CATIAV5StartModel车身建模规范

1、CATIA V5 Start Model车身建模规范CATIA V5 Start Model的使用方法F面着重介绍 CATIA-V5 Start Model的结构形式和其在车身设计中的具体应用方法。首先，CATIA-V5 Start Model模板根据车身零件 3D数据的结构特征，将历史树分成如下组成部分:1、零件名称(PART NUMBER2、车身坐标系(Axis Systems )3、零件实体数据(PartBody)4、外部数据(external geometry )5、最终结果(final part )6、零件设计过程(part definition)7、关键截面(section) 整体

2、结构树形式如图 1所示PART-NUMBER#final partart definition#sections图1其次，详细介绍各个组成部分在CATIA-V5 Start Model的具体应用方法。1、零件名称(PART NUMBER零件名称定义的规范性和准确性对一个汽车主机厂来说在整个汽车产品生命周期内对产品的采购、生产、销售都具有重要意义。所以首先要确定零件的准确件号和尽量简单且详尽的名称。具体的命名方 法见下图2所示:2、车身坐标系(Axis Systems )该坐标原点为车身坐标原点即是世界坐标原点，定义该坐标系以后后期设计过程中的几何元素的空间坐标都以该坐标系为基准。3、零件实体数

3、据(#Part Body)Part Body内是用来存放零件实体数据，一般是设计的最终结果实体数据。如果需要更改Part Body的名称，可以在Part Body右键属性内更改，如果要反映该零件设计的不同阶段或不同状态的实体数据， 或者是周边相关零件的实体数据(周遍相关零件的Pare nt信息来自#external geometry )，可以在零件内插入多个Part Body来分别定义。tPART-KUMBERxy plane yz plane zx plane牛 I-： Axis Sys terns2-捞 Body-詰 Body. 4-Body. 54恵 external geometry

4、tifinal part 型甘part definition 壁 sections图3如图3所示插入了多个 Part Body来分别存放定义不同状态实体数据。Part Body的名称可根据需要做对应更改。4、外部引用数据(#external geometry )PART-NUMBERxy planeyz planePlaneAsis Systeinistginal geometry-'Hdeiign surfacesLimport念d geometry-,'Sfinal partSpart definition %'itsectionE图4女口图 4 所示，#exter

5、nal geometry openbody内包括两个 openbody 分别为 #design surfaces禾口#imported geometry，在做零件设计时需引用外部几何元素作为边界条件，而这些外部元素根据其性质不同可以分为如下两中类型。4、1 #desig n surfacesAxi s Sys tems IiSt Pay tBmdv 匚羞 1丄该openbody用来存放做零件设计所需要的造型A级曲面数据。t e m.al g eom e t ryFf des i gn s ur f ac esr-ASURF 060215务曜 A SURF- rr doerA SURF- gla

6、ssprework on Asurfs:九top flange咚I upper f ram.e理_ r已准工r edge磴r top comerbot tom edge7 唱 fron t edgej电"rear shoulder险 wai s 11 ineglassf 1 hj)ge tri num Ing"_購flanges1 电'W imp or ted georne t ry如上图5所示，如果需要引用的 A级曲面较大，可根据设计步骤需要分解为很多局部区域来进行管理，这样方便后期设计过程中参考元素的准确借用，可以节省时间并提高准确性而且也方便后期的数据修改。图

7、中将所引用的A级曲面分为两个大的区域分别为#ASURF-060215和#pre-work on A-surfs，其中每个openbody内再分解为多个几何特征。#ASURF- 060215 中包括 #ASURF- rr door 和 #ASURF- glass 两个 openbody#pre-work on A-surfs 中包括 #top flange#upper frame 等 11 个 openbody。#design surfaces内的造型A级曲面是相对固定不变的，在零件工程化阶段要以造型A级面为基准进行结构设计。故 A级曲面的Parents/Children关系多数是一父多子的关联

8、关系。每个A级曲面与后面设计步骤中的多个同时保持关联关系，在这种情况下，我们提倡这些步骤中的上一级关系直接为A级,尽量避免关联A级面子元素的中间借用情况出现。与后面#part definition中父子相承的关联关系有所不同，在后期设计更改的时候应注意。4、2 #imported geometry该openbody用来存放与所设计零件有边界约束关系的几何元素-九丿一：Axis Systems肛举 external geoine tryI Mesi gn surfaces4卑存imported geometry surfaces from concept studies 5401111-body

