第六章 汽车车身反求设计实例
机械创新设计 第六章 反求工程与创新设计
机械创新设计—反求工程及创新设计
案例 我国广州至深圳的高速列车就是引入日本子弹头机车的技 术后，对其进行分析研究，通过反求设计，进行局部的改进与 创新。2007年的运行过程中，列车时速已经达到250km/h，广 州至深圳的运行时间仅为45min。 佳木斯联合收割机厂，通过引进美国约翰迪尔的联合收割 机技术，经过反求研究，消化吸收，生产出我国自己的大型联 合收割机，结束了我国大型联合收割机全部依靠进口的历史。
医学仿生、医学测量与模拟、整形美容及正畸的模拟与
评价等。
造型设计，如3D动画影片的制作、3D游戏建模、多媒体
虚拟实境、广告动画等。
三维彩色数字化、数字博物馆、有形文物及档案的管理、
鉴定与复制
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机械创新设计—反求工程及创新设计
鞋楦的扫描和反求
复杂曲面的反求
汽车造型的扫描和反求 8
机械创新设计—反求工程及创新设计
反求工程的分类 按产品的制造过程分 设计反求建立产品的CAD模型。 工艺反求产品所使用的材料、产品的加工工艺(制造工 艺、装配工艺)。 管理反求产品制造过程管理和质量控制。 按反求的目标分 实物反求建立产品的CAD模型。 技术资料反求加工的工艺规范、技术文档、质量管理 等。 影像反求影视画面。
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机械创新设计—反求工程及创新设计
机械创新设计—反求工程及创新设计
第六章 反求工程及创新设计
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机械创新设计—反求工程及创新设计
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章
创新概论 创新思维与创造原理 原理方案的创新设计 机构的创新设计 机械结构的创新设计 反求工程及创新设计 TRIZ理论与创新设计 仿生原理与创新设计 机械创新设计实例
第6章 车身CAGD中常用功能
(1) 两张曲面要拼接的对应 边有共同的型值点，对于更 一般的情况,两曲面的拼接边
不等长,形成所谓“品”字形拼 接。车身在分块测量时， 这种情况是最为普遍的,假如 我们规定,第二张曲面不变， 将第二张曲面的边界导矢赋 给第一张曲面,利用已知的边 界导矢拟合第一张曲面就能
达到两曲面的光滑拼接。
用B样条方法生成的曲线具有良好的局部性，便于进行交互修改。只 要在软件设计时提供一个方便的人机对话接口就可以交互设计曲线，对于曲面 也类似。图6.2-1给出了曲线设计实例。
6.1.2 曲面的生成方法
(1) 已知特征顶点网格生成曲面（正算）
由介绍的正算方法直接生成参数曲面。
(2) 已知曲面的控制型值点求曲面（反算＋正算）
（4）投影曲线的生成
一条空间B样条曲线向某一坐标平面的投影会投出一条平面曲线，这是极简单的 情形。而在实际造型中，还希望能求出曲线在曲面上的投影。曲线在曲面上的投影 是指一条曲线上所有点在曲面上投影的连线，在工程应用中，只在求出曲线上有限 个离散点在曲面上的投影并拟合投影点即可求出投影曲线。
现在问题归结为一个点在一张曲面上的投影如何确定： 设某一空间点Q (x、y、z)，空间曲面r (u,w)。如果Q点在r(u,w)上有投 影并设投影点为R，那么投影点应满足: r r (Q R) (6 1) u w r r 、 其中是任意常数，u w 表示曲面上R点处沿u和w方向切矢。方程可以 通过(6-1)式数值解法来计算。 但要考虑曲面有一个以上投影点的情况。 （5）曲线的交互修改
插值出离散型值点,其个数要与
第二曲面对应边的型值点数目 相同,并求出各型值点处的导矢； 4)将第一张曲面上对应边的型 值点的位置和导数赋给第二块 曲面，生成第二张曲面，达到 两曲面块的光滑拼接。图6.3-3 给出了两曲面无公共边界时的 几种拼接实例。
关于车身逆向开发流程实例
关于车身逆向开发流程实例下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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使用三维扫描设备对目标车身进行全面扫描，获取车身表面的点云数据。
汽车逆向设计
从概念设计开始到最终形成CAD模型的传统设计是一个确定的明晰过程，而通 过对现有产品样品数字化后形成CAD模型的逆向工程是一个分析推理、逐步逼 近的过程。
逆向工程设计的一般过程如图1所示。在逆向工程设计中，通过三坐标测量机、 激光测量仪等数据采集工具，将产品样品的物理模型转换为反映样品几何结 构的点云数据，再使用三维设计软件进行数字化几何模型重构，之后通过对 数字化模型的分析、试制样品的分析完善数字化模型，最终完成的数字化模 型可用于生产加工或成为其他同类产品设计的基础。
汽车整车逆向设计
逆向工程设计的一般过程
逆向工程或逆向设计又叫反求工程或反求设计，主要是以现代设计理论、 方法、测量技术为基础，运用专业人员的工程设计经验、知识和创新思 维，将已有的产品模型或实物模型转化为工程模型和概念模型，在解剖 深化的基础上实现重新设计和再创造,是在已有设计基础上的设计。
在正向设计中，已知的是产品的功能和设计需求，设计者需要做的是按 照设计需要将功能、任务进行分解，进行从无到有的设计。逆向工程与 正向设计相比，各流程内容在序列上相互换位倒置。在逆向工程中，已 知的是产品样品，设计者需要做的是按照现有的零件原型进行设计生产， 零件所具有的几何特征与技术要求都包含在原型中。
