件的設(shè)計者，在逆向設(shè)計零件的過程中應(yīng)該充分考慮以上因素，對零部件進行必要的優(yōu)化設(shè)計，這樣設(shè)計出的產(chǎn)品才能最大限度的接近標桿件的真實狀態(tài)，達到最合理的設(shè)計。

表一各尺寸經(jīng)優(yōu)化后如表二所示。這樣，不僅便于零件的尺寸計算和設(shè)計，同事更加便于后期零件的加工過程控制和檢驗檢測。

表二

3、結(jié)束語

當今的汽車行業(yè)競爭日趨激烈，各汽車生產(chǎn)廠商為了能夠盡快的推出新車型占領(lǐng)市場先機都盡量的壓縮產(chǎn)品的研發(fā)周期。但在追求效率的同時更要重視產(chǎn)品設(shè)計階段的設(shè)計質(zhì)量，不能盲目的參照標桿車進行逆向設(shè)計，而要充分考慮加工制造過程給零件帶來的誤差，在逆向設(shè)計的基礎(chǔ)上融入自身的設(shè)計理念，這樣才能保證效率的同事兼顧產(chǎn)品的質(zhì)量。

參考文獻

[1]王學義，劉雪飛.逆向設(shè)計法在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用研究.武漢理工大學學報，2010

[2]張健.汽車整車逆向設(shè)計內(nèi)容總結(jié)及正向設(shè)計流程探討.新技術(shù)新工藝，2013