LJK6980Q城市客车三维造型设计

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LJK6980Q城市客车三维造型设计
作者：刘积红 代国玉
内容提要：本文简要介绍利用三维设计软件ProE进行LJK6980Q城市客车车身三维造型设计与工程图制作的过程。
关键词：城市客车  客车车身  三维造型
1 三维设计软件ProE的优点
随着我国经济的快速发展，城市化进程大大加快，对9m级城市客车的需求量增大。为了适应这一市场变化，我厂决定开发LJK6980Q豪华城市客车。
这次开发摆脱了以往老产品的设计思路，充分借鉴了国内外先进车型的外型特点，造型力求创新、简练、流畅，以满足豪华舒适的要求，并采用现在流行的三维设计软件ProE来完成从设计造型、开发模具、制作工程图、装配到测试性能等全过程。这种开发方式有以下优点。
1.1 直观的表达产品造型
三维造型的基础是三维CAD技术，即建立可视化程度很高的三维数字化主模型。由于设计初期所建立的三维模型是一个电子主模型，因而可以直观的对客车产品的最终效果进行预测、评估，并通过反复修改、论证，实现客车整体造型在实际制造前的优化设计。
1.2 增强协作性，提高生产效率
车身造型完成后, 数据经计算机管理在整个设计过程中都能很好地共享，并通过装配和工程图模块转变为生产用图。这就为生产加工、工装设计制造提供了方便、详细、准确的依据,使得各部门为同一产品试制协同工作，使调试、修改的工作量大为减少，从而提高生产效率。
1.3 为客车整体的性能分析提供依据
客车设计应用中，虚拟设计技术(VDT)可以在计算机中实现整车及零部件的概念设计、总布置设计、结构设计等，同时对其性能如刚度、强度、固有频率、动态响应及使用寿命和噪声等进行模拟分析，以便在设计阶段就发现并尽可能地解决问题，提高设计一次成功率。
1.4 模块化设计
车身的许多部件采用模块化设计，便于设计更改以及日常维护。
2 车身设计
LJK6980Q整车造型充分考虑了美学和空气动力学要求，该车以方基调为主，采用方型与大曲面、小圆角相结合，同时适当增加内高，符合当今世界大客车造型趋势。 该车的车身曲面制作主要采用曲面建模的方法。整车车身曲面是由基础曲面和过渡曲面组成。本车尤其注重过渡曲面的处理，过渡曲面对于客车的外观视觉效果起着关键的作用。好的过渡曲面可以使各基础曲面自然地融为一个整体，产品外观流畅；反之，则使客车外观显得杂乱或有局部凹凸感。
2.1 侧围和顶棚设计
客车的侧围和顶棚曲面是基础曲面，是产品外观中曲率较大和凹凸性一致的曲面，它是构成客车车身的主要曲面。可以先做出它们的一个横截面，然后沿前后方向拉伸成一个侧围和顶棚的初始形状。侧围和顶棚之间为过渡曲面，过渡曲面的作用主要是连接基础曲面，使基础曲面自然过渡。就曲面质量而言，对基础曲面要求较高，既要有较高的精度，又要保证有较高的光顺性，不能有不良的反射现象，而过渡曲面要求尽量光顺，不能有裙皱，且与基础曲面光滑过渡。对于复杂过渡区域，可以利用基础曲面的边界构造一个与基础曲面相接并保持相切或曲率连接的曲面。  
在初始形状的曲面上，通过投影线来对曲面进行剪裁以获得侧围和顶棚的边缘轮廓。在客车的对称中心面（y坐标为零）上，绘制剪切侧围所用原始投影线的草图，然后把原始投影线投影到左侧围上去获得投影线，用投影线切除多余的曲面就能得到左侧围曲面，再通过镜像Trim特征剪裁右侧围。类似的，在客车的一个水平面（此处z坐标为零）上，绘制顶棚的原始投影线，然后把它向上投影到顶棚上得到投影线，用此投影线切除多余曲面获得顶棚曲面。车门和侧窗的设计也是通过绘制草图、投影、裁减得到的。
2.2 前围设计
前围的曲面是双曲面，远比侧围和顶棚复杂，可以先构造特征线，再利用Boundaries(边界)构造方法做出曲面的基本形状。