5 标杆车整车拆解及点云扫描。包括车身安装件（动力总成及附件、底盘、 内外饰、电器空调、车身附件等）的拆解及点云扫描。 6 白车身破坏性拆解及点云扫描。包括白车身破坏性拆解及点云扫描，焊接 边及焊点、孔位、涂胶、堵盖、阻尼垫、包边尺寸密封间隙等数据信息收集。 7 车身安装件详细拆解及点云扫描。包括动力总成及附件、底盘、内外饰、 电器空调、车身附件等详细拆解及点云扫描。 8 标杆车整车逆向设计。包括整车内外表面曲面光顺，整车逆向数模（布置 级、黑匣子级、精细级）及明细表，车身及内外饰典型断面，电气原理图、 线束图，车身焊接及装配流程图，孔位信息表，车身焊点、涂胶、堵盖、阻 尼垫分布图；整车设计硬点、安装硬点等。 9 标杆车整车分析校核。包括整车总布置图；整车人机工程分析（坐姿及乘 坐空间、视野、上下车方便性、操纵件操纵方便性等）；轮胎、悬架、转向、 踏板及操纵件、开闭件等运动分析校核；空调出风方向分析；整车及零部件 标准、法规适应性校核分析、车身焊接工艺、冲压工艺及材料利用率分析； 整车关键零部件试验及材质分析；模夹检具、材料使用、配置等成本分析； 专利及知识产权查询分析等。Βιβλιοθήκη 标杆车逆向设计的阶段性划分
关于车身逆向开发流程实例
关于车身逆向开发流程实例Reverse engineering is a process of extracting knowledge or design information from a product and reproducing it for the purpose of replication or reengineering. 逆向工程是从产品中提取知识或设计信息，并为了复制或再工程化而重新生成它的过程。
The reverse engineering process typically involves disassembling a product, analyzing its components, and understanding how it was designed and constructed. 逆向工程的过程通常涉及分解产品，分析其组成部分，并了解它的设计和构造方式。
In the automotive industry, reverse engineering is often used to analyze competitor's products, improve existing designs, or create aftermarket parts for older vehicles. 在汽车行业中，逆向工程通常用于分析竞争对手的产品，改进现有设计或为老款车创建售后配件。
One common use of reverse engineering in the automotive industry is to create digital models of physical components using 3D scanning technology. 汽车行业中逆向工程的一个常见用途是利用3D扫描技术创建物理组件的数字模型。
This allows manufacturers to quickly and accurately capture the complex geometries of automotive parts without needing to rely on original design data. 这使制造商能够快速而准确地捕捉汽车零件的复杂几何形状，而无需依赖于原始设计数据。
汽车逆向设计流程
汽车逆向设计汽车工业己经走过一百多年的历程，今日汽车不仅仅是普及的交通运输工具，更是一个充满动感造型特点和多姿多彩的工业艺术品，体现这种美的艺术品载体就是车身，汽车消费者在对汽车高品质高性能要求的同时，汽车的外观造型也越来越被消费者看重，有时甚至超过了对前两者的需求。
近年来，在美学原理设计和人机工程学的引导下，在快速发展的CAD／CAE技术的带动下，汽车车身设计已经愈发显得日新月异。
汽车车身最具变化性，车身开发蕴涵多种学科知识，同时车身开发是否成功直接影响整车的市场前景。
20世纪60 年代，日本为了恢复和振兴经济，提出科技兴国和大力发展制造业的方针：“一代引进，二代国产化，三代改进出口，四代占领国际市场”，并对机床、汽车、电子、光学设备和家电等行业的发展给予优惠政策。
日本政府和企业普遍认为对别国先进产品和先进技术的引进、消化、吸收、改进和挖潜，是自身发展的一条捷径。
观点很快被事实验证，由此引发了逆向设计（Reverse Design）的概念。
逆向设计过程是指设计师对产品实物样件表面进行数字化处理(数据采集、数据处理)，并利用可实现逆向三维造型设计的软件来重新构造实物的三维CAD模型(曲面模型重构)，并进一步用CAD/CAE/CAM系统实现分析、再设计、数控编程、数控加工的过程。
逆向设计并不是简单地复制，而是要在逆向过程中增加一些特征要素，设计出工艺性更好，质量更高的产品的过程。
数字化测量是逆向工程的基础。
在此基础上进行复杂曲面的建模、评价改进和制造。
一般而言，数字化测量分为接触式与非接典触式两种。
接触式测量根据测头的不同，可分为触发式和连续式。
应用最广泛的接触式测量仪器是20世纪60年代发展起来的高效精密的三坐标测量机，它是有很强柔性的大型测量设备。
接触式测量对物体的表面的颜色和光照没有要求，因此物体边界的测量相对精确，但对软质材料适应差且速度慢。
非接触式测量根据原理的不同，可以分为三角形法、结构光法、计算机视觉法、激光干涉法、激光衍射法、CT测量法、MR测量法、超声波法和层析法。
(建筑工程设计)汽车车身逆向工程设计关键技术及应用
汽车车身逆向工程设计关键技术及应用逆向工程设计方法是汽车车身设计过程中的一个重要环节，也是一种快速设计的工程方法。
逆向工程设计主要包括如下过程：三维测量获得点云数据、数据处理、特征的提取、曲面重构和曲面评价等。
逆向设计并不是简单地复制，而是要在逆向过程中增加一些特征要素，设计出工艺性更好，质量更高的产品的过程。
该文主要探讨汽车车身逆向设计的关键技术和技术特点。
