客车前后围的设计【福田风景】【说明书+CAD+PROE】
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福田风景
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附 录A(外文文献)Body collision correction In modern automobile body for main body structure of space vehicle ,integral of the body in order to absorb energy collision, automotive usually designed as in collision, by making by pieces of broken folded and body to absorb the impact energy; The relay route crash force ,can such image depicted as will the culmination of collision point as the collision, cone-shaped centerline can harness karabiners direction for collision, The depth and scope of conical expansion, said the crash force function direction and the transmission range. through body. Integral by stamping thin body structure formation, metal material plate connected to the welding, most of the collision impact energy was bought component metal materials plate pieces, collision and shock absorption, the influence of the component is through the body passed,therefore, the member body repair people based on this idea of analysis, design of the collision of the repair process program body. Auto body injury can through comparing the gap between body structure, also can judge by comparing the front wing son plate and the clearance before judge wheels; Also can measure the installing hole behind the front bumper frame beams parts prior to the left and right sides of the size of the comparison of the car body, many cars have high installation clearance requirements. Body damage when the examination, should check component of the gap between and cooperate, because each body structure smell with hinge is installed in the car door pillar, publication in order to determine whether the damage, such as door pillar by closing and opening the doors can be simple method, to observe the position is correct. In a front-end collision accident, important is to inspect the back door and wing of the differences between son board, another option is more car controls two side clearance. In order to hold the space body possible examine all damage, can be divided into five ministries and space body inspect. First part: direct collision point directly damage caused, carefully examined the bodywork pieces of metal coating, plastic, glass of body accessories, decoration and body components such as outer panel damage; For example in the front of the collision of the case, the site should check at least include: front bumper system, grille, engine cover, the former guard board, halogen halogen lamps, glass, the doors and the wheels;If the collision point in a cars rear, should check at least include: the parts HouYi son after bumper system, after the board, luggage, lights, glass, wheels, etc.; If the collision point in a cars profile, should check parts include at least the original: the door, roof, glass, pillar, floor plate part and suspension, etc. The second part: refers to the outside except the collision point occurred in other parts of the damage; Therefore, it may involve large scope.Check indirect damage, should check clear collision force size, direction, absorb