catia在汽车内饰件结构设计中的应用

四．CATIA V5全参数化实体建模：在part
body中建模、坐标系 的使用、草绘截面；参数的去除和再产生、 CATIA V5中典型结构数模库 的建立及应用、 CATIA V5中并行工程的简易实现；
塑料件的工艺
塑料件的材质：
1. 2. PP ABS PC ABS+PC POM PVC PE塑料的特性；（详见附件《塑料材基本 性能速查手册》） 材质选用主要考虑的因素依次为：成本、尺寸稳定性（收缩率)、耐燃 性、透明性、 ······；
经济型车常用塑料材质选用：
主要零部件PP（廉价） 铰链结构件PP（韧性） 尺寸要求较高的零件ABS（尺寸稳定性） 高透明件PC（透明性） 一般透明件ABS 或ABS+PC（透明性） 齿轮结构零件POM （耐磨及自润滑性） 软质零件PVC （柔软性） 通风管类零件PE （熔融状态流动性）
塑料件的工艺
1. 2. 3. 自攻螺钉柱及螺钉沉台的连接；应用于机壳类塑料件之间的连接； Q2734816： ST4.8大半圆头自攻螺钉，螺牙直径4.8，牙长16，2,料 厚0.8,开槽宽13+1， 其他常用螺钉类标准件：Q2140616、Q2743513、Q310B06、Q310B08
机壳类塑料件通 过自攻螺钉柱 及螺钉沉台连 接
汽车内饰件的典型结构及设计参数 塑料件的螺钉连接2：
1. Q399塑料螺母连接；应用于板类零件与钣金 件之间的连接； 板类零件与钣金 件之间大量使 2. Q39904塑料螺母：配ST4.8自攻螺钉，钣金 用Q399塑料螺 件方孔开口7*7, 母连接
汽车内饰件的典型结构及设计参数
塑料件的螺钉连接3：
建模过程数 据组织方式
树状结构 每个局部结构单独建模； 通过非参数化布尔运算组 织成最终数模； 布尔运算之后只能修改复 杂的结果数模
曲面功能
强大 拥有众多的命令直接操作曲 面构建新的曲面
较强 以线构面为主
较弱 一般只能做到相切连续
CATIA V5软件简介
• CATIA V5参数化与非参数化、实体与片体建模的对比
1. 塑料件之间底面贴合，侧面之间必须留有间 隙；不同的产品对间隙的要求不同； 2. 经验值：汽车内饰件的配合间隙在0.5—2mm 之间，高可视区间隙较小，低可视区间隙较 大，有运动关系的零件之间间隙较大，轿车 间隙较小，卡车较大； 3. 无搭接关系的零件之间最小装配间隙为 ≥5mm；制造精度较高的轿车零件之间最小装 配间隙为≥3mm；
塑料件的工艺
塑料件的圆角处理：
1. 2. 3. 4. 可以均匀料厚； 消除应力集中； 尽量避免圆角的地方：分模面、加强筋根部、柱子根部； 变圆角的应用技巧：边到面圆角、等宽度圆角；
汽车内饰件的典型结构及设计参数 塑料件的螺钉连接1：
1. Q397簧片螺母连接；应用于板类零件与塑料 件之间的连接； 板类零件与塑料 件之间大量使 2. Q39748202簧片螺母：配ST4.8自攻螺钉，开 用Q397簧片螺 口2,料厚0.8,开槽宽13+1， 母连接
优点 实体 建模
塑料件要求最 终的建模结果 是实体； 建模思路比较 清晰、严谨；
缺点
建模过程要求 严格，建模的 顺序很重要；
容错性强，建模 比较自由；
容错性强，建 模比较自由；
最终生成实体 比较困难；
非参数 化
片体 建模
CATIA V5软件简介
CATIA V5软件的优点是：参数化与非参数化混合建模， V5 实体与片体的功能都很强大。 CATIA V5软件能够覆盖汽车设计的全过程，众多模块 之间完全兼容， 还拥有针对汽车行业的多个专用模 块，所以能够成为汽车设计的首选软件。 在座的工程师很多经过CATIA正规培训，在此只讲本 人使用CATIA的一些经验和认识；
大端为加强筋公称尺寸，内切圆表示局部料厚， 局部料厚不允许超过主料厚的150%
CATIA V5软件简介 V5 CATIA与UG PROE软件比较
CATIA
参数化建模
参数化与非参数化混合建 模，特征间的关联性可打断 并可重新建立关联 兼容性强，读入IGES可很容 易缝合成大面；读入STEP文 件可保持原实体、曲面、曲 线属性不变，与UG之间转档 完全兼容，包括装配关系可 直接转档生成 树状结构 每个局部结构单独建模； 通过参数化布尔运算组织成 最终数模； 布尔运算之后原先的局部结 构可重新编辑修改
坐标系的使用； 建立及编辑坐标系比较自由，介绍坐标系命令的几 个选项； 建立坐标系作为所有草绘的基准，编辑坐标系，草 绘及零件会自动更新； 坐标系对齐命令可帮助我们在空间任意定位零件并 保持可编辑性；
1. 2. 3.
