图4-47 造型曲面构建与质量控制流程
对曲面设计质量的控制着重对吻合创意、符合工程要求以及曲面本身质量几点进行考虑,要满足所有已知的工程、制造和人类因素标准,具体包括造型意图、数据结构、光顺性、协调性、接口美观、尺寸技术规范、完整性、安全性、工艺性、下游使用等方面,如图4-48所示。
不同的质量要素有不同的控制工具和方法,不同的车型开发阶段控制工具和方法也有所差别,相同车型的不同部位曲面质量也存在差别,所以对曲面质量的控制是一个动态的、系统的复杂过程。
1.数字模型曲面质量控制
现代计算机辅助设计软、硬件技术的飞速发展为汽车造型曲面设计工作提供了便利条件,丰富的软件功能和高速的硬件设备使得曲面质量控制得以高效率进行,绝大多数的质量控制要素都可以在数字设计平台上实现。
虚拟现实评估是评价汽车造型曲面设计质量的先进工具和方法,在数字虚拟现实(VR)环境下,给所构建的造型曲面赋以适当的色彩纹理,设置适当的光线,放入各种虚拟场景下进行评估,对比最终批准的效果图、物理模型、设计变更文件等设计依据,看所构建的曲面是否达到了设计意图,所有造型特征、细节是否完善。如图4-49所示为某车型在虚拟现实环境下进行的曲面设计质量评估。
图4-48 造型曲面设计质量控制要素
图4-49 某车型虚拟现实造型评估
图4-50 某车型前部光顺性检查
曲面质量的光顺性、协调性、数据结构、完整性、工程可行性等质量要素对设计阶段其他区域影响重大,不能等到物理制造后再开展质量控制,丰富强大的曲面设计软件提供了各种工具和手段。如图4-50~图4-52所示为某车型曲面质量评价检查。
图4-51 某车型前部钣金数据结构检查(www.xing528.com)
图4-52 某车型后部钣金表面平整度检查
2.物理模型质量控制
现代计算机辅助设计技术的发展为减少车型开发中物理模型的制作数量、简化车型开发流程和缩短车型上市时间做出了突出的贡献。但在现实车型开发中,数字模型因为各种原因无法完全代替物理模型,在汽车造型曲面设计及质量控制中也是如此,为检验曲面设计质量,模型制作还是必要的。
验证模型是一种检验车身造型曲面设计质量的一种有效工具,验证模型的目的是最终检验汽车内外A级曲面的质量,一般是将经过理论评审的数学模型直接在五轴数控加工中心上加工出一个1∶1的模型,材料通常使用硬质材料(树脂或代木等),如图4-53所示。为完整真实展现A级曲面设计情况,模型的加工制作要求很高,骨架设计制作要注意刚性,硬质材料分割拼接精致,数控加工表面质量要求高,加工后不需表面光滑处理。
3.常用曲面设计质量控制软件工具
ICEM Surf是一个高级自由曲面的构造和评价工具,它的最主要特点是直接构造曲面(无须先构造曲线)和曲面质量的动态评价(曲面调整中的曲面诊断结果动态更新),汽车、摩托车外覆盖件、内饰件等自由曲面用它来构造是游刃有余。但最好有比较完整的测量数据,当然ICEM Surf也可以直接用于构造曲面的设计。
图4-53 验证模型
ICEM Surf的柔性产生了当今设计环境所需的高质量曲面,并大大缩短了整体设计时间。产品开发小组使用ICEM Surf,可以把传统工艺过程远远抛在身后。ICEM Surf集成解决方案,能让用户实施一种被称为虚拟建模技术的全新、高效的产品开发方法。
ICEM Surf是汽车、产品设计、工具和模具工业的首选工具,用于复杂曲面建模和分析。并且,通过一组完善、直观及标准的CAD接口,ICEM Surf可以很方便地与任何CAD系统集成。
Autodesk Alias Automotive软件是Autodesk数字样机制造解决方案的一部分,是一款行业领先的汽车设计和造型软件,全球领先的汽车设计工作室都争相采用。软件为整个造型定义流程(从概念草图到A级曲面)提供了一整套完备的可视化和分析工具。
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