impact strength, etc; component.Observe component surface trace, any body thin metal materials purchase components can be generated by the collision extrusion, tiny flaw .For example body roof damage, should present the convex shape body component individual Angle inspect component of metal material yield conditions The third part: mainly is the inspection car parts, check the damage engine and sports system undamage each assembly. The fourth part fourth place: basically check passenger cabin, uncover the damage part accessories carpet and insulation materials, observe around the surface of the metal material components, check seats installation, seat belt anchor, instrument panel, etc. The damage marks,can also rotating direction in run straight disc wheel steering dish, saw his position in the middle, and whether without free trav.The fifth part: check whether the bodywork component, decorative thread matching aligned and coating whether state, etc. Do not think that the work is not important, is a waste of time, the body of the collision of the correction, collision damage examination is the key body calibration process. Auto repair correction body, there is one basic principle, namely in accordance with collision force opposite directions in collision regional correction and exert tension corrected. Automobile body damage when collision damage is small, according to the injury, this method is simple to have the effect very much, now all vehicle body repair workshop are already equipped with body panels.it repair machine, so simple and easy to repair operations. The causes of automobile body damage is very complicated, because body structure and component forming reasons, especially by body structure of thin-walled box component, the analysis of the impact and repair, such enormous difficulties with simply cant tensile operating mode is body returning to its original shape. For example, under the car after collision physique pieces, into a complex shape; Meanwhile, its strength also changed, if it is only exert tension in the opposite direction, it is to cannot make its restore its original shape. Because every body component intensity and correction recovery were different. For example, body wing son board in bending radius of smaller parts intensity big, the deformation smaller by collision damage in wing a relatively flat parts son board will look great, actually deformation by collision impact is small, annex damage, as long as wing results when bending radius son smaller parts plastic correction, compare flat parts will also return to the depression component original shape. Sure calibration process method is a complex problem, often need to repair personnel master various knowledge, such as body structure of the mechanical properties of materials, metal, equipment reasonable apply, etc. Here the decomposition of the first stretching force analysis and process method is introduced. Body collision correction should try to adopt body calibration equipment, the calibration equipment safety in need of place; the tensile At this moment, repair personnel needs