汽车CAD、CAM、CAE设计实例

车身

CAD/CAM/CAE报告

学院：车辆与能源学院 专业：2012级车辆工程

学号：S12085234009 姓名：刘建霞

日期：2014年7月5日

一 CAD部分

（一） 曲面建模——鼠标外形设计

1 在XY面内建立草图1，并使其与两水平轴相切

2 再进入XY面建立草图2，并使其两端点与草图1的两端点“相合”，且也与两水平轴相切（可直接使其与草图1相切实现）

图1.1.1 草图1

草图2 图1.1.2

3 进入YZ面建立草图

3

，并使其两端点与草图1、2的交点相合

图1.1.3 草图3

图1.1.4 平面1

4 建立ZX面的偏移平面1，并用“线——相交”命令找到它与已创建的三条曲线的交点（此处命名为“相交1、2、3”）

5 在平面1内用“样条线”命令创建草图4，并使其上的3个控制点与上一步创建的相交1、2、3相合

图1.1.5 草图4

图1.1.7 鼠标外形

6 用“多截面曲面”命令创建鼠标外形曲面，其中截面选择草图1

、

2

、3，引导线选择草图4，并注意调整箭头方向，使其一致，这样就完成了鼠标外形的创建。

图1.1.6多截面曲面

（二） 实体建模

1 弹簧设计

（1） 在“线框与曲面设计”模块创建螺旋线：首先建立3个点，一个作为螺旋线

的起始点，另外两个建立成螺旋线的轴

图1.2.1 点1

图1.2.3 点3

图1.2.2 点2

图1.2.4 螺旋线旋转轴

（2） 建立扫掠平面，在该平面上建立草图1（圆形），作为弹簧的截面 （3） 进入“零件设计”模块，用“肋”命令扫掠成弹簧

图1.2.5 螺旋线

图1.2.6 扫掠平面

图1.2.7 弹簧截面草图

图1.2.8 扫掠

（4）实际中经常遇到变螺距的情况，可通过“螺旋线——法则曲线”进行定义，修改螺距的起始值和结束值以及类型，从而实现变螺距弹簧的创建

图1.2.9 变螺距弹簧的创建

（5）实际的弹簧底部是平的，可以通过创建合适的平面对弹簧底部切平实现：在弹簧底部端面上创建点4，并通过“平面——曲线的法线”命令创建平面2（其中曲线选择弹簧的轴线，点选择点4）

图1.2.10 平面2

（6）进入“零件设计”模块，用“分割”命令将底面切平即可。

图1.2.11弹簧实体

2 花瓶设计

（1）在XY面创建草图

1

1 图 1.3.1 草图

（2）用“旋转体”命令将草图1旋转成实体

图1.3.2 旋转体

（3）用“盒体”命令将以上旋转体抽壳为具有一定厚度的盒体，即花瓶瓶身

图1.3.3 盒体

（4）下面完成瓶把的设计，首先创建瓶把外形的草图2，再建立草图2的法向平面并在该平面上创建草图3，作为瓶把的截面

图1.3.4 草图2

图1.3.6 草图3

图1.3.5 草图2的法向平面

（5）用“肋”命令将草图3沿着草图2扫掠为瓶把实体

图1.3.7 扫掠

（7）瓶把修整：将“肋”命令的前一项定义为当前工作对象，进入“创成式外形设计”模块，利用“边界——提取”命令提取瓶身的内壁

（8）再将“肋”命令定义为当前工作对象，利用“分割”命令实现瓶把的修整（分割元素选择上一步提取的面）

（9）通过“镜像”命令完成另外一边的瓶把

图1.3.8 提取

图1.3.9 分割

图1.3.11 花瓶

（三） 逆向建模——香波瓶设计

1 输入点云及点云处理

进入“外形——Digitized Shape Editor”模块，通过“cloud import”命令输入点云，点云的处理命令只要有Remove（删除）、Filter（过滤）、Activate（激活）等

图1.4.1 点云

2 将点云生成扫描线，扫描线生成实线，从而生成实体 （1）瓶身设计

① 通过“Activate”命令只激活瓶身部分点云，通过“Planar Section”命令生成该部分点云的扫描线

图1.4.2 生成瓶身部扫描线

②通过“Curve from Scan”命令将扫描线生成实线

图1.4.3将扫描线生成实线

③换入“创成式外形设计”模块，用“多截面曲面”命令生成瓶身曲面（选择除瓶身凹陷处的另外6条曲线）

图1.4.4多截面曲面

④用“操作——外插延伸”命令将瓶身两侧延伸，并用“分割”命令进行裁剪。同理将瓶身曲面向瓶嘴和瓶底方向进行延伸以便后续处理。

图1.4.5外插延伸

（2）瓶身凹陷处设计

①显示点云，在ZX面创建草图1，令该草图尽量与点云凹陷处曲线接近，并通过“拉伸”命令将该草图拉伸

② 通过“圆角”命令将瓶身和拉伸面之间倒圆角，生成的圆角即为所求。同理可作出另外一侧的凹陷部分

图1.4.6分割

1

图1.4.8凹陷处拉伸

图1.4.9凹陷处圆角

（3）瓶底设计

①进入逆向模块，激活点云，通过“3D—3D Curve”命令创建3D曲线（选择底部点云中的3个点创建）

②换入“创成式外形设计”模块，通过“线——点面复制”命令复制上述3D曲线上的3个点，并通过这3个点创建平面1，在该平面上创建草图2

③用“填充”命令将草图2中的矩形填充为面，然后用ZX面分割该矩形面，最后用“圆角”命令在分割后的面与瓶身间倒圆角，生成的圆角即为所求

处草图

图1.4.10 瓶底部3D曲线

图1.4.11 瓶底部草图2

图1.4.13 瓶底部分割

图1.4.12 草图

2填充

图1.4.11 草图2

图1.4.14 瓶底部圆角

（4）瓶颈部设计

与瓶底部的做法类似，先在瓶颈部点云创建3D曲线，然后复制其上的3个点，通过这3个点创建平面，在该平面上创建矩形草图，将草图填充成曲面，用ZX面分割该曲面，最后用圆角在分割后的曲面和瓶身间倒圆角，形成的圆角即为所求。

图1.4.15 瓶颈部3D曲线

图1.4.17 瓶颈部圆角

图1.4.16 瓶颈部草图

（5）瓶嘴设计

①激活瓶嘴部点云，生成扫描线

②将扫描线生成实线，由于生成的实线不一定是圆弧，为后续工作带来不便，解决办法是用一段近似的圆弧来代替它：通过“点面复制”命令复制实线上的3个点，通过这3个点建立平面，在该平面上创建一段与实线近似的半圆弧

③拉伸这段半圆弧：瓶口端拉伸至与点云瓶口段所在位置一致，瓶颈段可多拉伸出一些

④利用“圆角”命令在拉伸曲面和上一步创建好的曲面间倒圆角，生成的圆角即为所求

图1.4.19 瓶嘴实线的近似圆弧

图1.4.18 瓶嘴扫描线生成的实线

图1.4.20近似圆弧拉伸

图1.4.21 瓶嘴圆角

3 整个瓶子以ZX为对称面，可利用“对称”命令做出另一半，并用“接合”命令将两半缝合为一个整体

图1.4.22 最终实体