在汽车的整体设计中，车身占整车总成本的40%以上。
汽车更新的速度主要体现在车身方面，人们对汽车的关注首先就是汽车的外观质量。
因此车身设计是轿车开发的关键技术之一。
日益成熟的CAD/CAE/CAM一体化产品开发技术在汽车车身设计领域得到广泛应用。
随着三维测量技术逐渐成熟，逆向工程设计技术能够快速将车身油泥模型或其他实物模型，快速地转变为三维曲面等数模，从而可以快速地进行模具设计，快速地生产车身，极大地缩短了车身的设计周期。
同时该方法也可以快速地吸收国内外汽车车身设计的先进技术，然后经过我们的再设计，快速响应市场，达到事半功倍的效果。
逆向设计的核心思想是将实物模型转化为计算机能够表达的三维数模的一种过程。
简单地说就是从实物到图样的过程。
逆向工程设计的核心思想是以实物模型为参考，增加我们自己的创新知识，设计出符合要求，又要高于原来实物的设计过程。
这就相当于我们过去常讲的类比设计。
其实任何设计都是在一定的参考基础之上，逐步发展完善的过程。
在从事逆向工程设计的过程中，人们可能会发现，虽然同是一个模型，但是不同的人，设计的效率和质量可能有比较大的差别。
本文就是基于这样的目的，探讨逆向工程设计的关键技术。
一、车身模型的测量车身的测量根据测头与车身模型是否接触分为接触式测量与非接触式测量。
接触式测量主要采用三坐标测量机，非接触式测量又包括激光测量和结构光测量。
接触式测量优点是精度高，缺点是效率比较低。
测头的大小与接触力的大小对测量的精度都有影响。
非接触式测量优点是效率高，缺点是精度低一些。
汽车车身逆向工程设计关键技术及应用
汽车车身逆向工程设计关键技术及应用逆向工程设计方法是汽车车身设计过程中的一个重要环节，也是一种快速设计的工程方法。
逆向工程设计主要包括如下过程：三维测量获得点云数据、数据处理、特征的提取、曲面重构和曲面评价等。
逆向设计并不是简单地复制，而是要在逆向过程中增加一些特征要素，设计出工艺性更好，质量更高的产品的过程。
该文主要探讨汽车车身逆向设计的关键技术和技术特点。
在汽车的整体设计中，车身占整车总成本的40%以上。
汽车更新的速度主要体现在车身方面，人们对汽车的关注首先就是汽车的外观质量。
因此车身设计是轿车开发的关键技术之一。
日益成熟的CAD/CAE/CAM一体化产品开发技术在汽车车身设计领域得到广泛应用。
随着三维测量技术逐渐成熟，逆向工程设计技术能够快速将车身油泥模型或其他实物模型，快速地转变为三维曲面等数模，从而可以快速地进行模具设计，快速地生产车身，极大地缩短了车身的设计周期。
同时该方法也可以快速地吸收国内外汽车车身设计的先进技术，然后经过我们的再设计，快速响应市场，达到事半功倍的效果。
逆向设计的核心思想是将实物模型转化为计算机能够表达的三维数模的一种过程。
简单地说就是从实物到图样的过程。
逆向工程设计的核心思想是以实物模型为参考，增加我们自己的创新知识，设计出符合要求，又要高于原来实物的设计过程。
这就相当于我们过去常讲的类比设计。
其实任何设计都是在一定的参考基础之上，逐步发展完善的过程。
在从事逆向工程设计的过程中，人们可能会发现，虽然同是一个模型，但是不同的人，设计的效率和质量可能有比较大的差别。
本文就是基于这样的目的，探讨逆向工程设计的关键技术。
一、车身模型的测量车身的测量根据测头与车身模型是否接触分为接触式测量与非接触式测量。
接触式测量主要采用三坐标测量机，非接触式测量又包括激光测量和结构光测量。
接触式测量优点是精度高，缺点是效率比较低。
测头的大小与接触力的大小对测量的精度都有影响。
非接触式测量优点是效率高，缺点是精度低一些。
车身逆向设计作业指导书
车身逆向设计作业指导书一、任务背景车身逆向设计是指通过对已有车型进行逆向工程，获取车身外形数据，并在此基础上进行设计和改进的过程。
本次作业旨在通过逆向设计的方法，对一款现有车型进行改进和优化，以满足特定需求。
二、任务目标1. 选择一款现有车型进行逆向设计。
2. 获取车身外形数据，包括车身尺寸、曲线线型等。
3. 分析车身设计的优点和不足，并确定改进的方向和目标。
4. 进行车身设计的创新和优化，提出改进方案。
5. 使用CAD软件进行车身设计的建模和绘制。
6. 进行车身设计的仿真和验证，评估改进方案的效果。
三、任务步骤1. 选择一款现有车型根据任务要求和个人兴趣，选择一款现有车型作为逆向设计的对象。
可以考虑车型的流行度、市场需求等因素进行选择。
2. 获取车身外形数据通过测量、扫描或获取已有车型的CAD模型等方式，获取车身外形数据。
包括车身尺寸、曲线线型等信息。
3. 分析车身设计的优点和不足对选择的车型进行分析，评估其车身设计的优点和不足。
可以考虑外观美观度、空气动力学性能、车内空间利用等方面进行评价。
4. 确定改进的方向和目标根据分析结果，确定车身设计的改进方向和目标。
可以考虑提升外观设计的独特性、改善空气动力学性能、增加车内空间等方面进行改进。
5. 进行车身设计的创新和优化基于确定的改进方向和目标，进行车身设计的创新和优化。
可以尝试不同的线条、曲面设计，优化车身比例和比例关系，增加功能性设计等。
6. 使用CAD软件进行车身设计的建模和绘制将车身设计的创意转化为CAD模型，使用CAD软件进行车身建模和绘制。
可以使用三维建模软件进行车身外形的绘制，确保模型的准确性和精细度。
7. 进行车身设计的仿真和验证对设计的车身模型进行仿真和验证，评估改进方案的效果。
可以使用流体动力学仿真软件进行空气动力学性能分析，使用人体工程学仿真软件评估车内空间利用等。
8. 优化和改进设计方案根据仿真和验证结果，对设计方案进行优化和改进。
基于CATIAV5的汽车车身逆向设计
基于CATIA V5的汽车车身逆向设计随着CAD/CAM系统一体化技术的不断发展和市场竞争的日益激烈，先进的设计和制造方法在制造业的地位越来越重要。