will stretching force direction and the component in vertical position injured area; At this moment, repair personnel needs will stretching force direction and ending two or more direction pulling force.This method is the force have a point, if parts bending degree, the stiffness of excessive constitutive component is stronger, the calibration result is bad, cant even will component correction back to its original shape. In different point can be applied on exert tension strength, pulling the deformation set according to the component of component multiple directions corrected.For example from the above stretching force analysis can know, but will this one direction of force is decomposed into two direction in the reality, which can also process of correcting according to deformation degree, at any time to recover, if adjustment of tensile component in calibration process coupled with other calibration methods can be better effect. If tensile systemconstitute triangle is not normal state, it must immediately stop tensile, otherwise, zipper ends of the clamp may appear overload, cause equipment, zippers or other damage. In operation, and the position of the junction of bodywork height also is a key operation, should try to make dynamic plunger and zipper time Angle and plunger and protection, when the Angle between the equal to a higher tensile point position, power pole strength elongation, chain will also elongation. In implementing the tensile operation precautions: (1) integral body metal materials some for high strength materials, had better not tried to step will finish, but plastic correction through a series of tensile operations, including tensile - balance - again - balancing tensile self-repeating again, so can make metal materials, the operation flabbily slowly can check calibration schedule, especially in the body component damage stress, prevent type produces excessive stretch。That is to say, slowly, carefully to enrage starting hydraulic system, observe carefully body damage mobile, look to whether correction to the appropriate position and shape, if not, should check the specific reason, adjust the Angle and direction to start, reoccupy after eliminating stress, hammer with hammer striking the, the stress release in tensile, again, that is flabby, if not sure stress has been released in full, will again tapping with hammer. (2)stretching equipment and body component fixed position, and in the process of drawing, particularly easy because the parts connected by overloading damage, can add some fixed clamp method, will load the multiple parts scattered in body. (3)use fixed device to fixed body part from the center outwards stretch and straightening, but every fixtures, tightened after check appropriate fixed device, according to its location bolt tensile Angle and need change in position, to complete the damage of deformation correction. While intermittently beginning applied tensile, part inspection determine tensile force in the damage which is effective, if see no effect, be about to consider to change the direction of tensile force of fixed position and