厢式车产品设计通常可以分为创新设计和变型设计两类，在实际工作中，变型设计的情况较多，工程师在已有产品的基础上根据用户需求进行局部调整即可完成设计任务，具有很强的适应性和灵活性。
对于此类设计任务，如能建立完善的设计库并有针对性的采用参数化设计手段。可极大提升设计效率及准确性。对厢式车产品而言，舱体骨架是总体设计的基础和重点，对其进行参数化研究具有重要意义。
1 参数化简介
1．1 参数化分类
通常设计任务都是从方案阶段开始，方案图中的各关联尺寸具有一定模糊性，需反复调整之后才能确定。参数化设计方法就是将模型中的定量信息变量化，使之成为可任意调整的参数。通过对变量化参数进行驱动，就能够快速准确地得到结构相似，尺寸不同的系列化产品，从而提升设计效率。在参数化设计体系中。相关参数一般分为两类：可变更参数和不可变更参数。产品参数化设计的实质是在可变更参数的驱动下，系统能够自动维护所有不可变更参数。
1．2 Solidworks参数化
SolidWorks是典型的三维设计软件，参数化功能强大且实现方法多样。对于简单零件，可以通过添加配置的方法对相关特征、配合等进行驱动并完成参数化设计。对于复杂零部件，则可通过参考几何体、Excel设计表或编程二次开发等来对变量参数进行驱动并完成参数化设计。
舱体骨架是整车最为重要及相对复杂的零部件，是整车工程设计的基础。建议采用参考几何体与Excel设计表联合驱动的参数化设计方法，该方法易于操作，无论是Excel设计表还是参考几何体草图编辑，均可方便直观地对零部件中多个变量进行控制，最终实现产品的参数化、系列化设计。
2 骨架参数化设计分析
舱体骨架建模一般多采用自底向上的设计模式，即分别建立各单片骨架、最后在装配体内进行总装，这种建模方法下各片骨架关联性不强，当发生设计变更时需要逐一修改，影响效率。对于成熟产品的骨架来说，当进行变型设计时，整体结构基本不变，所变更的仅仅为外形尺寸、孔口、埋铁等内容，在这种条件下，可采用自顶向下的参数化设计模式，从顶级装配体出发．在装配体环境下完成各零件模型的构建，各零件与装配体联动，设计变更简便有效，可明显提升设计效率。自底向上及自顶向下设计模式对比见图1。
图1 自底向上(左)与自顶向下(右)设计模式对比
3 骨架参数化设计实施
3．1 前期准备
为满足骨架参数化设计需要，至少需要满足以下设计条件：
1)已配置可满足没计要求的电脑，安装SolidWorks软件及相关模块、插件，使系统具备三维建模、装配、焊件等功能。
2)已建立零件模板、装配体模板以及工程图模板，建立符合企业规范的焊接轮廓库及焊件清单模板，使建模及出图具有一致性。
3)已建立骨架建模相关的零部件设计库及标准件、外购件库并可自由调用。
3．2 设计变更分析
为方便介绍骨架自顶向下参数化设计方法．本文将虚拟一个简化的舱体骨架变更案例，该案例产品外形见图2：
图2 外形及布局
厢式车成熟产品进行变更设计时，骨架的变化一般体现在以下方面，1．骨架总成外形尺寸的变化，如舱体长度、高度变化等：2．孔口尺寸及位置的变化，如工作门、控制门等孔口；3．埋铁位置变化，如门体尺寸调整后对应门体铰链位置：4．底骨架副梁尺寸及位置变化，如底盘变更后底骨架副梁截面尺寸及间距变化等。以上设计变更在采用自顶向下的参数化设计后，均可在骨架总成中通过参数化设计迅速进行调整，且各单片骨架联动同时自动更新全套工程图。本案例中具体变更参数见表l：
表1 变更设计参数变化表
3．3 建模
在自顶向下+参考几何体+Excel设计表设计模式下，典型设计流程为：
设计任务书→初步方案布局→骨架总成装配体→参考几何体(含基准面及基准草图)→Excel设计表→派生单片骨架→设定配置→骨架完成。在以上流程中，参考几何体的建立是首要任务，骨架的参芎几何体主要以基准面和参考草图构成，具体如图3所示：
图3 骨架参考几何体
在参考几何体时，可通过各基准面之间的距离来控制骨架外形尺寸，通过基准草图的尺寸、位置来控制各孔口、埋铁的尺寸、位置。当参考几何体完成后，可有针对性的选取部分变量参数作为基准控制参数生成Excel设汁表，见图4。
图4 生成Excel设计表
在参考几何体及Excer设计表完成后可在装配体中生成各分片骨架，以左骨架为例，其左右两端竖 梁在绘制时与前、后基准面重合从而被完全定义，进 风门及其铰链埋铁则通过基准草图完全定义，除了我们需要进行变量调整的总长度、总宽度、进风门孔口尺寸及进风门铰链间距外，其余横梁或竖梁无需完全定义，可在设计变更后自行手动调整。左骨架派生见图5:
图5 派生单片骨架
在各单片骨架全部建好后，总Excel设计表也同时完成，此时调整骨架只需要在Excel设计表中变更相应数字或者在参考几何体中调整基准草图即可，骨架总体及相应单片骨架均会联动。如需保存新变更设计，仅需要在Excel设计表中增加一行数字，即会生成新骨架的配置，无需重新建模。本案例完成后原设计及变更设计骨架对比见图6。
图6 原设计与变更设计对比
3.4 工程图
参数化建模后的骨架总成及各单片骨架可根据企业工程图模板快速生成相应工程图。工程图中的各个视图以及三维实体都是相互关联的，无论是通 过Excel设计表进行骨架整体驱动，或者调整参考几何体中的基准草图来调整部分孔口及埋铁位置，所有实体模型及其工程图的变更部分及相关尺寸都 会自动更新。另外，由于骨架建模采用的是焊件功能，因此系统还会即时更新明细表中梁的数量、长度等。从某种角度来说，采用自顶向下参数化设计方法后，在系列化骨架设计时，仅仅通过调整一张表格,修改几张草图，就可以迅速完成一整套骨架的设计，大大提升了设计效率。
4 结语
本文探讨了以参考几何体结合Excel设计表为驱动的厢式车舱体骨架参数化设计方法，此方法应用于同类型系列化骨架设计开发，有效提高了工作效率。在骨架建模中尝试采用了自顶向下的设计思路，针对骨架产品特性，可快速进行变更设计，具有参数化操作简便、模型及丁程图更新全面迅速等优 点。通过实例验证.可以有效缩短设计周期、提高设计效率，满足市场需求。
核心关注：拓步ERP系统平台是覆盖了众多的业务领域、行业应用，蕴涵了丰富的ERP管理思想，集成了ERP软件业务管理理念，功能涉及供应链、成本、制造、CRM、HR等众多业务领域的管理，全面涵盖了企业关注ERP管理系统的核心领域，是众多中小企业信息化建设首选的ERP管理软件信赖品牌。
转载请注明出处：拓步ERP资讯网http://www.toberp.com/
本文标题：厢式车舱体骨架三维参数化设计
相关文章