CATIA V5的参数化实体建模
1. 2. 3. 4. 草绘截面 参数化实体建模的基本功； 建议以本零件的基本坐标系座位草绘基准； Part----sketch---- 右击sketch---- chang shetch support---- positioned ---- ok 以坐标系及先前的草绘作为作为标注和约束的基 准，建议不要使用实体及曲面作为标注和约束的基 准
CATIA V5的参数化实体建模
CATIA V5中并行工程的简易实现
1. 并行工程是先进的建模思想； 2. CATIA V5中可以的很容易实现并行工程：建模过程 中可以的很容易实现并行工程 文件与输出文件分离；建立影射网络驱动器，并更 改驱动器盘符相同，即可保证工作组中多人操作同 一数据，并保证每次打开相关的数据都是最新的； 3. 注意：一定要保持输出文档与过程文件之间的关联 性；工作中多人操作同一数据，要定期做好数据备 份工作；
塑料件的工艺
塑料件的料厚：
1. 2. 3. 料厚：平衡成本与强度； 材质允许的最大料厚与最小料厚。例如：PP塑料的壁厚范围是 0.6—3.5mm（详见附件《模具助手》） ； 塑料件最通用料厚是2.5mm，大件适当增加，小件减小，强烈 建议通过增加翻边及加强筋的方式而不是增加料厚来保证零件 强度； 均匀料厚的原则；（后面详解）
CATIA V5的参数化实体建模 CATIA V5的典型结构数模库的建立及应用 1. 建模中相同的局部结构在数模中不同的位置多次出 现,extract----Axis to axis transformation---CloseSurface 可将局部结构在空间任意定位并保 持完全关联性； 2. 曾经建立的局部结构数模可复制粘贴到任意新的 part数模，保持完全的特征结构； 3. 将上述全参数化的局部结构数模收集整理，就建立 起了典型结构数模库，这个数模库可在时间宽松时 建立，在项目过程中应用，可以大大缩短项目周期 及项目进行中的工作压力，还可以实现数据共享；
汽车内饰件的典型结构及设计参数
塑料件的加强筋：
1. 2. 3. 加强筋公称尺寸（大端）≤主料厚/2； 加强筋的高度受限于材质允许的最小料厚； 加强筋的间距≈加强筋的高度*5~10；
加强筋单边有0.5 °斜度，小 端不能小于材料的最小料 厚，比如PP料不能小于0.6
经验值：加强筋补强范围约为 高度的2~5倍，
汽车内饰件的典型结构及设计参数
塑料件的弹片夹子连接：
应用于最后安装的需要经常拆装的面板类塑料件于主 体间之间的连接；
主体塑料件上开装 配方孔 弹片夹子卡装在面 板类塑料件上
汽车内饰件的典型结构及设计参数
塑料件的卡扣连接：
1. 2. 3. 4. 卡扣连接是塑料件结构优势之一：结构简单，不需要增加零 件，制造成本低廉，连接可靠，装配简易； 缺点：拆卸困难，卡扣损坏后难以修复； 小型塑料件之间 大量使用卡扣 应用与小型塑料件之间的连接； 连接 卡扣连接的典型结构方式；
报告内容
一．塑料件的设计工艺：塑料件的材质、料厚、出模方向、出模斜
度、均匀料厚的原则、圆角处理；
二．汽车内饰件的典型结构及设计参数：汽车内饰件的螺钉 汽车内饰件
连接、卡钩连接、加强筋等结构；