body stretching. (4)Body parts, such as by lateral bending beam position of curved areas, can be clamped body component bends surface stretch: constructing the wound on the surface of the pin can weld depression by sliding hammer or other tensile device pull out. (5)If some sag serious parts. Members of a torn metal materials for its danger need when heated, heating the edges in the component in only two layer board or component connected place heating. For example, in frame rail beam position, or in the medial low box section heating, heating only as the internal stress of metal materials to repair a auxiliary means, not as a part of the metal material that component the softening of method.Although do not recommend commonly in the component high strength metal materials plate heat with welding torch, but sometimes it can be careful to use welding torch heating reached auxiliary correction method. (6)In the predetermined position and direction on components exert tension, the damaged component restored to its original size and shape, and to complete the restoration components metal materials plate internal stress, can better correction effect. The whole process of the body correction, to prevent tensile excessive.The reason general tensile unduly have two: One is not follow for repair within the first after the tensile principle, cause, the quality repair program confusion, repair good board piece incident now in other board when the original deformation repair affect the size and shape of the components, previously has correction good parts be spun; Second, in the calibration process cannot precisely, to measure the size of the control points often can cause pull litre excessive. In order to prevent excessive, tensile in tensile device stretch correction in the process, to the site of injury calibration process measurements;Because the metal material plate will component is relatively easy, stretched through process method but will, in turn, makes it is difficult to shorten. Any damage in the automotive components, after the body, more than the original body component size and shape, it is hard to shrink plastic, many body parts repair process, the only repair methods tensile transition is replaced. 附 录B车身碰撞后的校正现代汽车车身都以承载式车身为主要车身结构，承载式车身为了吸收碰撞时的能量，汽车车身通常设计成为在遭到碰撞时，通过使车身结构件的折叠和破裂来吸收冲击能量；碰撞力的传递路线，可以这样形象的描述为将碰撞点视为碰撞的顶点，锥形的的中心线可以为碰撞方向上的作用点，锥形的深度和扩展范围，表示碰撞力的作用方向和经过车身的传递范围。承载式车身结构由冲压薄金属材料板形成后，采用焊接连接而成，碰撞时的大部分冲击能量是被购构件金属材料板件吸收的，而碰撞冲击波的影响，是通过车身构件传递的，因此，车身修复人的员依据这一思路的分析、设计车身碰撞的修复工艺方案。汽车车身的损伤情况可以通过比较车身结构件之间的间隙来判断，也可以通过比较前翼子板和轮毂前后的间隙来判断；也可测量前保险杠后面的安装孔到前车架梁部件左右两边的尺寸进行比较，许多汽车的车身的安装间隙都有较高的要求。车身损伤检查时，应检查构件间的间隙和配合闻，由于各个车身构架都是用铰链安装在的车门立柱上的，刊为了确定车门立柱是否损伤，例如可以采用关闭和开启车门的简单方法，来观察车门的位置是否正确。在前端碰撞事故中，重要的是检查后门与翼子板间隙的差异，另一个办法是比较汽车左右两侧的间隙。为了能持的检视承载式车身可能发生的全部损伤，可将承载式车身分为五个部委进行检查。第一部位：直接碰撞点造成直接损伤，仔细检查车身外钣金件涂层、车身附件的塑料件、玻璃、装饰件和车身构件外板等损伤情况；例如在汽车前部碰撞的情况下，应检查的部位至少包括：前保险杠系统、格栅、发动机罩、前护板、前大灯、玻璃、车门和车轮；如果碰撞点在汽车的后部，应检查的部位至少包括：后保险杠系统、后翼子板、行李箱、后车灯、玻璃、车轮等；如果碰撞点在汽车的侧面，应检查的部位至少包括原：车门、顶板、玻璃、立柱、地板盘部分以及悬架等。第二部位：是指除碰撞点以外发生在其他部位的损伤；因此，它可能涉及较大的范围。检查间接损伤时，应当检查清楚碰撞力的大小、方向、吸收碰撞力构件的强度等；观察构件表面的痕迹，任何车身薄金属材料购构件经碰撞挤压都会产生细小的裂纹，例如车身顶板损伤呈现凸起形状，应在车身构件个别角处检查构件金属材料的屈服情况等。