9、side outer- 060213I latch mounting-皿aster info- 060424 牛取 door outer 二鏗皿anual w_li fter mechI window liftur mountingw%pwr switch brkt monoti呂 provisional女口图 6 所示 #imported geometry 内定义了 #surfaces from concept studies 等 7 个边界条件，每个openbody内存放了用来做边界约束的点、线、面等几何元素。这些几何元素用非参数化的形式存放。尽量做到让这些参考几何元素之间无Pare nt

10、s/Childre n关系。便于后期这些参考元素的更新替换。5、最终结果(#final part )MLP信息、搭接该openboy用来存放零件的最终设计曲面数据、材料的矢量方向、材料厚度、零件面零件上的螺母、螺栓以及对部件的设计修改信息。如图7所示。'理Pflnalnboit% bol t for林术半案一理 tifinal georoetyy 一裁如last changes mStool ing infoJ窪枫P雾 MLP - a Chole example) 雾MLP - SI (surface example) #tnatchir；g areasSttnutnut for 邸衬

11、图75、1 #final geometry该openbody用来存放零件的最终设计结果，仅仅用一个面片来表示，这个结果可以命令将零件设计过程 (#part definition)数据的最后一步结果保存在#finalgeometry ope nbody 内。另外，当数据冻结后，要用copy as resultdefi ni tio n )数据的最后一步结果保存在 #final geometry ope nbody命令将零件设计过程(#part命令的优点是可以使最终结果始终与设计修改保持参数化的关联关系,终结果。当数据冻结后，需要保存非参数化的最终设计结果。如图设计过程更改后系统自动更新最8所示采

12、用命令。'ttfinal part ttfinal geometryL V Inverse. 1Slast changes5、2#last changes表示数据冻结后的设计更改结果存放在此openbody内，其表示方法与#final geometry类似，用命令将零件设计过程(#part definition )数据的最后一步结果保存在# lastchanges openbody内。此时，#last changes内保存的零件设计过程(#part definition)数据的最后步结果与#final geometry内的结果相比已经发生了设计更改。5、3 #tooling info该

13、openbody内用来存放表示材料料厚和材料矢量方向信息的料厚线，料厚线用0.7mm的点戈U线表示，料厚线的长度为实际料厚尺寸的100倍，料厚线的方向由材料的适量方向决定。5、4 #MLP该openbody内用来存放零件工程化设计后期的许多MLP相关信息。主要有主次定位孔和夹持面信息。每个主次定位孔及夹持面信息在CATIA V5参数化建模过程中主要由如下元素构成：一个点、一条线、一个平面、一个草绘(夹持面有两个草绘)。如图9所示。数化元素主定位孔 a参学fflLP密 MLPpPoir.t aV- - J上醫PM. 327)-fSi Sketch. 311主定位孔a總MLP-bPoint. 11

14、3夹持面S1参 数化元素夹持面S1Sketch. 313Sketch. 314A- Pnint 1 Idl "IPoint. 1141Line.主次定位孔及夹持面的参数化元素构建方式如下:1)定位点，采用以车身坐标原点为参考点的X Y、Z三坐标表示，并且定位点要位于零件上，在X、Y、Z三个坐标值中视零件在车身坐标中的位置，为方便工艺功能的实现，要保证最少圆整一个坐标值。如F图10所示。MLP-aPoint a询 01593. 758mm 奇 Y=-748. 3mm -育 Z=211nun/Line. 5 霾Plane. 327Coordinates3mm囹Point1593. TSS

15、imFoint typLiCIEE囹8#图102 ）第一条定位轴线，过定位点做垂直于零件曲面的线段，长度为20mm如图11Point'|TaiPointOKCancelPr evi ew蘇窗创rmq Dii-ft：亡linriO Infinite O Infinite End FoinlLine type . Normal lo surfaceLength Typed Leng.tlL O Inf i.na te少X113Line DefinitionEk Sketch. 313“ Plane327jSketch. 311Point aLine. 5老 Sjt取左=_迦皿”SMLP,