其中，逆向工程作为一种先进、快捷和实用的现代设计方法在汽车行业得到了广泛的应用，为汽车产品的创新设计，生产周期的缩短和适应新的市场形势提供了基础。
本文通过V5软件对汽车车身进行反求，完成了逆向设计中的数据采集及预处理和三维CAD模型的重建，并对在逆向设计过程中遇到的问题提出了相应的解决方案，为逆向设计在汽车制造业中的应用提供了参考过程。
逆向工程(RE，Reverse Engineering)，也称为反求工程，即针对已有的产品或零件原型，通过3D数字化测量仪器准确、快速地测量出工件轮廓的三维坐标，把获取的工件坐标数据点存入计算机形成“点云”文件，再利用高端三维软件所提供的功能模块构造产品或零件的工程设计模型，并在此基础上对已有的产品进行剖析、理解和改进，是对已有设计的再设计，本质上就是一个“认识原型-再现原形-超越原型”的过程。
随着计算机、数控和测量技术的飞跃发展，逆向工程在汽车工业中得到了广泛的应用。
本文着重介绍了利用CATIA V5软件对汽车车身的逆向设计过程，对提高汽车外形性能、制造质量以及加工效率，降低开发成本，减轻操作者劳动强度，具有重要意义，这是传统设计和制造方法无法比拟的。
1 逆向工程的关键技术逆向工程的关键技术主要包括：数据的采集、预处理和三维CAD模型的重建等，它们在整个设计过程中起着至关重要的作用，直接影响到所构造模型的质量以及后续模型的设计分析及其制造加工。
数据采集与预处理数据采集数据采集是数据处理、模型重建的基础。
高效率、高精度地采集样件的外形数据是逆向工程的一个重要研究内容。
数据采集按采集的接触方式不同分为接触式和非接触式两大类。
本文采用基于海克斯康测量技术有限公司生产的GLOBA三坐标测量机，其三维空间精度可以达到1～2μm。
车身逆向设计作业指导书
XXXXX有限公司车身逆向设计作业指导书编制:校对:审核:批准:2015-01-15发布 2015-01-15实施XXXXX有限公司发布前言为使本公司汽车逆向设计规范化，参考国内外汽车逆向设计的技术要求，结合本公司已经开发车型的经验，编制本汽车逆向设计指导书。
意在对本公司设计人员在逆向设计的过程中起到一种指导操作的作用，让一些不熟悉或者不太熟悉逆向设计的员工有所依据，在设计的过程中少走些弯路，提高车身逆向设计的效率和精度！本作业指导书将在本公司所有车型逆向开发设计中贯彻，并在实践中进一步提高完善。
1.逆向设计流程YY2．逆向设计流程方法2.1检查（调正）坐标：2.1.2根据钣金件的具体情况，分析哪些是零部件的定位基准（关键孔位、关键线、关键面）2.1.3确定基准后，对原坐标进行检查（检查方法可作断面截线的方式），对原对齐基准进行分析、判断，作出原坐标合格与否的结认。
2.1.4检查合格，进行流程的下道工序；若检查不合格，对其进行调正操作。
2.1.5调正坐标的操作如下：①、零部件上找出定位基准元素（定位点、定位线、定位面）。
定位点：单个点、圆心、球心、直线中点等；定位线：直线、圆柱中心线、圆锥中心线、平面法向线等；定位面：平面、基准平面、法平面等。
②、找出的基准元素必须能确定一个坐标系即能限定直角坐标系的六个自由度。
然后，利用找出的基准元素建立直角坐标系。
③、将文件中的所有元素作成一个组（GROUP），作被对齐用。
④、建立相应的对齐元素。
若上一步组（GROU）内有一基准元素为一点，你就建立一基准点；若上一步组内又有一基准元素为一直线，你就建立一基准直线；若上一步组内又有一基准元素为一基准面，你就建立一基准面。
总之你建立的元素必需与成组的基准元素一一对应。
⑤、利用SURFACE的对齐功能（MODIFY——ALIGN子菜单下各对齐选项进行对齐操作），最后坐标就对齐了。
然后，对结果进行检查，如果不满意，重复进行以上五步操作，直至合格为止。
简述逆向设计的案例及流程
简述逆向设计的案例及流程Reverse engineering is the process of deconstructing and analyzing a product to understand its design and functionality. It is commonly used in various industries such as technology, automotive, and manufacturing. One famous case of reverse engineering is when General Motors reverse engineered the Volkswagen Beetle in the 1930s to understand its design and functionality.逆向设计是解构和分析产品以了解其设计和功能的过程。
它通常用于技术、汽车和制造等各种行业。
一个著名的逆向设计案例是通用汽车在上世纪30年代对大众甲壳虫进行逆向设计，以了解其设计和功能。
The process of reverse engineering involves several steps, including acquiring the product, dismantling it, analyzing its components, and then re-creating or modifying it. In the case of the General Motors and Volkswagen Beetle example, the engineers would have obtained a Volkswagen Beetle, thoroughly examined its structure and components, and then used that information to improve their own designs.逆向设计的过程包括几个步骤，包括获取产品、拆解产品、分析其组件，然后重新制造或修改产品。
车身逆向设计作业指导书.