第三部位：主要是检查汽车部件的损伤，检查发动机以及运动系统各个总成有无损伤。第四部位 第四部位：主要检查乘客舱内部分附件的损伤，揭开地毯和周围隔热材料，观察金属材料构件的表面，检查座椅的安装、安全带锚栓、仪表板等的损伤痕迹；也可以转动方向盘式车轮处于直线行驶位置，见他转向盘是否在中间位置，又无自由行程等。第五部位：检查车身外形构件是否匹配，装饰线是否对齐以及涂层状态等。千万不要以为这些工作不重要，是在浪费时间，车身碰撞的校正，碰撞损伤的检查是车身校正工艺的关键。汽车修复校正车身时，有一个基本的原则，即按照与碰撞力相反的方向进行校正，在碰撞区域施加拉力进行校正。汽车车身损伤的当碰撞损伤很小，按损伤比较简单时，这种方法很有效果，现在各种汽车车身修复车间都已经配备了车身钣金修复机，这样修复操作简单易行。汽车车身损伤产生的原因很复杂，由于车身结构和构件成形的原因，特别是车身构件采用薄壁厢型结构，给碰撞力的分析和修复带来很大困难，这样简单的用拉伸操作方式就不能够是车身恢复原形。例如，车身板件在遭受碰撞后，变成了复杂的形状；同时，其强度也改变了，如果是只在相反方向施加拉力，是无法使其恢复原来的形状的。因为每一个车身构件的强度和校正恢复都不完全一样；例如，车身翼子板在弯曲半径较小的部位强度很大，受到碰撞损伤的变形较小在翼子板较平的部位变形看上去会很大，其实受到碰撞冲击很小，附件损伤校正时，只要将翼子板弯曲半径较小的部位整形校正，比较平整的部位凹陷也会恢复到的构件原来的形状。确定校正工艺方法是一个综合复杂的问题，常需要修复人员掌握多方面的知识，例如车身结构，金属材料的力学性能，设备的合理运用等。这里先将拉伸力的分解工艺方法进行分析和介绍。车身碰撞校正应尽量采用车身校正设备，把校正设备安全放在需要拉伸的位置；这时，修复人员需要将拉伸力的方向与构件受伤部位相垂直的位置；这时，修复人员需要将拉伸力的方向跟结尾两个或多个方向的拉力；这个方法只是把力交到一个点上，如果部件弯曲程度过大，构构件的刚度较强，校正效果不好，甚至不能将构件校正恢复到原来的形状；可以在不同的点上施加拉力施加拉力施加拉力，根据构件的变形设置多个方向对构件进行校正；例如从以上拉伸力的分析可以知道，可将这个一个方向的力分解成两个方向的分力，在校正的过程中还可以根据变形恢复程度，随时进行拉伸分力的调整，如果在校正过程中再配合其他校正方法就可以得到更好的效果。如果拉伸系统构成的三角形处在不正常的状态，就必须马上停止拉伸，否则，拉链端部的固定夹可能出现超载，造成设备、拉链或其他损伤。在进行操作时，与车身的连接点的位置高度也是一个操作要点，应当尽量使动力顶杆和拉链时间的夹角与顶杆和固定点之间的夹角相等，当拉伸点一项较高位置时，动力杆加力伸长，链条也会伸长。在实施拉伸操作时的注意事项：(1)整体式车身的金属材料有的为高强度材料，最好不要试图一步就完成整形校正，而是要通过一系列的拉伸操作，包括拉伸保持平衡再次拉伸再保持平衡循环往复，这样可以使金属材料慢慢地松弛，操作时可以注意检查校正进度，特别是车身构件损坏处的受力情况，防止式产生过度拉伸；也就是说，慢慢地、小心地气起动液压系统，仔细观察车身损坏部位的移动，看是否校正到合适的位置和形状，如果不是，应该检查具体原因，调整角度和方向后重新开动，再用锤击消除应力，用铁锤敲打，使应力释放，在拉伸，再次使之松弛，如果不能确定应力已经完全释放，就要再次用铁锤轻轻敲击。(2)拉伸设备与车身构件的固定位置，在拉伸的过程中，特别容易因为相连接的部位超载而损坏，可采用多加一些固定夹钳的方法，将负载分散于车身的多个部位。(3)用固定装置固定车身时要从中心部分向外进行拉伸和矫直，但每一个固定装置检查合适后，拧紧固定装置螺栓将其定位，按照需要变动拉伸的角度和位置，来完成损伤处的变形校正。开始时一边间歇地施加拉伸力，一边检查进一步确定所拉伸力在损坏部位是否有效，如果看不到任何效果，就要考虑改变拉伸力的方向和车身拉伸的固定部位。(4)车身构件弯曲靠位置，例如侧梁的弯曲部位，可以夹住车身构件的弯曲内侧表面进行拉伸：构建表面上的凹陷伤痕可以焊接上销钉并用滑动锤或者其他拉伸装置拉出。(5)如果一些凹陷严重的部位。构件金属材料有被撕裂的危险，就需要对其加热，加热时只能在构件的棱角处或者构件的两层板连接的地方加热。例如，在车架轨梁内侧低点位置，或者在箱形截面部分加热，加热只能作为修复金属材料内部应力的一种辅助手段，而不能作为使构件某一部分金属材料软化的方法，虽然一般不推荐在构件高强度金属材料板上用焊炬加热，但有时可以小心地用焊炬加热达到辅助矫正的方法。(6)在预先确定的构件的位置和方向上施加拉力，将损坏的构件恢复到原来的尺寸和形状，并且要完成修复构件金属材料板的内部应力，才能取得较好的校正效果。在车身校正的整个过程中，要防止拉伸过度；产生过度拉伸的原因一般有两个：一是为修复中没有遵循“先内后外”的拉伸原则，导致质修理程序的混乱，修理好的板件在其他板件发生现变形修复时影响了原先构件的尺寸和形状，是原先已经校正好的部件被拉长；二是在校正过程中不能精确地、经常地测量控制点的尺寸，有可能造成拉升过度。为了防止拉伸过度，在用拉伸装置进行拉伸校正的过程中，都要对损伤的部位的校正进程进行测量；因为将构件的金属材料板拉长是比较容易的，但是要反过来通过工艺方法使其缩短则是很难的。任何损坏的汽车车身构件，在那身之后，超过了原车身构件尺寸和形状，就很难再收缩整形了，很多车身构件的修复过程中，拉伸过渡唯一的修理方法就是更换。目录1.1 车身研究的意义51.2 本次设计的任务62.1框架设计72.2外形设计72.3前围曲面成形方法的确定122.4前围蒙皮的外形计算122.5前风窗框架边界尺寸的确定142.6设计计算193.1后围外形轮廓曲线的拟合253.2 曲面的形成及表面上点的计算263.3 后风窗止口设计27摘 要伴随着社会科技的不断前进，现代汽车车身造型设计也在迅速变革与发展。人机工程学、空气动力学和现代化制造方法的发展促使汽车车身造型的不断更新和完善，传统与创新艺术风格的有机结合也影响着车身总布置的美学实践。然而，每一款新车型的问世都离不开车身造型和它的设计工具，汽车车身布置设计是汽车概念设计阶段的一项相当重要的方案设计工作。本次设计首先从车身造型设计的研究的意义、研究的任务，研究的方法及未来车身开发的前景进行阐述。并对传统的车身造型设计和现代车身进行了比较说明。本次设计主要内容是根据人机工程学的理论和在汽车上实际应用的分析，进行车身前后围进行了设计。三维设计软件对于提高车身总布置的质量效率缩短产品开发周期具有非常大的现实意义。