16、理 MLFp#图113 ）定位平面，过定位点做垂直于第一条轴线的Plane面，另外两定位轴线方向尽量保持与4）另外两个定位轴线，在定位平面上做=-'- Sketcher Positio ning车身坐标轴平行。5）夹持面，在定位平面上做 =-1 Sketcher Positioning ，具体做法见MLF基础知识，如图12所示。以上五个元素构建完成后，在第二次构建定位孔或夹持面时，可复制，粘贴已经构建好的五个元素，此时只须更改相应的定位点即可。10#图125、5 #matching areas零件上搭接区域的标注信息存放于此。用0.5mm宽的紫色双点划线表示搭接区域，该线条在零件14所

17、示）。表面上以实际搭接边界为准向内偏移1mm 一个封闭区域用一条打断关联的曲线表示（如图与不同零件的搭接区域在结构树上命名方式如图13所示。Hatching areas牛峯match with- Q Curvel匚 CurvedL match withL .0 Curveliaatch with.0 Curvelmat ch withL j； Curvel6211151-pannel-Inner6211103-reinf routerframe#图13#图145、6 #nut&bolt零件上的凸焊螺栓、螺母放于此openbody内，在历史树上的表示方式如图15所示,p Smatchic

18、g areas吐參 Bnut&bolt垦nut M6 for氷捲密来卷咅#boltL爱 bolt M6X 10 for 材木*米图15Axis首先将要用到的各规格螺栓、螺母导入到#external geometry内，再分别在目标螺栓、螺母上用L亠、System命令创建坐标系，在零件上螺栓、螺母焊接点创建对应的坐标系。对应坐标系创建成功后用Axis To Axis命令复制移动螺栓、螺母到指定位置即可。以上MLP搭接面，螺母、螺栓的工作在工程化设计后期完成，即在下面将要介绍的零件设计过程(#part defi nition)完成后来完成的。6、零件设计过程(#part definitio

19、n)在结构树上的这一部分是零件设计的主体工作，也是工作量最大，最关键的部分。这部分#partdefi niti on的构成如图16所示。jpttpart definitionPreference pointffbasic surface會曳depressionsI ft flangesB?*j8#trimnied_part* '%'ffholesions图16#part definition包括参考点(#referenee point )、基础面(#basic surface)、压筋结构(#depressions)、翻边结构(#flanges)、裁剪结构(#trimmed_pa

20、rt )和孔(#holes)特征。6、1 参考点(#referenee point )该openbody内有一个点，该点为车身坐标原点(0、0、0),在后面的零件设计过程中，几何元素的构建大多数情况下要以该点为参考点。我们也建议几何元素的参数化尽量以该点为基准。6、2 基础面(#basic surface)在零件设计过程中要有大局观，整体意识。即由整体到局部，由简单到复杂的过程，Start Model就是遵循这样一个思路来进行零件设计的。当接到一个设计任务时，首先考虑构成该零件的主要型面是 怎样的，即该零件的形状是怎样的。在该型面的基础上怎样来很好的实现零件的功能，就是接下来要考虑零件的结构设

21、计，即增加必要的压筋结构(#depressions)、翻边结构(#flanges)和孔(#holes)特征。当然基础面和零件结构这两者是相互影响的，要综合考虑。首先看基础面的设计。基础面是零件结构的基础，零件形状由基础面的形状来决定。art definitionPreference pointj Point. 1Sbasic surface牛哦 Preference'structuix你 reference_point-plane xyplan亡 yz一 * pl：jj'ie zx(Sketch xySketch yzSketch zx图17如图 17 所示，基础面(#basi

22、c surface)内只包含 #reference_structure和 basic surface 两部分,#reference_structure 内有 Start Model三个plane面（分别平行与三个系统平面）、三个基于plane绘制的草绘（Sketch withAbsoluteAxis DefinitionSketcher更便于参数化控制其空间位置和草绘形状）。基础面的制定没有模板内给定的其个元素，一个参考点（坐标值可任意给定）14#翌 Sdepressi ons ft'tt flanges 卜更 WtrinLroed_part B遵 ttholesMLP样严谨的设计规范

