CATIAV5StartModel車身建模規(guī)范

1、CATIAV5StartModel車身建模規(guī)范CATIAV5StartModel的使用方法卜面著重介紹CATIA-V5StartModel的結(jié)構(gòu)形式和其在車身設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用方法。首先，CATIA-V5StartModel模板根據(jù)車身零件3D數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)特征，將歷史樹分成如下組成部分:1、零件名稱(PARTNUMBER2、車身坐標(biāo)系(AxisSystems)3、零件實(shí)體數(shù)據(jù)(PartBody)4、外部數(shù)據(jù)(externalgeometry)5、最終結(jié)果(finalpart)6、零件設(shè)計(jì)過程(partdefinition)7、關(guān)鍵截面(section)整體結(jié)構(gòu)樹形式如圖1所示PART-NUMBER

2、/finalartdefinition#sectionsxyplaneyzplanezxplaneAxisSys圖1其次，詳細(xì)介紹各個組成部分在CATIA-V5StartModel的具體應(yīng)用方法。1、零件名稱(PARTNUMBER零件名稱定義的規(guī)范性和準(zhǔn)確性對一個汽車主機(jī)廠來說在整個汽車產(chǎn)品生命周期內(nèi)對產(chǎn)品的采購、生產(chǎn)、銷售都具有重要意義。所以首先要確定零件的準(zhǔn)確件號和盡量簡單且詳盡的名稱。具體的命名方法見下圖2所示:2、車身坐標(biāo)系(AxisSystems)該坐標(biāo)原點(diǎn)為車身坐標(biāo)原點(diǎn)即是世界坐標(biāo)原點(diǎn)，定義該坐標(biāo)系以后后期設(shè)計(jì)過程中的幾何元素的空間坐標(biāo)都以該坐標(biāo)系為基準(zhǔn)。3、零件實(shí)體數(shù)據(jù)(#Par

3、tBody)PartBody內(nèi)是用來存放零件實(shí)體數(shù)據(jù)，一般是設(shè)計(jì)的最終結(jié)果實(shí)體數(shù)據(jù)。如果需要更改PartBody的名稱，可以在PartBody右鍵屬性內(nèi)更改，如果要反映該零件設(shè)計(jì)的不同階段或不同狀態(tài)的實(shí)體數(shù)據(jù)，或者是周邊相關(guān)零件的實(shí)體數(shù)據(jù)(周遍相關(guān)零件的Parent信息來自#externalgeometry),可以在零件內(nèi)插入多個PartBody來分別定義。PART-NUMBERplaneplaneplaneAxisSysterns一魂Body3Body.4仔電externalgeometrytifinalpart寥并partdefinition曼sections圖3如圖3所示插入了多個Par

4、tBody來分別存放定義不同狀態(tài)實(shí)體數(shù)據(jù)。PartBody的名稱可根據(jù)需要做對應(yīng)更改。4、外部引用數(shù)據(jù)(#externalgeometry)PART-NUMBERxyplaneyzplanewkplaneAsisSystems-Bodv-exteinalgeometrytidesignsurfacesimportedgeometry一令'iJflnalpart現(xiàn)#partdefinition&堂itsecticinm圖4如圖4所示，#externalgeometryopenbody內(nèi)包括兩個openbody分另1為#designsurfaces和#importedgeometr

5、y,在做零件設(shè)計(jì)時需引用外部幾何元素作為邊界條件，而這些外部元素根據(jù)其性質(zhì)不同可以分為如下兩中類型。4、1#designsurfaces該openbody用來存放做零件設(shè)計(jì)所需要的造型A級曲面數(shù)據(jù)。如上圖5所示，如果需要引用的A級曲面較大，可根據(jù)設(shè)計(jì)步驟需要分解為很多局部區(qū)域來進(jìn)行管理，這樣方便后期設(shè)計(jì)過程中參考元素的準(zhǔn)確借用，可以節(jié)省時間并提高準(zhǔn)確性而且也方便后期的數(shù)據(jù)修改。圖中將所引用的A級曲面分為兩個大的區(qū)域分別為#ASURF-060215#pre-workonA-surfs,其中每個openbody內(nèi)再分解為多個幾何特征。#ASURF-060215中包括#ASURF-rrdoor#AS

