基于CATIA二次開發(fā)的汽車雨刮器軸線優(yōu)化設(shè)計

王國文

摘 要：基于CATIA二次開發(fā)平臺，優(yōu)化了汽車雨刮器軸線設(shè)計。針對雨刮器軸線設(shè)計要求，采用畫法幾何方法找到相對優(yōu)化的軸線，再利用二次開發(fā)技術(shù)進行遍歷尋找，找到軸線最優(yōu)解。

關(guān)鍵詞：CATIA二次開發(fā);攻角;雨刮擺軸軸線

1 引言

在汽車雨刮器設(shè)計中有一項非常重要的工作是確定雨刮器輸出軸軸線角度。輸出軸角度直接影響雨刮片在玻璃上的攻角分布情況，而攻角分布是影響雨刮片刮刷質(zhì)量的關(guān)鍵性因素，同時如果兩根軸線設(shè)計不當(dāng)，還會影響后期雨刮器四連桿機構(gòu)的布置。以往軸線角度采取的是手工調(diào)整來尋找，效率低下，同時往往找到的軸線并非最優(yōu)解，影響到后期的開發(fā)工作，甚至?xí)?dǎo)致整個雨刮器重新進行設(shè)計。本文介紹了一種雨刮器軸線的優(yōu)化方法，并利用CATIA二次開發(fā)技術(shù)快速的進行最優(yōu)解的求解，極大的提升了設(shè)計效率。

2 軸線布置要求

在雨刮同步開發(fā)中，先根據(jù)輸入的玻璃布置刮片擺放，刮刷角度及軸線位置（圖1所示），同時軸線角度在設(shè)計過程中需要滿足以下條件：

（1）刮片起始位置攻角要求-4°～-6°，中值為-5°

（2）刮片上極限位置攻角要求3°～5°，中值為4°。

（3）主副軸線夾角≤7°

（4）刮臂抬升角≤5°

3 軸線優(yōu)化設(shè)計方法

3.1 優(yōu)化方法

采用畫法幾何方法，可以分別畫出主副駕軸線，兩根軸線能夠既滿足刮片起始位置攻角中值5°，也能滿足刮片上極限攻角中值4°。由于這樣畫出來的軸線只考慮了各自的刮刷區(qū)域，沒有關(guān)聯(lián)性，這樣無法保證兩根軸線之間的夾角，這個時候需要引入刮臂扭角參數(shù)。刮臂扭角的增加可以保證不改變攻角分布的情況下改變軸線的角度，這樣通過匹配不同的主副駕扭角值來優(yōu)化主副駕軸線夾角，在優(yōu)化過程中同時還考慮抬升角的大小，采用CATIA二次開發(fā)技術(shù)，將所有滿足要求的軸線找到，然后進行排序，這樣就可以找到已知條件下的最優(yōu)軸線。在二次開發(fā)過程中特別要注意，軸線的角度方向可能會出現(xiàn)反方向，在程序設(shè)計過程中需要增加防錯功能，輸入?yún)?shù)的時候只管角度大小，系統(tǒng)通過車身坐標(biāo)系等，自動建模識別角度方向，避免出錯。

3.2 優(yōu)化設(shè)計步驟

利用CATIA提供的自動化對象編程接口（V5 Automation），用Visual Basic進行自動化對象編程，自動構(gòu)建所需要的幾何元素，然后使用測量對象（Measurable），獲取幾何角度，點坐標(biāo)等相關(guān)參數(shù)，循環(huán)判斷再求解。

4 實例設(shè)計

某車型提供了玻璃，刮刷區(qū)域和初始輸出軸軸線，原軸線攻角都不理想，需要對輸出軸軸線進行優(yōu)化，如圖3所示，軸線攻角不滿足設(shè)計要求起始-4～-6°，極限位置3～5°，且兩軸線夾角已經(jīng)大于7°，過大的軸線夾角會導(dǎo)致后期機構(gòu)校核時連桿翻轉(zhuǎn)角過大，有連桿脫落風(fēng)險，必須要對其進行優(yōu)化。

經(jīng)過二次開發(fā)，我們可以在開發(fā)平臺上直接設(shè)置相關(guān)參數(shù)，系統(tǒng)自動計算出所需軸線的參數(shù)，如圖4、圖5可以看到，優(yōu)化的軸線顯示攻角在理論中值，兩軸線夾角也得到了改善，抬升角也在要求范圍內(nèi)。

5 結(jié)語

通過CATIA二次開發(fā)平臺，可以實現(xiàn)雨刮軸線的快速優(yōu)化，找到既定條件下的最優(yōu)軸線，極大的提高了設(shè)計效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳棟臣.基于CATIA二次開發(fā)的汽車雨刮器四連桿機構(gòu)參數(shù)化設(shè)計[J] 工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新 2095-8412（2018）01-047-04.

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