文件编号：YJY· P·0004·A1-2004汽车车身逆向设计作业指导书为使本公司汽车逆向设计规范化，参考国内外汽车逆向设计的技术要求，结合本公司已经开发车型的经验，编制本汽车逆向设计指导书。
意在对本公司设计人员在逆向设计的过程中起到一种指导操作的作用，让一些不熟悉或者不太熟悉逆向设计的员工有所依据，在设计的过程中少走些弯路，提高车身逆向设计的效率和精度！1.逆向设计流程Y2．逆向设计流程方法2.1检查（调正）坐标：2.1.2根据钣金件的具体情况，分析哪些是零部件的定位基准（关键孔位、关键线、关键面）？2.1.3确定基准后，对原坐标进行检查（检查方法可作断面截线的方式），对原对齐基准进行分析、判断，作出原坐标合格与否的结认。
2.1.4检查合格，进行流程的下道工序；若检查不合格，对其进行调正操作。
2.1.5调正坐标的操作如下：①、零部件上找出定位基准元素（定位点、定位线、定位面）。
定位点：单个点、圆心、球心、直线中点等；定位线：直线、圆柱中心线、圆锥中心线、平面法向线等；定位面：平面、基准平面、法平面等。
②、找出的基准元素必须能确定一个坐标系即能限定直角坐标系的六个自由度。
然后，利用找出的基准元素建立直角坐标系。
③、将文件中的所有元素作成一个组（GROUP），作被对齐用。
④、建立相应的对齐元素。
若上一步组（GROU）内有一基准元素为一点，你就建立一基准点；若上一步组内又有一基准元素为一直线，你就建立一基准直线；若上一步组内又有一基准元素为一基准面，你就建立一基准面。
总之你建立的元素必需与成组的基准元素一一对应。
⑤、利用SURFACE的对齐功能（MODIFY——ALIGN子菜单下各对齐选项进行对齐操作），最后坐标就对齐了。
然后，对结果进行检查，如果不满意，重复进行以上五步操作，直至合格为止。
2.2分析点云、去除杂点。
2.2.1观察对齐的点云，与样件或实物进行比较。
若显示不太清楚，可以用CTRL+D弹出的对话框对点云显示进行设置，如果还没有完全反映必需的特征，那只能重新补测。
车身钣金件逆向要求
车身件逆向要求其实覆盖件结构逆向设计与我们平时所做的“Start Model设计”是一样的，只是“#imported geometry”须要我们从点云里获取。
从点云里获取我们工程化中所须要的点、线、曲面，再利用我们所获得的信息用我们的“Start Model”进行参数化设计。
每个特征要与实物保持一致，即倒圆大小、凸台大小、总体尺寸等都须要借住工具测量后再做具体的设计。
以便能保持和实物一样。
为什么会强调要在实物上测量，主要原因是因为测量的点云和实物肯定存在一定的误差，特别是边界、反光的地方和一些倒圆比较小的地方。
原则上结构建模用平面倒圆完成。
所以在设计尤其要注意这些细小的地方。
项目工作总体要求1、文件名：零件号。
2、尺寸单位：模型一律采用毫米作为长度单位。
3、坐标系：模型一律采用整车坐标系，按右手定则。
4、所有数模应根据具体情况考虑冲压工艺缺口、冲压圆角、拔模斜度。
5、最小拔模角5～10度。
6、根据料厚，倒角圆角R最小不得小于R3。
7、三维数模要保留特征参数。
8、凸焊螺母、凸焊螺栓孔的规定：M8以下的凸焊螺母或螺栓在白车身上对应的孔直径为（螺母或螺栓直径＋1mm）。
M8以及M8以上的凸焊螺母或螺栓在白车身上对应的孔直径＋2mm。
如果为两层或两层以上的板，则，后面板的过孔直径为：第一层板上的孔位＋2mm如：M6的凸焊螺母，其焊接的扳金件的孔位为：Ф7, 后面板上的过孔为：Ф9 M8的凸焊螺母，其焊接的扳金件的孔位为：Ф10, 后面板上的过孔为：Ф12配合的9、定位孔的规定：白车身上的定位孔应选用Ф10左右的孔位，如：Ф8、Ф10、Ф12应对定位孔作好标记，具体要求参考《AM09数模管理基本规定(修订)》。
10、线卡安装方孔：参考线卡的尺寸，方孔应做小圆角处理。
如线卡的7*7的方孔，应有0.5的圆角，以便于加工。
11、漏液孔：孔径大小应考虑液体流速并参考橡胶堵塞的尺寸选择系列尺寸。
12、过线孔：孔径大小应能通过线束及其插接件，边界应考虑加翻边，并加橡胶保护套。
车身的正逆向设计
车身“正向开发”流程和“逆向开发”流程车身正向开发流程汽车车身除了要有漂亮的外表和与众不同的个性特征，同时还要能安全可靠地行驶，这就需要整个设计过程融入各种相关知识，包括车身结构、制造工艺要求、空气动力学、人机工程学等。
细化开发流程与同步开发手段，对于设计出消费者认可的新车型至关重要。
汽车车身设计简单理解是根据一款车型的多方面要求来设计汽车的外观及内饰，使其在充分发挥性能的基础上艺术化。
汽车车身除了要有漂亮的外表和与众不同的个性特征，同时还要能安全可靠地行驶，这就需要整个设计过程融入各种相关的知识：车身结构、制造工艺要求、空气动力学、人机工程学、工程材料学、机械制图学、声学和光学知识。
从一个灵感到最后实现，需要一系列的步骤。
得到市场的认可，性能优良的内“芯”，再加上一袭新衣包装，才是新车待嫁时。
下面，让我们看看正向设计如何为一款新车设计“嫁衣”。
项目策划项目策划包括：项目计划、可行性分析、项目决策及组建项目组等几个方面。
图1为项目策划阶段的示意图。
图1 项目策划阶段示意图汽车企业的产品规划部门必须做好企业产品发展的近期和远期规划，具有市场的前瞻性与应变能力。
项目前期需要在市场调研的基础上生成项目建议书，明确汽车形式及市场目标。
可行性分析包括：政策法规分析、竞争对手和竞争车型、自身资源和研发能力的分析等。
项目论证要分析与审查论点的可行性和论据的可靠性与充分性。
经过这一阶段，要开发一个什么样的车型，类似于同行什么等级的车型，其性价比方面有哪些创意与特点即展现在我们面前。
