結(jié)合CATIA-DMUKinematics的車(chē)身運(yùn)動(dòng)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能提升運(yùn)動(dòng)件產(chǎn)品的制造可靠性并縮短設(shè)計(jì)調(diào)試周期，從而達(dá)到高品質(zhì)低成本的效益。本文介紹了此設(shè)計(jì)方法的基本步驟和關(guān)鍵點(diǎn)、難點(diǎn)，并通過(guò)車(chē)身上一運(yùn)動(dòng)件(加油口)的設(shè)計(jì)案例詳細(xì)說(shuō)明了其具體運(yùn)用。

　　車(chē)身運(yùn)動(dòng)件較一般零部件設(shè)計(jì)還涉及到動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)分析，其性能可靠性是影響整車(chē)性能的重要因素，如何實(shí)現(xiàn)低成本、高效率的運(yùn)動(dòng)件結(jié)

　　構(gòu)設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)對(duì)于整車(chē)開(kāi)發(fā)至關(guān)重要。

　　結(jié)合CATIA- DMUKinematics 的車(chē)身運(yùn)動(dòng)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是以達(dá)到高品質(zhì)低成本運(yùn)動(dòng)件產(chǎn)品為目的，基于在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期就綜合分析運(yùn)動(dòng)件的整個(gè)開(kāi)閉過(guò)程的思想，同時(shí)結(jié)合CATIA軟件DMUKinematics 模塊的數(shù)字化高效運(yùn)動(dòng)模擬，縮短設(shè)計(jì)分析周期。

1、基本步驟

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，車(chē)身設(shè)計(jì)方法進(jìn)入了現(xiàn)代車(chē)身設(shè)計(jì)階段，其流程一般包括產(chǎn)品規(guī)劃、定義階段，造型階段，詳細(xì)可行性分析階段，詳細(xì)工程設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段和制造階段六個(gè)階段，結(jié)合CATIA- DMUKinematics 的車(chē)身運(yùn)動(dòng)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本步驟有：

　　1) 競(jìng)爭(zhēng)車(chē)型件對(duì)比研究和參數(shù)性能目標(biāo)定義;

　　2) 結(jié)合CATIA- DMUKinematics 的運(yùn)動(dòng)件工程可行性分析的造型面設(shè)計(jì);

　　3) 結(jié)合CATIA- DMUKinematics 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)件的詳細(xì)可行性分析;

　　4) 運(yùn)動(dòng)件的詳細(xì)工程設(shè)計(jì)，根據(jù)詳細(xì)工程可行性分析，進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同步進(jìn)行結(jié)合CATIA- DMUKinematics 虛擬動(dòng)態(tài)分析;

　　5) 運(yùn)動(dòng)件的設(shè)計(jì)驗(yàn)證，進(jìn)行軟工裝樣件制造和試驗(yàn)驗(yàn)證;

　　6) 運(yùn)動(dòng)件的制造，從小批量生產(chǎn)、產(chǎn)量爬坡，一直到滿(mǎn)足批量生產(chǎn)節(jié)奏的要求，整個(gè)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)主體工作完成。

2、關(guān)鍵點(diǎn)及難點(diǎn)

　　在造型階段，運(yùn)用CATIA- DMUKinematics 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)件的動(dòng)態(tài)分析，反饋造型面的工程可行性，從而改善調(diào)整造型面獲得能滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)件設(shè)計(jì)約束要求的最終造型面，在詳細(xì)可行性分析階段進(jìn)行結(jié)合CATIA-DMUKinematics 的運(yùn)動(dòng)件動(dòng)態(tài)分析能確定合理的運(yùn)動(dòng)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的詳細(xì)方案，是進(jìn)行運(yùn)動(dòng)件詳細(xì)工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)條件和前提，也是實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)件功能的關(guān)鍵。

　　在詳細(xì)工程設(shè)計(jì)階段運(yùn)用CATIA- DMUKinematics 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)件的動(dòng)態(tài)分析，能設(shè)計(jì)出可靠穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，減少驗(yàn)證階段和最終的制造階段的修改和反復(fù)調(diào)試，縮短運(yùn)動(dòng)件產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期并降低成本，是整個(gè)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。

3、實(shí)例介紹

　　本文通過(guò)車(chē)身上的加油口總成運(yùn)動(dòng)件的設(shè)計(jì)闡述結(jié)合CATIA-DMUKinematics的車(chē)身運(yùn)動(dòng)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的運(yùn)用。