采用Curve-2Projections(二次投影)方法构造特征线：首先在客车中心对称面（XOZ平面）上做出前围立柱侧视曲线，在前视图（YOZ平面）上做出前围侧弧曲线(一般采用车身侧曲线)，求得两曲线的交线，即为三维的前围立柱曲线；然后在客车中心对称面（XOZ平面）上做出前围中心侧视曲线,分别在前围中心侧视曲线与前围立柱曲线上根据风窗位置对应各取2点关键点,再次利用2Projections方法,过关键点做出前围风窗上下框曲线,最终利用Boundaries方法构造出风窗曲面。采用类似的方法获得前围另外两块基础曲面（在曲面交接处，要设置曲面边界条件，以确保曲面光滑过渡），这样获得半个前围基础曲面，通过镜像可以得到前围整个基础曲面。获得整个基础曲面以后，还需要对前围的局部进行处理，如利用投影曲线进行裁剪分割、制作灯孔和装饰凹槽等，此外，因为前保险杠曲面凹凸性与前围不一致，它的建模一般用Style方法单独进行，只要满足几何装配关系即可。
2.3 后围设计
客车后围可看成有一个曲率连续的较为简单的曲面经过凹陷、突出、裁剪、倒圆等步骤得到的一个复杂曲面。利用类似于前围的方法，先生成一个简单平整的曲面；我们把上步生成的曲面向内偏置一定的距离，并利用投影曲线把偏置前后的曲面分别进行裁剪，然后生成两个曲面之间的过渡曲面，这样后围玻璃处的凹陷特征便生成。
通过这种方法同样可以完成其它凹陷特征；后保险杠生成步骤是：先建立一个长方形的模型并进行拔模处理，用外表面的曲面偏置生成一个曲面，用此曲面裁剪先前生成的长方体模型并倒圆角，再通过提取实体表面得到保险杠曲面。生成的客车模型效果图如图1、2所示。
3 三维骨架生成与工程图制作
侧围骨架的生成主要通过车身的特征曲线（如侧围曲线），利用延展（Sweep）命令生成侧围骨架单件图（如侧围立柱），再经过装配组合成侧围骨架。由于侧围立柱具有共有的特征：曲率相同，所以可以利用家族表命令将他们组合成一系列零件，这样可以通过修改家族表的参数值（如长度、截面、壁厚）生成不同的侧围零件，省时省力。
前后围骨架可以通过在车身造型中生成的前后围空间曲面上投影得到所需的前后围梁、灯具衬梁等空间曲线，再经过拉伸型材截面及局部细化，产生所需的前后围骨架。前后围蒙皮的设计可以直接在现有曲面的基础上利用Use Quilt命令将曲面转变为实体，这种方式不但使设计周期大大缩短，生产成本得到控制，而且在后续的生产中发现，装配的精度也大大提高。 生成的客车骨架模型如图3所示。
利用ProE的三维向二维转换工具，可以生成平面图形，再通过工程图模块生成用于指导生产的工程图。工程图模块功能强大，操作简单。可以在工程图模块里创建已有模型的正交视图，包括剖视图和辅助视图；设置、检索以及建立图纸格式；创建零件和装配体的细节工程图；添加参数和非参数的尺寸标注到工程图中；在工程图里建立注释；创建工程图的明细表等。
4 结束语
利用三维设计软件进行客车的设计与开发，是现代客车设计的潮流，也是客车设计的发展方向。LJK6980Q豪华城市客车就是在这种条件下，运用先进的三维设计软件开发的新产品，从整车的造型设计到生产施工都始终贯穿了先进的设计理念。现该车已试制成功并投入小批量生产，因其新颖的外观富有动感的造型受到客户普遍的好评，这也使我们感觉到现代客车造型设计的观念在不断改变，设计手段也要不断创新，只有运用先进的工具才能创造出适应时代要求的客车。

caoyingyangyu

自学汽车造型设计好吗

manlian1997

专用车设计，主管工程师，4年设计经验，原东风公司职员QQ77195285

yangle9966

讲的很好,但再细化些及加上图片就更好了

hu114

招一们底盘设计师，有意的发邮件给我。

迷人的错

貌似是一些了论文里面摘抄的

fanyongjun82

说起来简单做起来难啊

whylvzm

要是有图片的话就更直观了。