关键词：前后围；人机工程学；车身AbstractFollows the social science and technology unceasing advance, the modern automobile body is always arranging also in the rapid transformation and the development.The man-machine engineering, the aerodynamics and the modernized manufacture method development urges the unceasing renewal and the consummation which the automobile body always arranges, traditional and the innovation artistic style organic synthesis is also affecting esthetics practice which the automobile body always arranges.However, each section new vehicle being published cannot leave the automobile body always to arrange and its design tool, the automobile body total arrangement is an automobile conceptual design stage quite important project design work.This design first from the automobile body modelling design research significance, the research duty, the prospect which the research method and the future automobile body develop carries on the elaboration.And always arranged the design and the modern automobile body to the traditional automobile body has carried on the comparison explanation.This design primary coverage is according to the man-machine engineering theory and on the automobile the practical application analysis, carries on always arranges the design.This article introduced the automobile always arranges the design tool manikin, the eye ellipse.Proposed the overall evaluation pilot comfortableness, the field of vision, leg department factor and so on operation space, steering wheel, roof panel H region law. CAXA regarding enhances the quality efficiency reduction product development cycle which the automobile body always arranges to have the extremely big practical significanceKey words：Before and after the circumference；Ergonomics； Auto-body第1章 绪 论1.1 车身研究的意义车身总布置属于汽车设计工作的一部分，它是在整车总布置的基础上进行的。整车总布置提供了汽车的长、宽、高、轴距等控制尺寸，轴荷分布范围以及散热器、动力总成、前后桥、传动轴与车轮等轮廓尺寸和位置。据此在参考同类车型有关数据作为借鉴，即可初步确定前悬和后悬的长度、前后风窗位置和角度、发动机罩高度、地板平面高度、前围板位置、座椅布置、内部空间控制尺寸、方向盘位置角度与操纵机构和踏板的相互位置等等。然后在此基础上，按满载情况绘制1：10的车身布置图。本次设计的参考车型是福田风景，目前，一些制造轻型客车企业，如华晨金杯等都是引进国外技术这一局面，这样限制了我国轻型客车车身设计走自己的特色和发展，若要改变我国汽车的现状，首先要提高汽车车身设计水平。汽车的更新换代关键在于车身。汽车车身的经济效益远远高于底盘和发动机两大总成。国内外汽车生产实践证明：整车生产能力的发展取决于车身的生产能力；汽车的更新换代在很大程度上也取决于车身；在基本车型达到饱和的情况下，只有依赖车身改型才能打开销路。所以车身设计在整车设计中占有重要地位。在本次毕业设计中选择福田风景车身总布置设计这个课题。1.2 本次设计的任务汽车的总布置设计其任务是使所设计的产品达到设计任务书所规定的整车参数和性能指标的要求，并将这些整车参数和性能指标分解为有关总成的参数和功能。其中包括驾驶操作空间尺寸的布置，车内乘客空间尺寸的布置，座椅尺寸参数与特性参数的选择，车身的外观造型，车身内饰材料的选择，汽车的驾驶视野，汽车的驾驶性能与乘坐性能等，这些与人的感觉与视觉有直接联系的方方面面，都会对汽车产品的设计质量、品位和市场竞争力产生巨大的影响。第二章 前围设计前围蒙皮是覆盖在大客车前围外表面的零件。汽车的前部造型能代表整车形状的特征，同时前部分布着各种零部件、灯具及商标，曲面的形状变化也很复杂，因此它是一个较难设计的面，需要认真妥善地处理车身表面形状、前风窗玻璃形状尺寸，车前部各种附配件、灯具、牌照等之间的协调关系。2.1框架设计由于客车前围元件多，曲面变化复杂，所以在设计前围蒙皮时，可以把设计工作分为蒙皮外形结构设计、骨架连接形式、前风窗玻璃连接形式、风窗止口结构和局部处理等项目。设计时应注意：（1）在满足功能要求的基础上，尽可能符合造型要求。（2）提高制作及装配的工艺性。（3）使车身具有良好的空气动力性能，蒙皮具有足够的刚度。2.2外形设计前围蒙皮的外形应完全符合造型要求。设计时可根据造型效果图或整车缩小比例模型，实测一些相关的点和线，如前围的主要轮廓线和一系列的截面线，然后进行各种构件的结构设计，即画出构成前风窗框架的上下横梁，左右立柱的全部投影图，确定风窗玻璃止口的边界形状尺寸，前围蒙皮与顶盖、侧围蒙皮的边界线以及前围蒙皮的主要结构断面。一、曲线的测取与拟合前围蒙皮是一空间曲面。对这个空间曲面如从不同剖面上进行凯切，可以得到不同的剖切轨迹线（截面线），然后在技术条件允许的范围内，用几种轨迹线进行组合就可得到几种不同的状形。在客车造型设计时，前围横向曲线一般由一段圆弧或三段圆弧相切构成，纵向曲线一般由两段圆弧相切或椭圆与圆弧相切构成。前围蒙皮中一些空间曲梁的断面形状并不都是人为预先设定的，其形状决定于相毗邻的车身表面形状，如前风窗边框、左右立柱等。车身的表面因素就成了空间曲梁作图的已知条件。（一）曲线的测取设计时应先从车身总布置图上取得一些前围主要轮廓线、截面线和理想交线，如图2l前围外形图所示：A曲线中心侧视曲线；B曲线前围横向曲线；C曲线前围横向曲线与侧围曲线的理想交点轨迹曲线；D曲线前围纵向曲线与顶盖纵向曲线理想交点轨迹曲线；E曲线前围侧弧曲线；F曲线侧围侧弧曲线； 主图板上的上述曲线只是表达的车身外形轮廓，设计时需将这些曲线拟合成规律曲线。 （二）曲线的拟合1A曲线的拟合 图2l前围外形图 图22A曲线的拟合A曲线一般为两段圆弧相切或椭圆与圆弧相切。