项目策划的最后阶段是组建项目组：组建新品开发项目小组、确立项目小组成员的职责、制定动态的项目实施计划、明确各阶段的项目工作目标、规定各分类项目的工作内容、计划进度和评价要求。
概念设计阶段概念设计在新产品开发中有着重要地位，因此，新产品概念设计流程再造是新产品开发流程再造成败的关键所在。
一个全新的汽车创意造型设计分为以下几部分：1. 总体布置草图设计：绘制产品设计工程的总布置图（如图2），一方面是汽车造型的依据；另一方面它是详细总布置图确认的基础，在此基础上将产品的结构具体化，直至完成所有产品零部件的设计。
汽车车身结构分析与设计
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0.0043
○ 的弯曲刚度最差， 扭转刚度最好
为提高车身刚度，宜多
h=6.4 b=4.8 t=0.41来自0.590.69
0.733
0.768
采用闭口断面。
h=7.13 t=0.4
1
1
0.691
0.656
1
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车身骨架典型截面
a）顶盖侧梁 b）中立柱 c）前风窗立柱 d）后风窗立柱e）门槛
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§1.车身结构分析设计
一、车身结构件的机构分析与设计
车身骨架（body skeleton）：主要为保证车身的强度和 刚度而构成的空间框架结构。
• 要求：
–刚度：变形、振动、噪声
刚度不足，将会引起车门的门框、窗框、发动机舱口 及行李箱口等的变形，导致玻璃破裂，车门卡死；低 刚度必然伴随有低的固有频率，易发生结构共振和声 响，并削弱结构接头的连接强度；此外，还会影响安 装在底架上的总成的相对位置。
横向受力元件：前围板、前斜地板、座椅支撑梁（地板横梁）、 后壁、后横梁或后围板、顶盖
车身前部承受发动机等的重力和悬架支承反力（集中力） 车厢承受乘客、车门、自重、悬架支承反力。（分散力）
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• 车身骨架设计除考虑刚度与强度，还应注意
–不能破坏造型设计 –骨架里板应考虑内护板紧固 –用最佳截面形状获得最大的截面系数 –满足相邻部件的性能要求
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• 9、我们的市场行为主要的导向因素，第一个是市场需求的导向，第二个是技术进步的导向，第三大导向是竞争对手的行为导向。21.8.1721.8.17Tuesday, August 17, 2021 • 10、市场销售中最重要的字就是“问”。15:33:3915:33:3915:338/17/2021 3:33:39 PM • 11、现今，每个人都在谈论着创意，坦白讲，我害怕我们会假创意之名犯下一切过失。21.8.1715:33:3915:33Aug-2117-Aug-21 • 12、在购买时，你可以用任何语言；但在销售时，你必须使用购买者的语言。15:33:3915:33:3915:33Tuesday, August 17, 2021 13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。21.8.1721.8.1715:33:3915:33:39August 17, 2021 • 14、市场营销观念：目标市场，顾客需求，协调市场营销，通过满足消费者需求来创造利润。2021年8月17日星期二下午3时33分39秒15:33:3921.8.17 • 15、我就像一个厨师，喜欢品尝食物。如果不好吃，我就不要它。2021年8月下午3时33分21.8.1715:33August 17, 2021 • 16、我总是站在顾客的角度看待即将推出的产品或服务，因为我就是顾客。2021年8月17日星期二3时33分39秒15:33:3917 August 2021 • 17、利人为利已的根基，市场营销上老是为自己着想，而不顾及到他人，他人也不会顾及你。下午3时33分39秒下午3时33分15:33:3921.8.17
第六章 汽车车身反求设计实例
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汽车覆盖件的结构特征
• 在板料成形理论和技术中，对直壁轴对称形状零件、 直壁椭圆形状零件、曲面轴对称形状零件、圆锥体 形状零件及盒形零件等在冲压成形中的变形特点、 主要冲压工艺参数的确定等已经基本可以定量化计 算，冲压条件、模具、板材冲压性能等因素对这些 零件冲压成形的影响规律也已基本比较明确。所以， 可以将复杂的汽车覆盖件结构分解为若干个基本形 状。
• 汽车覆盖件拉深成形时，拉深冲压方向会影响到凸 模是否进入凹模、毛坯的最大变形程度、是否能最 大限度地减小拉深件各部分的深度差、是否能使各 部分毛坯之间的流动方向和流动速度差比较小、变 形是否均匀、是否能充分发挥材料的塑性变形能力、 是否有利于防止劈裂和起皱等质量问题的产生等。
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• 对于台阶侧壁冲压件，在成形时侧壁部位先是被径向拉深形 成斜面侧壁，在成形最后阶段才完成冲压件形状，该部位一 般先胀形，利于提高零件表面质量。
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底部形状 • 对于平面底部，在拉深成形时该部位通常不产生塑性变形，