　　3.1、產(chǎn)品規(guī)劃、定義階段

　　加油口總成在一般分為合頁(yè)式和分體式(懸臂式) 兩大類(lèi)，可采用塑料和鈑金材質(zhì)。本加油口總成初步定義為鈑金結(jié)構(gòu)，內(nèi)外板采用焊接，通過(guò)螺栓連接到白車(chē)身上。

　　3.2、造型階段

　　基于造型面和分縫線可獲得加油口外板和側(cè)圍外板草數(shù)據(jù)，DMU分析如圖1 所示，可知：合頁(yè)式結(jié)構(gòu)隨著開(kāi)啟角度的增大，運(yùn)動(dòng)間隙越小;分體式結(jié)構(gòu)隨著開(kāi)啟角度的增大，運(yùn)動(dòng)間隙增大;基于本CAS 面信息合頁(yè)式結(jié)構(gòu)不可行(開(kāi)啟28°后發(fā)生干涉)，分體式結(jié)構(gòu)04 和分體式結(jié)構(gòu)05 均滿(mǎn)足最小運(yùn)動(dòng)間隙均滿(mǎn)足大于2mm 要求。可接受造型面進(jìn)入下一階段。

圖1 造型階段DMU 分析結(jié)果

　　3.3、詳細(xì)可行性分析階段

　　基于造型面階段確定的方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)的斷面設(shè)計(jì)、主體方案分析和工藝可行性分析，再進(jìn)行DMU分析。雖然分體式結(jié)構(gòu)04 的最小運(yùn)動(dòng)間隙大于分體式結(jié)構(gòu)05 的最小運(yùn)動(dòng)間隙，有更大的公差兼容性，但分體式結(jié)構(gòu)05 較分體式結(jié)構(gòu)04 開(kāi)啟角度與運(yùn)動(dòng)間隙曲線更平穩(wěn)，穩(wěn)定性更好，可靠性更高，故選定分體式結(jié)構(gòu)05 方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)階段。

　　3.4、詳細(xì)設(shè)計(jì)階段

　　在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段需進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。分體式加油口總成結(jié)構(gòu)中外板、加強(qiáng)板和鉸鏈臂隨鉸鏈軸轉(zhuǎn)動(dòng)，加強(qiáng)板被外板包袱在內(nèi)側(cè)，故其對(duì)運(yùn)動(dòng)間隙的影響由外板結(jié)構(gòu)決定;鉸鏈臂的結(jié)構(gòu)特征對(duì)運(yùn)動(dòng)間隙的影響則需進(jìn)行DMU分析，保證整個(gè)加油口結(jié)構(gòu)均能滿(mǎn)足開(kāi)啟運(yùn)動(dòng)間隙。從分析可知，懸臂的寬度及其上的加強(qiáng)筋深度，兩側(cè)的翻邊均會(huì)影響運(yùn)動(dòng)間隙，綜合考慮懸臂的結(jié)構(gòu)剛度通過(guò)DMU分析可獲得最佳的懸臂寬度及加強(qiáng)筋深度和翻邊高度、角度。從而獲得最終的加油口詳細(xì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

　　3.5、試制驗(yàn)證階段

　　完成加油口總成的樣件試制并跟進(jìn)試制反饋問(wèn)題，進(jìn)行加油口總成結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和改善并對(duì)優(yōu)化和改善后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行DMU校核，滿(mǎn)足校核則進(jìn)入批量制造階段，否則需重新制定優(yōu)化和改善方案直至滿(mǎn)足DMU校核。

　　3.6、批量制造階段

　　完成加油口總成批量制造階段工作，并跟進(jìn)產(chǎn)品的最終狀態(tài)反饋問(wèn)題，進(jìn)行問(wèn)題解決。

4、總結(jié)

　　本文基于一般車(chē)身開(kāi)發(fā)流程闡述了結(jié)合CATIA- DMUKinematics 的車(chē)身運(yùn)動(dòng)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本步驟;此方法的關(guān)鍵在于造型階段和詳細(xì)可行性階段，而難點(diǎn)在于產(chǎn)品詳細(xì)工程設(shè)計(jì)階段;加油口總成設(shè)計(jì)實(shí)例闡述了此方法在整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用;此設(shè)計(jì)適用于車(chē)身上運(yùn)動(dòng)件產(chǎn)品設(shè)計(jì)，能提高產(chǎn)品的穩(wěn)定可靠性，減短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期和降低成本。