如图22所示，拟合A曲线时，可根据实测点的情况，采用上述两种曲线分别进行拟合，最终确定所拟合曲线是两圆相切还是椭圆与圆相切。 如果按椭圆方式拟合，可以移动坐标原点。得到简化后的椭圆方程： 将（x1、z1），（x2、z2）代入上述方程得：不断地输入（x、y、z）点坐标，可得一系列椭圆曲线，取最终与原图曲线不贴合间隙2mm的曲线为拟合曲线。如按两圆相切方式拟合，可先在原图上确定一切点，切点上下各为两个圆方程。移动坐标系，可将圆方程简化为x2（zR）2R2在曲线上任取一些点输入上述曲线方程取最终与原图曲线不贴合间隙2mm的曲线为拟合曲线。2B曲线的拟合B曲线一般为一段圆弧或三段圆弧相切。B曲线的圆弧半径、相切坐标可由造型预先给定。在不同的z平面上，B曲线形状可能不同，这跟前围曲面成形方法有关。常规成形法是通过曲线平移或曲线绕某个轴线旋转而成。3C曲线的拟合C曲线表示的是前围横向曲线与侧围曲线的理想交点轨迹曲线，如图23所示。 图23前围横向断面曲线图 如果客车侧围前端不倾斜，即ao时，C点轨迹线将与侧弧曲线F曲线重合，但有时为满足造型的需要，客车前顶部向前倾斜，截面为圆弧，顶盖横向曲线与侧围曲线交点轨迹线会随x坐标前移，y坐标逐渐向两边延伸。从车前部看，前围横向断面曲线前部呈八字形，正面视觉效果不理想，但是如果侧围前部略收一点，即ao，前部曲线成形时就可避免上述缺陷。如果ao，C曲线和F曲线就不会重合。但为简化设计（在造型设计时），会预先给定C曲线与F曲线的成形规律或C曲线与F曲线方程。比如：1）统一给定a值。2）C曲线在F曲线基础上平移一定值。则可在F曲线方程的基础上推导出C曲线方程。4D曲线的拟合D曲线是前围纵向曲线与顶盖纵向曲线理想交点的轨迹曲线。前围纵向曲线与顶盖纵向曲线的交点D的坐标值高低将会直接影响客车的前脸造型。若D点太低，客车前围额头太厚，则显得呆板；若D点太高，客车前围额头太薄，不但前围骨架刚度难以保证，而且前围上部还会出现尖角，5F曲线的拟合F曲线是侧围侧弧曲线。F曲线一般可简化为两段圆弧相切，切点是车身最宽点。2.3前围曲面成形方法的确定常规曲面哎形法有两种：1）曲线平移法。2）曲线绕某个轴线旋转成形法。在已知A曲线方程、B曲线方程、C曲线方程的条件下，可分别用平移法、旋转法计算。即给定一z坐标值，通过B曲线、A曲线方程计算出z坐标下C曲线的x值，并将此x值与z值输入C曲线方程得出x值比较，平移法和旋转法两种方法算出的x值，看哪个更贴近C曲线，由此来确定曲面的成形方法。2.4前围蒙皮的外形计算已知A、B、C三个曲线方程，在za剖面上，B曲线如图24所示。za时，将zca代入C曲线方程。求得xc、yc值。又已知大圆R与小圆r相切，Ol、O2分别是大圆R与小圆r的圆心，设切点B的坐标（xB，yB），B点与O1、O2点在一直线上。为简化计算，设计时可预先设定yBL。根据图24中的三角函数关系求解，可得O2点的坐标：将O2点XO2、yO2值代入小圆方程：（xxO2）2（yyO2）2r2求得xB值。图24前围za曲线小圆与前围横向曲线和侧围曲线都相切，计算时可根据半径r/值算出小圆与前围横向曲线和侧围曲线相切的两切点坐标。图示M点和E点，在切点之外，均分别在横向曲线和侧围曲线上。对应z坐标上不同的z值，可有一系列的E值，这条曲线可定为前围蒙皮的风窗框架边界线。为简化计算，E曲线可设计成与C曲线平行。即yEyC为一定值。再将yE值代入小圆r方程： 可得到yE值。M点在侧围曲线上，在不同的z坐标上有不同的M值，这条曲线可定为前围骨架总成的侧围立柱前外端曲线。如前围骨架侧立柱采用方钢管制作，则M点应在侧围曲线与小圆r/的切点外，即不在小圆弧上。为简化计算，在K向视图上，M曲线可设计成与C曲线平行，即xMxC为一定值。将xMxC，的值代入C曲线方程。在z为变值下，可得一系列的xM值。再将xM值代入M曲线方程，可得yM值。如果前围骨架在y方向未收缩，即E曲线前围侧弧曲线与F曲线（侧围侧弧曲线）重合，则前围立柱外侧前后两点曲线的侧弧曲线重合。如果前围骨架在y方向收缩一定值，那么E曲线（前围侧弧曲线）与F曲线（侧围侧弧曲线）就不重合。在计算E曲线时，可根据造型设计要求，为简化计算而预先给定一个成形规律来计算E曲线数值，再得到前围骨架的前围立柱外前、后两点的曲线数值。2.5前风窗框架边界尺寸的确定客车风窗的几何形状，对于汽车的造型、使用要求、视野、空气动力学、工艺性都有很大影响，它在客车设计中占有重要的位置。常规的客车设计程序是：通过样板，在l：1主模型上实际测绘风窗图样，在图样上利用画法几何的原理，使各视图协调一致，并成为圆滑面，这样必须予以多次反复修正，才能获得较满意的轮廓曲线。这种设计方法是：图样模型图样，多次循环。虽然这种方法优点很多，但也有不足之处，主要表现在以下几方面：（1）由于模型和图样是互相多次“凑”出来的，所以对风窗周边的曲线，要给一个数学方程是很难的。（2）从数字解析上讲，对于风窗形状“圆滑”到什么程度，是一次微分连续（曲率半径可能不连续），还是二次微分也连续（曲率半径也连续），曲率半径遵循什么规律变化?这对于一个模型来说，如果没有方程式，是很难判断的。（3）从工艺上看，如果上下边缘为平面曲线，则工艺方法可以大为简化，但如果从模型出发，“凑”到图纸上，这样多次反复，很可能使之成为空间曲线（当然，有意要空间曲线的例外），这样在绘图、加工、检验等过程中都比较复杂。（4）对于大多数中小厂家来说，不具备制作主模型的条件，而且在生产批量不大的情况下，作主模型也是不经济的。因此，我们可采用另一种方法，即把上述传统步骤反过来，根据原始的设计条件及工艺条件，确定风窗框架的大概轮廓，然后给出它的数学模型，通过计算制图，可以精确地得出一个几何形状严格、便于绘制图样的风窗。这个数学模型，可以使风窗圆滑到任意程度。这样对于设计风窗上下框、侧框、风窗玻璃及它们的样板、焊接夹具、毛坯展开，计算冲压力及合力中心等有很大帮助。最常见的风窗形状有：柱面、锥面和柱状面。从工艺考虑，风窗上框应采用平面曲线，但实际该曲线并不在水平面内。它所在的平面前端已上仰一个角度，所以，从直观上看，仍有中凸抬起的效果。除了确定风窗周边形状外，还应确定风窗的表面形状，即柱面、柱状面、锥面或其他形状。风窗表面形状的确定应满足车身前围造型的要求。在设计前围蒙皮时，应根据造型要求确定前围曲面的成形方法。为简化计算，常用的成形方法是：B曲线（前围横向曲线）沿A曲线（中心侧视曲线）旋转成形，A曲线（中心侧视曲线）沿B曲线（前围横向曲线）平移（图25）。 图25B曲线旋转示意图根据前面已拟合好的C曲线（前围横向曲线与侧围曲线的理想交点的轨迹曲线）的方程，取一系列的z值，如：z400、300、200、0、100、2002000等，将数值代入C曲线方程，得到与之对应的xC、yC值，然后算出D点坐标。为简化计算，可将yD值定为yDyC常数a。常数a根据前围横向曲线与侧弧曲线过渡圆弧r/半径大小确定。D点在r/与前围横向曲线切点之外，即D点在前围横向曲线上，常数a越小，前风窗的盲区也越小。从美观、车身强度考虑，常数a一般可在4070mm之间。对应于z坐标上不同的z值，可有一系列的D值。D曲线构成了前风窗框架左、右侧框的边界条件。风窗下框边界线在主视图上的z坐标应相等。即主视图上为一水平直线，俯视图上是一曲线，形状类似于B曲线（前围横向曲线）。如果前围曲面成形采用平移法，风窗下框曲线与B曲线（前围横向曲线）相同；如果前围曲面成形采用的是旋转法，则应算出相同z值下坐标相对应的x值（图26）。