汽車底盤設(shè)計(jì)中參數(shù)化技術(shù)的運(yùn)用研究

趙君秀 劉定強(qiáng) 甘杰雄 李斌鑫

摘 要：汽車底盤設(shè)計(jì)是汽車制造過程中十分重要的一部分，將參數(shù)化技術(shù)引入到汽車的底盤設(shè)計(jì)中可有效減少設(shè)計(jì)人員的工作量。本文對(duì)汽車底盤設(shè)計(jì)過程中參數(shù)化技術(shù)的應(yīng)用做出了論述及深入分析。

關(guān)鍵詞：汽車底盤設(shè)計(jì)；參數(shù)化技術(shù)；運(yùn)用研究

在進(jìn)行汽車生產(chǎn)的過程中，汽車底盤的合理設(shè)計(jì)是決定汽車整體質(zhì)量的重要元素之一，其設(shè)計(jì)過程需要經(jīng)過工作人員的反復(fù)探討與斟酌以及設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)方案的不斷優(yōu)化。在傳統(tǒng)的汽車制造產(chǎn)業(yè)中，工作人員對(duì)汽車底盤進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，工作中存在很多重疊的部分，一項(xiàng)工作有時(shí)重復(fù)多次，這無(wú)疑造成了人力與物力資源的浪費(fèi)。參數(shù)化技術(shù)的引入可有效改善汽車生產(chǎn)中的這種狀況，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，應(yīng)用參數(shù)化技術(shù)可對(duì)汽車的相關(guān)設(shè)計(jì)流程進(jìn)行簡(jiǎn)化，諸如對(duì)于汽車零部件的相關(guān)設(shè)計(jì)、汽車總體設(shè)計(jì)等相關(guān)流程的簡(jiǎn)化，從而減少工作人員在使用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)重復(fù)的工作量，提升汽車制造的整理進(jìn)度，促進(jìn)汽車生產(chǎn)的過程又快又好地進(jìn)行。隨著參數(shù)化技術(shù)的不斷純熟，其在汽車制造行業(yè)的應(yīng)用逐漸廣泛。

一、參數(shù)化技術(shù)

早期在進(jìn)行汽車設(shè)計(jì)時(shí)，汽車零部件的規(guī)格都有一個(gè)固定值，因此，在已繪制好的設(shè)計(jì)圖上對(duì)相應(yīng)的部件進(jìn)行尺寸和形狀的調(diào)整是具有一定難度的，甚至在對(duì)部件局部進(jìn)行修改時(shí)，都要對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行重新繪制。而通過參數(shù)化技術(shù)進(jìn)行汽車設(shè)計(jì)時(shí)，各類相關(guān)產(chǎn)品的大小及形狀都是通過相應(yīng)的參數(shù)和特定條件來(lái)呈現(xiàn)的，以符合產(chǎn)品需求的各項(xiàng)參數(shù)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝設(shè)計(jì)中的原始圖形，這些決定產(chǎn)品規(guī)格的參數(shù)本身就是依據(jù)產(chǎn)品而確定的，這就是應(yīng)用參數(shù)化技術(shù)進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)的基本原理。在實(shí)際工作中，利用參數(shù)化技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作可降低設(shè)計(jì)人員的工作量，使設(shè)計(jì)人員能將更多的時(shí)間和精力放到汽車設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性方面上，并在提高工作效率的基礎(chǔ)上，不斷優(yōu)化相關(guān)產(chǎn)品的整體品質(zhì)。

二、應(yīng)用參數(shù)化技術(shù)的軟件基礎(chǔ)

1.AutoCAD

AutoCAD是一款用于設(shè)計(jì)輔助的通用軟件包，其研發(fā)公司為美國(guó)的奧特克公司，具有極強(qiáng)的繪圖能力。這款軟件自20世紀(jì)80年代誕生以來(lái)，憑借著在繪圖方面的優(yōu)越性能，在各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的使用，以該軟件為基礎(chǔ)開展的計(jì)算機(jī)繪圖操作約占到90%的比例。

