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CAD在汽车方面的运用

归属类别:CAD资讯 发布时间:2012-4-26 10:26:26 录入:admin 热量值: 标签:CAD 汽车

CAD技术几乎被所有汽车公司所采用,可以说CAD技术(包括计算机辅助制造、计算机辅助工程分析)的应用水平,已经成为评价一个国家汽车工业水平的重要指标。在我国,汽车企业一直都作为国家和地方的利税大户,同时也是CAD技术应用的先锋。CAD技术在企业中的成功应用,不仅带来了企业技术上的创新,同时带动了企业经营、管理旧模式的变革。因此,它对我国传统产业的改造、新技术的兴起,以及汽车工业提高国际竞争力等方面,起到了巨大的推动作用。

  冲压艺术、结果设计和制造技术是汽车模具生产技术的集中体现,这些技术的进步主要取决于CAD/CAM/CAE技术的提高。在汽车模具制造行业,计算机应用技术和数控加工技术正越来越显示出其核心技术的作用。

  1.汽车模具CAD技术

  模具是能生产出具有一定形状和尺寸要求的零件的一种生产工具,也就是通常人们所说的模子。模具生产具有高效、节材、成本低、保证质量等一系列优点。汽车模具设计制造的核心技术是冲压工艺技术。冲压工艺技术包括工序设计、成型面设计、刃口设计等等所有涉及产品成型部分的技术。因此,冲压技术水平决定了模具的设计制造水平。

  2.汽车车身覆盖件CAD的技术

  车身是汽车的一个非常重要的总成,占汽车车身质量和造价的40%—60%,其设计的好坏直接影响着汽车的使用性能。车身又决定了汽车外形的美观程度,而汽车外形是消费者在购车时首先考虑的因素,对影响消费者的决策起着关键性的作用。同时车身还必须有足够的强度和静刚度、良好的动力学性能指标,达到保证成员安全和汽车寿命,抗振抗噪,节约能源等目标。

  (1)汽车覆盖件模具型面CAD的特点

  一般覆盖件成形都要依次经过拉延、切边、整形、翻边和冲孔等几道工序。第一道工序,即拉延工序中最重要的是工艺补充面的设计。工艺补充面设计得好坏直接影响到所设计的模具能否拉出合格的零件,能否减少调试模具的时间,缩短整个模具的生产周期。

  (2)汽车覆盖件模具结构CAD的特点

  大型模具结构一般都比较复杂,一副大型覆盖件模具有上百个零件,模具的外形尺寸也比较大。模具结构设计一般可分为二维设计和三维设计两种,两种方法各有其优、缺点。

  计算机二维设计与手工图板设计相似,属平面绘图,其优点是设计速度快、占用计算机内存小、对计算机硬件配置要求不高,是一种投资小、见效快的方法;它的缺点是设计错误不易被发现,不能直接用于分析和加工。三维设计有很多优点,如可实现参数化、基于特征、全相关等,使得产品在设计阶段易于修改,同时也使得并行工程成为可能。三维设计形象、直观,设计结构是否合理使人一目了然。同时,三维设计的自动标注尺寸减少了人为设计错误,但三维模具设计目前也存在一些问题,例如:计算机运算速度低、软件占用硬盘和内存的空间大、模具结构投影线条多、设计速度慢等。

  3.汽车底盘CAD技术

  汽车总布置是汽车设计中重要的一环,对汽车产品质量起决定性的作用。总体布置采用模块化设计,模块之间互相联系,彼此间可以交换数据。

  在进行布置设计时,都是在三维空间内进行,因此必须确定零部件位置,这对建立整车坐标系及总称的坐标系很有必要。在已建立的坐标系中建立数学模型,用坐标点的方法完成总称装配。待设计完成后,要进行干涉检查,一般分为位置干涉检查和运动干涉检查。汽车动力性、操纵稳定性、制动性都是性能分析的重要工作。

  另外,汽车总布置CAD系统是以数据库、图形库为基础的,设计过程中产生的一系列数据对于今后的工作会有很大的帮助,节省工作量。总成图形库存储的是与整车总布置密切相关的零部件,其数据包含了对总成的特征结构和尺寸的描述。总布置数据库主要包含设计中一些中间参数和数学模型运行结果,具有动态性。

  4.CAD技术在汽车轻量化中的应用

  汽车减小自重,不仅可以改善汽车的各项性能,还能降低油耗节省资源。有两种途径可实现汽车轻量化,一种是采用复合材料,另一种是减小汽车结构尺寸。但不是为了保证汽车具有较高的安全性,采用缩小尺寸的方式必有一个界度。尽管现如今复合材料已经广泛用于汽车上,但是从整体上来说,还没有完全达到节省资源的目的。一方面继续研究性能更为优越的轻量化材料,另一方面可以从设计方面入手。

  以前CAD系统只能表示实体的几何和拓扑信息,而不能表示材料信息。一个现代化的CAD系统应该能建立实体内部的材料信息,即在一个实体内有着不同的材料结构。而许多结构部件要求材料性能在零件内部随位置变化而连续变化,这要做既能满足零件的性能要求,又能节省大量材料。比如气缸,其内部承受高温,因此可采用耐高温材料——陶瓷,外部要求具有良好的延展性,可采用金属,因此可以实现陶瓷材料和金属基体间的双向扩散,材料组成呈梯度变化。但是能够同时进行几何设计和材料设计的CAD技术,在国内并没有从理论走向实践,不过这将会成为今后CAD技术研究的新亮点。