三．CATIA V5软件简介:CATIA与UG
PROE软件比较、 CATIA V5参数化 与非参数化、实体与片体建模的对比、简介小结；
CATIA V5在汽车内饰件结构设 CATIA V5在汽车内饰件结构设 计中的应用 计中的应用
谢 谢 各 位！
塑料件的出模方向：
1. 2. 3. 4. 出模方向是塑料件设计的基准，设计工作开始首先应该确定； 每个零件只有一个主出模方向，与主出摸方向倒扣的部分在模 具上需要增加滑块等模具结构，会大大增加模具成本 ； 建议通过建立坐标系的方式确定主出模方向（便于调整、便于 用作草绘基准，后面详解）； 附件《塑料件结构设计中关于出模方向与脱模斜度的探讨》
CATIA V5的参数化实体建模 在part body中建模 子几何自动取代父几何，背景比较清洁，便于编辑 修改； 曲面与实体可以混排； 实体的布尔运算功能强大，布尔trim非常实用，强 烈推荐； 复制为实体链接输出文件，可以保持可自动更新的 关联性。
1. 2. 3. 4.
CATIA V5的参数化实体建模
塑料件的工艺
均匀料厚的原则：
1. 钣金件完全等料厚，塑料件虽然没有要求绝 对等料厚，但料厚基本均匀也是塑料件设计 的原则之一，这个问题往往被塑料件设计人 员忽视； 2. 最大料厚点 ≤150%基本料厚，否则容易导致 塑料件外表面出现缩痕； 3. 料厚不均匀会造成的产品变形，如图；
图例为一方盒形设计零件，因 四面尖角位料厚是主料厚 的1.4倍，实际产品夸张收 缩为红色线框所示形状
4.
塑料件的工艺
塑料件的出模斜度：
1. 2. 3. 工艺要求塑料件必须有斜度，结构允许的地方斜度越大越好； 最小斜度取决于塑料件的表面处理，粗皮纹5°，细纹2°，光 面1°，镜面0.5 ° ； 未注（画）斜度0.5 °；（例如：加强筋在模具上会进行抛光 处理，斜度取0.5 °）
塑料件的工艺
塑料件的配合间隙：
UG
参数化功能较弱，以非参 数化建模为主
PROE
全参数化特征建模，特征间 的关联性不可打断
Baidu Nhomakorabea
软件之间的 兼容性
兼容性较强，18版以前转 档很费时间，与CATIA之 间转档可完全兼容，包括 装配关系可直接转档生成
兼容性极差，任何其它软件 的数据读入很可能是烂面， 甚至本软件的数据输出再输 入也是烂面，补烂面是一项 超级费时费力的工作 链状状结构 每个特征建立自动与主体结 合，建立拔模及抽壳特征变 成非常困难的工作
CATIA V5的参数化实体建模 参数的去除和再产生
1. 2. 再生成失败时的选项：edit----deactivate---isolate----点、 线、面可以去除参数并可以重新产生参数； CATIA 的强大工具：右击特征---- replace ；最典型的应 的强大工具： 用：使用replace命令替换粗型面为精型面，；
优点 参数化
编辑修改容易； 可在目标不明确 的情况下，意向 性建模并探索最 佳方案；
缺点
建模过程要求严 格，建模思路必 须清晰、严谨； 容易生成失败， 解决失败的工作 量较大； 数据量较大，对 硬件要求较高； 编辑修改困难， 即使有直接建模 命令，仍然比较 困难； 方案确定才可以 建模，否则白 做；