2.UG

UG軟件的本質(zhì)是隸屬于產(chǎn)品工程的解決相關(guān)問題的方案，其以在航天行業(yè)和汽車制造產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用為基礎(chǔ)，對(duì)各個(gè)行業(yè)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行匯總，逐漸向著集成化軟件的方向發(fā)展，不斷提升其高端性能。通過長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐，UG軟件在汽車制造行業(yè)的應(yīng)用已相當(dāng)純熟，與目前應(yīng)用較廣的幾種軟件相比較，UG軟件汽車制造產(chǎn)業(yè)的影響更深。

三、參數(shù)化技術(shù)在汽車底盤設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1.建立坐標(biāo)系

在涉及汽車底盤的過程中，對(duì)于總成部件的安裝位置及所需要的尺寸都是通過一定的坐標(biāo)系來(lái)確定的，在建立坐標(biāo)系時(shí)，首先要先建立一個(gè)基準(zhǔn)坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系要具備定位的職能，我們也將它稱為總成坐標(biāo)系。在建立全面系統(tǒng)的坐標(biāo)系之后，要對(duì)總成部件的局部位置進(jìn)行調(diào)整就顯得簡(jiǎn)單很多了，只需要找到與之相對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系，并從坐標(biāo)系上找到相應(yīng)的參數(shù)，進(jìn)行修改即可。若在汽車底盤設(shè)計(jì)的過程中引入三維坐標(biāo)系，將便于設(shè)計(jì)人員更好更快地找到需要修改的具體參數(shù)。另外，工作人員在實(shí)際的設(shè)計(jì)流程中大多習(xí)慣使用右手坐標(biāo)系。

2.建立零部件參數(shù)化模型

總成部件的整體結(jié)構(gòu)及安裝位置是否合理是決定汽車底盤整體質(zhì)量的關(guān)鍵性因素。另外，在保證零部件尺寸和形狀設(shè)計(jì)合理的前提下，需要修改的零部件與總成部件在安裝位置及整體結(jié)構(gòu)上需存在一定聯(lián)系。因此，在進(jìn)行參數(shù)化模型建立的過程中，首先應(yīng)將某些細(xì)節(jié)性的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行省略處理，從而建立和設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)。結(jié)構(gòu)參數(shù)由兩部分組成，分別為形體參數(shù)和位置參數(shù)。不難理解，這兩種參數(shù)分別決定了部件的形狀、尺寸和安裝位置。架構(gòu)參數(shù)的建立和確定可極大程度地減少工作人員的設(shè)計(jì)量和修改量。

3.底盤參數(shù)化設(shè)計(jì)

（1）底盤裝配參數(shù)化的關(guān)系結(jié)構(gòu)

汽車底盤裝配涉及的零部件種類繁多、錯(cuò)綜復(fù)雜，而這許多的零件有可能是由眾多的子部件構(gòu)成的，在底盤裝配的過程中就存在了一定的樹狀結(jié)構(gòu)。因此，在汽車底盤裝配時(shí)，掌握其中包含的參數(shù)化關(guān)系樹是關(guān)鍵性的一步。

（2）總成部件與零部件之間的參數(shù)裝配

在進(jìn)行底盤裝配時(shí)，可供選擇的裝配方法有兩種，一種是利用坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行裝配的方法，這種方法易于操作，適用于一些簡(jiǎn)單的裝配流程；而在裝配過程較為復(fù)雜時(shí)就要選用另一種裝配方法——約束裝配法。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代化的不斷推進(jìn)，汽車產(chǎn)業(yè)也不斷得到發(fā)展。在汽車制造的工作流程中，汽車底盤的設(shè)計(jì)具有重要的地位，其實(shí)影響汽車整體品質(zhì)的關(guān)鍵性因素，而傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，相應(yīng)的工作有所重復(fù)，給工作人員增加了一些無(wú)意義的工作量，降低工作效率。參數(shù)化技術(shù)的引入有效地解決了這種問題，即通過參數(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的原始圖形，以便于設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行方案優(yōu)化時(shí)對(duì)部件局部的修改，極大地提高了設(shè)計(jì)人員的工作效率和產(chǎn)品的整體質(zhì)量。

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（作者單位：四川省成都市西華大學(xué)）