6、URF-glass兩個openbody#pre-workonA-surfs中包括#topflange#upperframe等11個openbody。#designsurfaces內(nèi)的造型A級曲面是相對固定不變的，在零件工程化階段要以造型A級面為基準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。故A級曲面的Parents/Children關(guān)系多數(shù)是一父多子的關(guān)聯(lián)關(guān)系。每個A級曲面與后面設(shè)計(jì)步驟中的多個同時保持關(guān)聯(lián)關(guān)系，在這種情況下，我們提倡這些步驟中的上一級關(guān)系直接為A級,盡量避免關(guān)聯(lián)A級面子元素的中間借用情況出現(xiàn)。與后面#partdefinition中父子相承的關(guān)聯(lián)關(guān)系有所不同，在后期設(shè)計(jì)更改的時候應(yīng)注意。4、2#impor

7、tedgeometry該openbody用來存放與所設(shè)計(jì)零件有邊界約束關(guān)系的幾何元素卜我PartBod干駐importedgeometry:一以.surfacesfromconceptstudies154011H-bodysideouter-060213%externalgeometry兔"designsurfaces人變latchmounting-masterinfo-060424dooroutermanualw_liftermechwindowliftermountings匚卷pwrswitchbrktmountingprovisionaln圖6如圖6所示#importedgeo

8、metry內(nèi)定義了#surfacesfromconceptstudies等7個邊界條件，每個openbody內(nèi)存放了用來做邊界約束的點(diǎn)、線、面等幾何元素。這些幾何元素用非參數(shù)化的形式存放。盡量做到讓這些參考幾何元素之間無Parents/Children關(guān)系。便于后期這些參考元素的更新替換。5、最終結(jié)果（#finalpart）該openboy用來存放零件的最終設(shè)計(jì)曲面數(shù)據(jù)、材料的矢量方向、材料厚度、零件MLP信息、搭接面零件上的螺母、螺栓以及對部件的設(shè)計(jì)修改信息。如圖7所示。A第#finaluartnSt/finalgeometry一噂"lastchangesinfok3削LP%MLP

9、-aCholeexample)丸篁MLP-SI(surfaceexample)一嗖matchingareas其nutnutfor*兒蓼"bolt%boltfor和林*5、1#finalgeometry該openbody用來存放零件的最終設(shè)計(jì)結(jié)果，僅僅用一個面片來表示，這個結(jié)果可以用小InvertOrientation命令將零件設(shè)計(jì)過程(#partdefinition）數(shù)據(jù)的最后一步結(jié)果保存在#finalgeometryopenbody內(nèi)。另夕卜，當(dāng)數(shù)據(jù)凍結(jié)后，要用copyasresultdefinition）數(shù)據(jù)的最后一步結(jié)果保存在#finalgeometryopenbody命令將零

10、件設(shè)計(jì)過程（#part內(nèi)。用InvertOrientation命令的優(yōu)點(diǎn)是可以使最終結(jié)果始終與設(shè)計(jì)修改保持參數(shù)化的關(guān)聯(lián)關(guān)系,終結(jié)果。當(dāng)數(shù)據(jù)凍結(jié)后，需要保存非參數(shù)化的最終設(shè)計(jì)結(jié)果。如圖設(shè)計(jì)過程更改后系統(tǒng)自動更新最8所示采用InvertOrientation命令。ttfinalpart*"finalgeometryLVInverse.1覷"lastchangesopenbody內(nèi)，其表示方法與#finalgeometry類彳以，用主定位孔a參數(shù)化元素夾持面S1參數(shù)化元素t/Line.5&Plana：323-韻SketcKSlI蒙虹P-bI望虬P-SlPoint.1131

11、Line.7HPlane.329SketchesfiSketch'TH.虬P-S2-BPoint.114主定位孔a夾持面S15、2#lastchanges表示數(shù)據(jù)凍結(jié)后的設(shè)計(jì)更改結(jié)果存放在此令I(lǐng)nvertOrientation命令將零件設(shè)計(jì)過程(#partdefinition)數(shù)據(jù)的最后一步結(jié)果保存在#lastchangesopenbody內(nèi)。此時，#lastchanges內(nèi)保存的零件設(shè)計(jì)過程(#partdefinition)數(shù)據(jù)的最后一步結(jié)果與#finalgeometry內(nèi)的結(jié)果相比已經(jīng)發(fā)生了設(shè)計(jì)更改。5、3#toolinginfo該openbody內(nèi)用來存放表示材料料厚和材料矢量方