23、，由于零件形状的不同，设计人员的不同，基础面有着不同的设计思路和方法。以下面的零件为例来说明。Hpart definition% reference paintSb as i c surfaceI % Hreference_structure ,b*4'Main surface 1Main surface 2 冶陀沁t 1+2.Main surface S拯阳迪计3:摩 M已in surface 4 电甌迪t+4图18如图18所示，决定该零件形状的基础面可由如上四个子基础面组成，四个主要子基础面相互倒角得到大的基础面，在子基础面设计过程中要注意不同结构的命名和它们之间的相互历史层次关系

24、。往往每个子基础面又由许多面元素构成，这些面元素同样要求用清晰的命名和历史层次关系体现在结构树上。如图19所示。Restil t+5：Result+3Result 1+2ace 3Face 4Result+4i % Main surface 2 jKl V T SHb C I 1 -F cJI r d Q图19子基础面 #Main surface 3由七个面片通过依次倒角Shape Fillet得到(在通常情况下较少采用Edge FilletVariable Radius Fillet命令倒角，因其不利于参数化控制)16#通过以上介绍，我们了解了基础面(#basic surface)的设计思路

25、，下面再看具体到一个单面片的设计方法。上面讲到在基础面 (#basic surface)内只包含#reference_structure 和basic surface 两部分。其中#refere nce_structure内的几何元素是被套用来设计单面片的固定格式。图20如图20所示，要构建 # Main surface 1 内# Back 1 面片，先将#reference_structure 内的元素全部复制粘贴到# Back 1内，调整reference_point的坐标值以确定其空间位置，随后Update更新三个基准平面和三个草绘的位置（因为三个基准平面和三个草绘与refere nce

26、_poi nt有参数关联关系），此时，在其中的两个草绘上分别做出引导线(guide curve）和轮廓线（profile），再用17#Extrude 拉伸生成直纹面（直纹面在参数化设计中更便于控制面的参数）。6、3 压筋结构（#depressions）在零件结构中可以归结为局部压筋特征的部位，例如凸台、加强筋等，就将其设计参数放在#depressions openbody内，如图21所示零件的压筋部位。根据压筋形状得到压筋面片后，再与上一步#basic surface的最终结果共同作用生成压筋结果。ffbasic surtaceJSdep ress i ons:.I 'Depressi

27、on angle Result-Main sur f ace+depress i on 忙免 fefl.anges、'j 'triiumed_part11J 'Sholes"、%sectionsDepressi on angle图216、4 翻边结构（#flanges）在零件结构中可以归结为局部压筋特征的部位，例如凸台、加强筋等，就将其设计参数放在#flanges openbody内，根据翻边形状得到翻边面片后（翻边面片可能是多个面片通过倒角或相加命令共同作用形成），再与上一步# depressions 的最终结果共同作用生成翻边结果。如图22所示零件的翻边部

28、位是多个面片通过倒角共同作用形成。18顺次倒角得到翻边结果Result itepB flange 4esult+flange 4B Middle step 1 Depressi ongResult s tep 1+Depression 芻flfi 訊1； stnp z 'Resul t+s tep 2flange121+23孝 flangesone side 'flange flange 6-LResultflange4 Result+f1 ange3iResijlt flange m：ii：i 匕 d pn 三图226、5 裁剪结构(#trimmed_part )1One s

29、ide flange裁剪结构(#trimmed_part )用来放置裁剪零件边界的几何元素。在此建议用面元素做裁剪元素Split ,裁剪面是多个面片绕零件边界通过倒角或相加命令共同作用结果，利用面做裁剪元素便于后期零件边界形状的控制，更利于控制裁剪边界的质量，控制边界的相切连续性。如图23所示裁剪面设计结果。Resul t+4iResult+SResult+7写Rtsult+8曼际e 9Result+9iResult of flangeResult+10理.F-ace 11 F JRteult + ll 电 Face 12Result+12理 Fa?e 13Result+13i-esult+l:esult+Resul flan；图23Trime surface206、6 孔（#holes ）在零件上，可以归为孔特征的结构元素放在此openbody内。在设计孔的时候