轿车车身GD&T计算机辅助设计方法研究及其应用

摘要

车身几何尺寸与公差（GD&T）设计是轿车尺寸工程的关键内容，是车身设计、制造、检测过程不可或缺的一个步骤，影响车身整体制造质量以及车身的外观，其设计过程具有复杂性、灵活性、经验性和模糊性等特点，仅依靠人工设计，其设计过程长、效率低、效果差。本文对轿车车身GD&T计算机辅助设计方法进行研究，利用模板技术在事物相似性和设计方法的复用技术方面的优点，将模板技术应用到GD&T设计中来，从GD&T设计实例中提取典型特征，创建车身GD&T设计模板，运用模板的实例化来完成GD&T的设计，开发一个轿车车身GD&T计算机辅助快速设计软件原型。从而解决轿车车身GD&T设计中存在的由于数据、经验、知识等方面的不足而造成的设计中的效率低、水平低的实际问题，实现轿车车身GD&T设计工作的计算机化，为设计人员提供指导和帮助，缩短产品的生产制造准备时间。论文主要研究内容如下： 首先从轿车车身GD&T设计流程出发，详细介绍了轿车车身GD&T设计的具体步骤：功能研究、公差研究、基准系统的确定、公差计算、产品图纸生成；并描述了轿车车身GD&T设计方法，其中包括基准系统的设计方法和基准设计时需要遵守的原则、公差的各种设计方法、测点的布置设计以及功能尺寸设计，为车身GD&T计算机辅助设计研究提供基础。 由于模板在相似事物设计中的突出优点，基于实例建立了车身GD&T信息设计模板。利用产品信息树型结构，合理表示车身GD&T实例及相关设计知识，通过对实例的分析总结出典型GD&T实例，并以此为依据，分析基于实例信息模板的创建过程，定义信息模板数据模型，建立GD&T信息模板。 最后基于模板建立了轿车车身GD&T计算机辅助快速设计系统原型。运用信息模板的构建及其模板的实例化过程，构造了轿车车身GD&T计算机辅助快速设计系统原型，并运用CATIA二次开发功能实现了部分功能，提高了设计质量，降低了设计耗时。 综上所述，本文以轿车车身GD&T信息设计为核心，通过对一般GD&T信息设计过程的理解，引入模板的概念，创建基于典型实例的GD&T信息模板，并将模板实例化，搭建了一个轿车车身GD&T计算机辅助快速设计系统原型。