12、向信息的料厚線，料厚線用0.7mm的點(diǎn)戈U線表示，料厚線的長度為實(shí)際料厚尺寸的100倍，料厚線的方向由材料的適量方向決定。5、4#MLP該openbody內(nèi)用來存放零件工程化設(shè)計(jì)后期的許多MLPf關(guān)信息。主要有主次定位孔和夾持面信息。每個主次定位孔及夾持面信息在CATIAV5參數(shù)化建模過程中主要由如下元素構(gòu)成：一個點(diǎn)、一條線、一個平面、一個草繪(夾持面有兩個草繪)。如圖9所示。S翱LPI?MLP-a1Point圖9主次定位孔及夾持面的參數(shù)化元素構(gòu)建方式如下：1)定位點(diǎn)，采用以車身坐標(biāo)原點(diǎn)為參考點(diǎn)的又丫、Z三坐標(biāo)表示，并且定位點(diǎn)要位于零件上，在X、Y、Z三個坐標(biāo)值中視零件在車身坐標(biāo)中的位置，為方

13、便工藝功能的實(shí)現(xiàn)，要保證最少圓整一個坐標(biāo)值。如下圖10所示。MLP-aPoint三-氤X=1593.758mm膏Y=-748.3mm一膏Z=211mm/Line.5戮Plane.327lSketch.311圖10NormalsurfacePoint'PointPointCancelPreviLengthTypeLeng.tlLInfiniteOInfiniteDefinitionEnd=10mr.113Plane.327,Sketch.311版Sketch.313#MLP,尊MLPfLine.5=Start=-10nunk2）第一條定位軸線，過定位點(diǎn)做垂直于零件曲面的線段，長度為20m

14、m如圖11圖113）定位平面，過定位點(diǎn)做垂直于第一條軸線的Plane面4）另外兩個定位軸線，在定位平面上做SketSketcherPositioning,另外兩定位軸線方向盡量保持與車身坐標(biāo)軸平行。5）夾持面，在定位平面上做SketcherPositioning,具體做法見MLP1!礎(chǔ)知識，如圖12所示。以上五個元素構(gòu)建完成后，在第二次構(gòu)建定位孔或夾持面時，可復(fù)制，粘貼已經(jīng)構(gòu)建好的五個元素，此時只須更改相應(yīng)的定位點(diǎn)即可。圖125、5#matchingareas零件上搭接區(qū)域的標(biāo)注信息存放于此。用0.5mm寬的紫色雙點(diǎn)劃線表示搭接區(qū)域，該線條在零件表面上以實(shí)際搭接邊界為準(zhǔn)向內(nèi)偏移1mm一個封閉區(qū)

15、域用一條打斷關(guān)聯(lián)的曲線表示（如圖14所示）。與不同零件的搭接區(qū)域在結(jié)構(gòu)樹上命名方式如圖13所示。Smatchingareasmatch科ith6211151'-pannel-inner_CurvelLQCurve2小阜/matchwith6211155-reinf-hingeL.0Curvel4''matchwithS211103_reinf-outerL。CurvelmatchwithframeLCurvel圖13圖145、6#nut&bolt零件上的凸焊螺栓、螺母放于此openbody內(nèi)，在歷史樹上的表示方式如圖15所示,i/matchingareas

16、9;龕ttnut&boltnutM6for玳*&y#boltL曼boltM6X10for*圖15首先將要用到的各規(guī)格螺栓、螺母導(dǎo)入到#externalgeometry內(nèi)，再分別在目標(biāo)螺栓、螺母上用AxisSystem廠命令創(chuàng)建坐標(biāo)系，在手件上螺栓、螺母焊接點(diǎn)創(chuàng)建對應(yīng)的坐標(biāo)系。對應(yīng)坐標(biāo)系創(chuàng)建成功后用AxisToAxis止命令復(fù)制移動螺栓、螺母到指定位置即可。以上MLP搭接面，螺母、螺栓的工作在工程化設(shè)計(jì)后期完成，即在下面將要介紹的零件設(shè)計(jì)過程(#partdefinition)完成后來完成的。6、零件設(shè)計(jì)過程(#partdefinition)在結(jié)構(gòu)樹上的這一部分是零件設(shè)計(jì)的主體工作