刚性较差，这样表面形状的精度不易保证。如果胀形成形， 会产生双向伸长变形。 • 局部成形部位一般产生胀形变形。 • 外凸曲面底部在成形时通常从开始就产生一定程度的胀形变 形。 • 内凹曲面底部在成形时通常在最后阶段产生一定程度的胀形 变形。 • 台阶形状底部在成形开始有极度不均匀的变形分布，在台阶 变化部分的侧壁容易存在诱发切应力，产生剪切变形，甚至 形成折皱或材料堆积。 • 由于汽车覆盖件在冲压成形时的变形非常复杂，这就要求在 设计时从结构上和工艺上采取措施，使其向有利的方向转变。
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侧壁形状
• 直壁毛坯上的材料进入凹模后成为冲压件的侧壁，其主要作 用是向变形区传递变形力，通常不产生塑性变形。
• 冲压件的侧壁为斜面时，在冲压过程中侧壁悬空，直到成形 时才贴模。在成形时这种零件侧壁的不同部位变形特点不同， 侧壁部分在径向受拉应力作用，从而产生伸长变形。靠近中 央部位毛坯切向受拉应力，产生伸长变形，该部位属胀形成 形。靠近凹模口部分毛坯切向受压应力，产生压缩变形，该 部位变形属拉深成形。所以斜面侧壁成形属拉深-胀形复合成 形。
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6.2 汽车车身表面反求与零部件划分
• 驾驶室外表面的反求 • 驾驶室零部件的划分
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驾驶室外表面的反求
• 对正坐标 • 特征分析
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• 截面分析及截面线的生成
变形量、变形分布等根据轮廓的变化而变化。对外 凸轮廓部分，法兰毛坯的变形以拉深为主，是压缩 类变形；内凸轮廓部分法兰毛坯变形以胀形为主， 是伸长类变形。 • 有上凸部分的法兰零件在冲压过程中，冲模上也相 应的有上凸形状，这可能在冲压过程中产生多余材 料而形成折皱，而且压料面上的材料在凹模内的流 动速度不均匀，该部分材料可能产生一定的切向拉 应力。 • 与上凸形法兰相比，下凹形法兰在冲压成形时压料 面形状对凹模内部分毛坯产生的效果在总体上是相 同的，但法兰上下凹部分材料会产生切向压应力。
汽车覆盖件质量要求
汽车覆盖件应满足这样的一些要求： • 1、尺寸精度要求高（包括轮廓尺寸、孔位尺寸、
局部形状等各种尺寸），保证装焊的准确性，也保 证外观形状的统一和美观。 • 2、形状精度要求高，使符合造型师的造型要求。 否则脱离主模型，不能体现造型风格。 • 3、表面质量不允许有起皱、凹痕、擦伤等缺陷， 棱线清晰，曲线过渡应该圆滑均匀。 • 4、有较好的刚性，也就是材料要足够的塑性变形。 同时汽车行驶中受振时，不能有较大的噪声。 • 5、所设计的车身结构要有良好的工艺性，即在一 定的生产条件下，能够较容易的安排工艺和模具设 计，并且要经济、安全和稳定的保证产品质量。
• 汽车覆盖件拉深成形时，拉深冲压方向会影响到凸 模是否进入凹模、毛坯的最大变形程度、是否能最 大限度地减小拉深件各部分的深度差、是否能使各 部分毛坯之间的流动方向和流动速度差比较小、变 形是否均匀、是否能充分发挥材料的塑性变形能力、 是否有利于防止劈裂和起皱等质量问题的产生等。
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驾驶室零部件的划分
• 在完成了驾驶室外表面的光顺后，对 驾驶室的各部分进行划分，并以此为 基础进行零部件的结构设计。
• 在设计时一是注意各个零件之间的连 接；二是注意冲压工艺性，特别是预 先确定冲压方向；三是要注意结构合 理，增加刚度强度，减小用料。
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底部形状 • 冲压件的结构尺寸是决定毛坯变形方式和变形性质的主要因
素，所以在进行结构设计时要充分考虑其冲压工艺性，在冲 压过程中车身结构的尖角、小圆角、曲率剧烈变化的轮廓、 深度变化太大的形状等在冲压成形时使得毛坯的变形分布非 常不均匀，变形集中严重，很难控制变形的趋势。 • 在设计时就要避免尖角，对最小圆角作出限制，如最小圆角 半径不小于3mm（当然这与设计的结构具体情况有关系）， 深度变化尽量小等。如果由于功能需要使得冲压件工艺不良， 则通过设计合理的工艺补充和压料面来改善形状尺寸。 • 其他改善覆盖件冲压成形的措施还有改变工艺流程顺序、改 变压料面作用力的大小及分布、改变毛坯的贴模过程和改变 冲压成形条件等，可以根据具体的情况采取适当的措施。
• 以车门玻璃为例说明 • 注意线的品质，不要出现波动，并用
曲率梳检查
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• 注意分缝线等距
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• 最终结果
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6.3 汽车车身零部件的结构设计
这里以汽车车门和仪表板为例说明 • 汽车车门设计 • 仪表板设计
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• 3. 凸模和毛坯的初始接触状态良好， 以使得毛坯与凸模之间的相对滑动减 少，从而提高冲压件的表面质量。
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• 4．有利于防止表面缺陷。对一些表面 件，为了保证其表面质量，在选择拉 深方向时，对重要的部分要保证拉伸 时不产生出现的偏移线、颤动线等表 面缺陷。