因采用的是B曲线（特定曲线）沿某一轴线旋转，所以在计算时应先算出每一个坐标的旋转半径。 （一）旋转成形法根据三角形等比定律，推导出：即 （21）其中：弦高x可根据B曲线方程求得。图26旋转法三角函数图将x代入式（21）中，可求得z值。（zz定）是相应的Y值时的zA值。将zA值代入旋转方程：（xx轴）2（zz轴）2R2（22）可得xA值 （23）由式（23）求得的点（x、y、z）构成前风窗下边界线。从工艺上考虑，风窗上框曲线应采用平面曲线，但该曲线实际并不在水平面内，它所在的平面前端已上仰一个角度，或者主视图投影为一平面曲线。假设将风窗上框曲线的主视图投影为一段圆弧，如图27所示。那么，计算上窗框边界尺寸时，先将y0的z坐标输入A曲线（前围侧中心视曲线）方程，求得此时的x坐标值再算y土100、y土200、时的对应z值，将得出的z值代入式（21）、式（22）、式（23）中求得相应的x值。图27风窗上框曲线主视图如果A曲线为一圆曲线，则可将A曲线的只半径减小x值，且圆心坐标不变，通过计算可以得到此y值下的侧视曲线方程。（二）平移成形法已知条件：1）C曲线方程（前围横向曲线与侧围曲线的理想交点轨迹）。2）A曲线方程（中心侧视曲线）。3）B曲线方程（前围横向曲线）。在B曲线方程中，不断输入y值，如y士100，y士200，求得y值下的B曲线的圆弧弦高x。将A曲线沿B曲线平移，即将A曲线圆心的x坐标向后移动x值，可得到y值下的侧视曲线方程。计算风窗上框点坐标时，可以先求出风窗上框点的y坐标和z坐标，再将z坐标代入相应y坐标下的侧视曲线方程，求得相应的x坐标值。（x，y，z）就是风窗上框上的点坐标。2.6设计计算（一）旋转成形法计算举例已知条件：A曲线方程（前围中心侧视曲线）：（x4925.1）2（z191.7）270002z570mm（x1178）2（z383.5）2二32482 z570mmB曲线方程（前围横向曲线方程）：R9660mm，R/860mm，r80mmC曲线方程（前围横向曲线与侧围曲线的理想交点轨迹）：F曲线方程：（y8760）2（z350）2100002480mmz350mm1圆弧切点计算如图24，M、E均定在r80mm的圆与R860mm的侧弧相切的切点之外，要确定M、E点的坐标，首先应大致算出上述两切点坐标。由于已知r80mm，故可通过作图法或解析几何法计算求得两切点的坐标。在设计中并不需要得出两切点的准确值，而只需知道这两切点在z值变化下的变化趋势，因此可采用作图法，测量得到所需值。作图时要先算出C点到轴线距离，R/860mm圆心到轴线的距离，C点坐标，侧向收缩的角度。取上下两点的z坐标，即z680mm、z2200mm，分别求出这两个坐标下的R860mm圆心到轴线的距离，C点坐标，侧向收缩的角度。前围横向曲线外形图如图28所示。图28前围横向曲线外形图（1）将z680mm代入曲线方程，求得yC120827mm，将xC、yC代入B曲线方程，可得到C点到轴线距离Rc68691mm。将zC代入方程（x4925.1）2（z191.7）26869.12得xC1926.62mm又已知R9680mm与R860mm两圆切点y坐标值为900mm，故可求得：R/860mm的圆心到轴线距离为6101.8mm，R/860mm，圆心的y坐标为820.04mm。根据xC点、R/860mm圆心点坐标，C点、R/860mm圆心到轴线的距离，可算出R860mm的圆心、C点坐标的相对坐标，通过R/860mm圆心作圆，圆半径为860mm。R/860mm的圆与侧弧直线交于C点，作圆r80mm与R/860mm圆与侧弧相切，切点为M、N点，C点与M、N点距离CM和CN均应小于40mm。（2）将z2200mm代入C曲线方程，求得：yC1141.07mm，将yC代入B曲线方程求得C点到轴线的距离R/7081.85mm，将zC代入方程（x4925.1）2（z191.7）26899.632，求得xC1675.78mm，R860mm圆心到轴线距离61018mm。通过作图法可知CM、CE40mm时，可确定yEyC40xMxC40E、C点是前风窗侧边界点，M点是前围骨架立柱前外端点。2前风窗左右侧边界线计算如果z680mm，如图29所示，将z坐标代入C点方程得yC1208.27mm yEyC40 yE1168.27mm已知y900mm时，如图29、图210所示：将y11168.27mm代入上式求得x111.86mmz7.93mm中心点A，zAzz687.93mm将zA代入A曲线方程：求得（x4925.1）2十（z191.7）270002 求得E点坐标ZE680mm，xE1945.72mm，yE1168.27mm，输入一系列z值，可得相应的xE、yE值，这些点构成了前风窗左右侧边界线。 图2-9前围横向曲线外形图图210三角函数关系图图211三角函数关系图3M、N点计算如图211所示，设C点（xC，yC，zC）、M点（xM，yM，zM）、N点（xN，yN，zN）。根据图211中三角函数关系，可推导出取z680mm，将其代入C曲线方程，求得xC1926.62mm；yC1208.27mm。 第三章 后围设计后围覆盖件是由各种复杂形状的曲面组成的，是一种多维变曲率的复杂空间曲面。仅以绘制车身表面或车身零件的轮廓线和尺寸并不能代表其实际形状和真实尺寸。为了清楚表示这样的覆盖件，必须确定表面上一系列纵向和横向截面线及其投影线。这样该曲面就可以根据这些曲线通过旋转或平移规律构成，也就是曲面可看作是由一些曲线在空间运动构成的。所以研究后围覆盖曲面形状必须搞清各个截面曲线形状。3.1后围外形轮廓曲线的拟合3.1 如图3l所示，是一后围纵向轮廓曲线的外形，过曲线上一点建立xOz坐标系。假设此曲线是一半径为R的一段圆弧，则此曲线圆的方程为： 意测量曲线上一点的坐标为(Xo，Zo)，将此值代入式得所以此曲线圆的方程为： 将代入式得 将一系列点用描图纸按原造型图比例制图，曲线l为原造型曲线，曲线2为新拟合曲线，根据圆与椭圆的特征，就可以初步判定该造型曲线。不可能是圆弧，而可能是一椭圆曲线，则曲线l必须以椭圆曲线方程来拟合。根据第一章讲述椭圆曲线方程拟合方法，设定椭圆方程为 从曲线上任意测量两点代入式，可计算出椭圆的长半轴和短半轴分别为3.2 曲面的形成及表面上点的计算 一、曲面的形成3.2 图3.2所示为车身美工设计师用刮板(工具)、样板(检测)和油泥(材料)塑造的车身曲面。刮板系从A1Bl截面位置开始沿箭头(或相反)的方向移动到A4B：截面位置。由图可见，该表面是由逐渐变形的母线曲线A1A4和B184所给定的规律旋转或平移构成的，也就是说，曲面可看作是一些曲线在空间运动形成的。从图中也可以看出，从A1B：到A484之间母线的平面(即割平面)组成一扇形群，母线平面在任意位置都应与形成方向相垂直。 图中后围表面可理解为圆弧CDEFG沿圆弧MM左右平行移动或绕MM圆弧圆心O：旋转所形成的曲面，也可理解为圆弧MM沿CDEFG上、下平行移动所形成的曲图7-9 曲面的形成面。当然用这两种方法形成曲面在计算表面各点坐标值是不一样的。3.3 后风窗止口设计 后风窗止口设计包括止口曲线、止口形式及止口上各点计算。 一、后窗框架止口曲线的设计 客车后围设计中，对于后窗框
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