17、，也是工作量最大，最關(guān)鍵的部分。這部分#partdefinition的構(gòu)成如圖16所示。ALLUfVVJ.I.1I上VIA.U1cLdefinitionreferencepoint|雷度#basicsurfacettdepressionsftflanges?*#trimnied_part1-Sholes4覷#sections圖16#partdefinition包括參考點(diǎn)(#referencepoint)、基礎(chǔ)面(#basicsurface)、壓筋結(jié)構(gòu)(#depressions)、翻邊結(jié)構(gòu)(#flanges)、裁剪結(jié)構(gòu)(#trimmed_part)和孔(#holes)特征。6、1參考點(diǎn)(#ref

18、erencepoint)該openbody內(nèi)有一個點(diǎn)，該點(diǎn)為車身坐標(biāo)原點(diǎn)(0、0、0),在后面的零件設(shè)計(jì)過程中，幾何元素的構(gòu)建大多數(shù)情況下要以該點(diǎn)為參考點(diǎn)。我們也建議幾何元素的參數(shù)化盡量以該點(diǎn)為基準(zhǔn)。6、2基礎(chǔ)面(#basicsurface)在零件設(shè)計(jì)過程中要有大局觀，整體意識。即由整體到局部，由簡單到復(fù)雜的過程，StartModel就是遵循這樣一個思路來進(jìn)行零件設(shè)計(jì)的。當(dāng)接到一個設(shè)計(jì)任務(wù)時，首先考慮構(gòu)成該零件的主要型面是怎樣的，即該零件的形狀是怎樣的。在該型面的基礎(chǔ)上怎樣來很好的實(shí)現(xiàn)零件的功能，就是接下來要考慮零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即增加必要的壓筋結(jié)構(gòu)(#depressions)、翻邊結(jié)構(gòu)(#fl

19、anges)和孔(#holes)特征。當(dāng)然基礎(chǔ)面和零件結(jié)構(gòu)這兩者是相互影響的，要綜合考慮。首先看基礎(chǔ)面的設(shè)計(jì)?；A(chǔ)面是零件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，零件形狀由基礎(chǔ)面的形狀來決定。S'ApartdefinitionPreferencepoint&Point.1陣Wbasicsurface窄.Preference_structure冬jreference_pointplanexyplaneyz一plan巳zx-呱SketchxySketchyzSketchzx圖17如圖17所示，基礎(chǔ)面（#basicsurface）內(nèi)只包含#reference_structure和basicsurface兩部分,

20、#reference_structure內(nèi)有StartModel模板內(nèi)給定的其個元素，一個參考點(diǎn)（坐標(biāo)值可任意給定）、三個plane面（分別平行與三個系統(tǒng)平面）、三個基于plane繪制的草繪（國內(nèi)SketchwithAbsoluteAxisDefinition相對于Sketcher更便于參數(shù)化控制其空間位置和草繪形狀）。基礎(chǔ)面的制定沒有MLP一樣嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)規(guī)范，由于零件形狀的不同，設(shè)計(jì)人員的不同，基礎(chǔ)面有著不同的設(shè)計(jì)思路和方法。以下面的零件為例來說明。Hpartdefinition%Preferencepaint裒#basicsurfaceiHreference_structureJ庭Main

21、surface1Mainsurface2彼Result1+2笈MainsurfaceS憧MsuLt+3depress!ons上胤用flange號京感WtrinLroed_part四里ttholes:一Mainsurface4噌Wsult+4圖18如圖18所示，決定該零件形狀的基礎(chǔ)面可由如上四個子基礎(chǔ)面組成，四個主要子基礎(chǔ)面相互倒角得到大的基礎(chǔ)面，在子基礎(chǔ)面設(shè)計(jì)過程中要注意不同結(jié)構(gòu)的命名和它們之間的相互歷史層次關(guān)系。往往每個子基礎(chǔ)面又由許多面元素構(gòu)成，這些面元素同樣要求用清晰的命名和歷史層次關(guān)系體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)樹上。如圖19所示。Result+3Result+4Restilt+5:Result+6Re