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• 曲面的生成与调整
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• 光顺好的基本曲面，为过渡曲面做准 备
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• 求出过渡曲面，完成驾驶室的反求
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第六章
汽车车身 反求设计实例
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前言
• 在学习了曲面的光顺与评价方法后，就可 以对汽车车身曲面进行逆向设计，但仅有 这些还不够，还要以此为基础进行车身零 部件、内外饰件的设计，这包括表面反求， 根据反求后的表面并结合车型的要求进行 结构设计，进行人机工程学校核，对某些 运动件进行运动校核等。
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车身覆盖件拉深方向的设计原则
• 在汽车覆盖件设计过程中，要确定拉深方向，就是 确定零件在模具中的三个坐标位置；
• 拉深方向选择得是否合理，直接影响到拉伸件的质 量和模具结构的复杂程度。如果拉深方向不合理， 会使得拉深过程无法进行。故确定拉深方向是设计 过程中一项十分重要的工作。
后阶段才完成冲压件形状，该部位一 般先胀形，利于提高零件表面质量。
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底部形状 • 对于平面底部，在拉深成形时该部位通常不产生塑性变形，
刚性较差，这样表面形状的精度不易保证。如果胀形成形， 会产生双向伸长变形。 • 局部成形部位一般产生胀形变形。 • 外凸曲面底部在成形时通常从开始就产生一定程度的胀形变 形。 • 内凹曲面底部在成形时通常在最后阶段产生一定程度的胀形 变形。 • 台阶形状底部在成形开始有极度不均匀的变形分布，在台阶 变化部分的侧壁容易存在诱发切应力，产生剪切变形，甚至 形成折皱或材料堆积。 • 由于汽车覆盖件在冲压成形时的变形非常复杂，这就要求在 设计时从结构上和工艺上采取措施，使其向有利的方向转变。
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组成 • 车门可分为车门本体和附件两部分。车门本体属白车身范畴，
指作为一个整体涂漆、未装备状态的钣金焊接总成，包括车 门内外板、加强板和窗框等，是实现车门整体造型效果、强 度、刚度及附件安装的基础框架。 • 车门附件是为满足车门的各项功能要求，在白车身上装配的 零件及总成, 其中包括车门锁、铰链、限位器、玻璃、拉手、 操纵钮、出风口、密封件及内外装饰件等，另外还有在车门 上装备的其它一些附件，如烟灰盒、扬声器、放物袋、限位 块和行程开关等。 • 车门铰链与门锁是车门承力件，开门时两铰链受力，关门时 两铰链和门锁三点受力。因此，铰链、门锁的强度和刚度要 求较重要，车门限位器虽然不直接承受车门重力，但起开关 限位作用，与门锁和铰链在寿命、可靠性方面要求应一致。 另外，玻璃升降器、锁操纵手柄、按钮等的可靠性、耐久性 也不可忽视。其它附件的结构和功能一般应与主要附件的要 求相适应。
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6.1 汽车车身覆盖件冲压成型技术简介
• 汽车覆盖件大都是空间的曲面结构， 而且形状也很复杂，所以在冲压变形 中变形复杂、规律不易掌握、出现的 质量问题也多。
• 在车身结构设计时，就要多掌握些冲 压成形方面的知识，以便提高设计水 平。
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• 这些基本形状有：直壁轴对称形状（含直壁椭圆形 状）、曲面轴对称形状、圆锥体形状和盒形状等。 每种形状又可以分解成法兰形状、轮廓形状、侧壁 形状、底部形状等结构特征元素。
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汽车覆盖件冲压成形的变形特点
法兰形状 • 平面法兰在冲压成形过程中，法兰的毛坯流动速度、
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汽车覆盖件的结构特征
• 在板料成形理论和技术中，对直壁轴对称形状零件、 直壁椭圆形状零件、曲面轴对称形状零件、圆锥体 形状零件及盒形零件等在冲压成形中的变形特点、 主要冲压工艺参数的确定等已经基本可以定量化计 算，冲压条件、模具、板材冲压性能等因素对这些 零件冲压成形的影响规律也已基本比较明确。所以， 可以将复杂的汽车覆盖件结构分解为若干个基本形 状。
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法兰形状 • 多平面法兰是指冲压件的法兰由多个平面组成。倾
斜的平面法兰毛坯比水平的平面法兰毛坯受到模具 压料面的阻力要小，材料容易流入凹模，但是不易 产生塑性变形，对高平面法兰部分的材料有带动流 动作用，材料内产生剪应力和剪应变。在两平面相 交呈现下凹交界处，毛坯在变形过程中产生多余材 料，而在两平面相交的上凸处，材料变薄。 • 对于综合性法兰，则是由多平面与曲面组合而成， 其变形特点和毛坯流动可参照上述几种情况进行分 析。
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选择拉深方向的原则
在进行车身结构设计时，选择拉深方向的原 则：