22、sult1+2圖19子基礎(chǔ)面#Mainsurface3由七個面片通過依次倒角ShapeFillet得到(在通常情況下較少采用EdgeFilletVariableRadiusFillet命令倒角，因其不利于參數(shù)化控制)通過以上介紹，我們了解了基礎(chǔ)面(#basicsurface)的設(shè)計(jì)思路，下面再看具體到一個單面片的設(shè)計(jì)方法。上面講到在基礎(chǔ)面(#basicsurface)內(nèi)只包含#reference_structure和basicsurface兩部分。其中#reference_structure內(nèi)的幾何元素是被套用來設(shè)計(jì)單面片的固定格式。圖20如圖20所示，要構(gòu)建#Mainsurface1內(nèi)#Ba

23、ck1面片，先將#reference_structure內(nèi)的元素全部復(fù)制木貼到#Back1內(nèi)，調(diào)整reference_point的坐標(biāo)值以確定其空間位置，隨后Update更新三個基準(zhǔn)平面和三個草繪的位置(因?yàn)槿齻€基準(zhǔn)平面和三個草繪與reference_point有參數(shù)關(guān)聯(lián)關(guān)系)，此時，在其中的兩個草繪上分別做出引導(dǎo)線(guidecurve)和輪廓線(profile)，再用秋Sweep或7Extrude拉伸生成直紋面(直紋面在參數(shù)化設(shè)計(jì)中更便于控制面的參數(shù))。6、3壓筋Z§構(gòu)(#depressions)在零件結(jié)構(gòu)中可以歸結(jié)為局部壓筋特征的部位，例如凸臺、加強(qiáng)筋等，就將其設(shè)計(jì)參數(shù)放在#d

24、epressionsopenbody內(nèi)，如圖21所示零件的壓筋部位。根據(jù)壓筋形狀得到壓筋面片后，再與上一步#basicsurface的最終結(jié)果共同作用生成壓筋結(jié)果。surtaceionsDepressionangleResult-Mainsurf-瑰Hflangesj-璟#trimmedqaj/t“-令"holes解#sectionsDepressionangle圖216、4翻邊結(jié)構(gòu)(#flanges)在零件結(jié)構(gòu)中可以歸結(jié)為局部壓筋特征的部位，例如凸臺、加強(qiáng)筋等，就將其設(shè)計(jì)參數(shù)放在#flangesopenbody內(nèi)，根據(jù)翻邊形狀得到翻邊面片后(翻邊面片可能是多個面片通過倒角或相加命令

25、共同作用形成)，再與上一步#depressions的最終結(jié)果共同作用生成翻邊結(jié)果。如圖22所示零件的翻邊部位是多個面片通過倒角共同作用形成。順次倒角得到翻邊結(jié)果1+DepressionjResult+Stepflange4?.esult+flange(Middlestep1Sflangessideflangey1®flangefRssultflangegResultste贏iddlesteiResult+ste：SResuftl圖226、5裁剪結(jié)構(gòu)(#trimmed_part)Onesideflange裁剪結(jié)構(gòu)(#trimmed_part)用來放置裁剪零件邊界的幾何元素。在此建議用面

26、元素做裁剪元素Split,裁剪面是多個面片繞零件邊界通過倒角或相加命令共同作用結(jié)果，利用面做裁剪元素便于后期零件邊界形狀的控制，更利于控制裁剪邊界的質(zhì)量，控制邊界的相切連續(xù)性。如圖23所示裁剪面設(shè)計(jì)結(jié)果。Result+4iResult+SResult+7j/Rtsult+8曹Facr9Result+&|"fResultofflanges.u>RttulL+ll里Face123Result+12電Face13|Result+13iiesult+liesult+Resulflan；圖23Trimesurface6、6孑L(#holes)在零件上，可以歸為孔特征的結(jié)構(gòu)元素放在此openbody內(nèi)。在設(shè)計(jì)孔的時候，要注意孔的沖孔Hole5Hole4Holeassembly1方向，特別要注意安裝、定位孔的工作方向。所有孔特征按