CATIA V5 在汽车白车身焊装与检验夹具设计中的应用

　　随着目前全球汽车行业的迅猛发展，新车型的车身外观不断花样翻新，汽车车身表面曲面愈加复杂，基于三维设计平台的CAD/CAM技术在焊装与检验夹具的应用也就成为汽车工业发展的必然结果。本文是中国第一汽车集团基于CATIAV5的成功应用案例。

　　CATIA V5 在汽车白车身焊装与检验夹具设计中的应用，，随着目前全球汽车行业的迅猛发展，新车型的车身外观不断花样翻新，汽车车身表面曲面愈加复杂，汽车车身的设计制造周期日趋缩短，所有的汽车制造商都在采用三维数据进行汽车的设计开发，车身零件的形状、尺寸和装配关系都采用三维数学模型来表达。传统的二维设计和制造模式已经无法满足汽车车身发展的要求，基于三维设计平台的CAD/CAM技术在焊装与检验夹具的应用也就成为汽车工业发展的必然结果。

　　我公司2004年开始使用CATIAV5进行检验夹具的设计，2005年开始使用CATIAV5进行焊装夹具的设计。经过不断地摸索与实践，已经形成一整套基于CATIAV5的焊装与检验夹具三维实体设计流程，同时也积累了丰富的经验。

　　1.焊装方案图的设计

　　方案图是焊装夹具设计的依据和基础，需要将所有的夹紧截面、定位基准等清楚、准确的表达。

　　以往的二维焊装方案图有不能准确表达空间几何和零件间装配关系等固有缺点，设计所需信息不全，不能很有效的指导焊装夹具的设计冲压模毕业设计，容易造成后期设计大量修改。

　　现在，我们利用CATIAV5进行方案图的三维设计（如右图），可以准确的表达各类几何关系、装配关系、设计信息（包括坐标轴系，焊点、夹紧截面和夹紧方式、产品定位基准和方式、夹具零件的定位元素等），能够有效地指导后期设计，大大减少了方案图和夹具图的错误和修改。

　　对于主机厂提供的方案图，我们也要将其三维化，目的是一方面初步检查焊装方案的可行性，同时将后期结构设计所需要的设计信息补充完整，以方便后期结构设计加以利用。

　　2.焊装与检验夹具设计

　　A、P夹具设计owerCopy和UserFeature（UDF）的应用

　　我们利用CATIA的PowerCopy和UDF功能，实现了一些标准样式结构的自动化生成。例如检验夹具设计过程中，有很多使用相同的检测方式，这些地方需要设计员做大量的曲面造型工作，而造型过程往往所用的命令、功能乃至步骤都完全一样，只不过是初始输入条件不同，使得造型过程费时费力。

　　现在我们利用PowerCopy和UDF生成这部分标准结构。在实际设计过程中，设计者只要处理好Point、Curve、Suce等输入条件，然后选取输入条件、确定控制参数就可以快速的得到结果，再在此基础上进行后续的结构设计。操作简单，省时省力在制作PowerCopy和UDF的建模过程中，要注意PositionedSketch（定位草图）和Line、Plane的方向性，因为PowerCopy和UDF的通用性特点决定了它们对几何元素的方向性有着非常严格的要求。如果方向性控制得不好，制成的PowerCopy和UDF应用后得到的就可能不是我们希望得到的结果，甚至无法执行运算。

　　B、基于知识工程的标准件应用

　　我们针对汽车焊装夹具零件多的特点，建立了符合焊装夹具设计特点的标准件库。

　　1）构建基于知识工程的标准件。

　　在构建标准件几何的时候，大规模应用CATIA知识工程建模技术。例如：PositionedSketch（定位草图）、ParametricCurve（参数曲线）、DesignTable（设计表）、EquivalentDimensions（同等维）、Rule（规则）、Check（检查）、Reactions等，使结构相似的不同种类的标准件统一表达为一个CATPart文件，实现标准件从一种变化为十种甚至几十种，使设计者在调用标准件的时候，可以随时变更标准件的规格。

　　在有结构尺寸的标准件中适当融入工程设计规范，在出现不符合设计规范或超出适用标准的情况的时候，及时提醒设计员注意改正，注塑模毕业设计。圆筒形灯罩照明设备注塑模设计。标准件几何表达的正确。

　　2）采用Catalog进行标准件和标准结构的管理。

　　在焊装与检验夹具的实际设计工作中，会应用到不同标准体系的标注零件，这就需要使用CATIA的Catalog进行管理。Catalog让设计员能够方便快捷的查找和调用所需要的标准零件和标准结构。

　　在应用Catalog进行标准件管理的时候，我们在文件系统下，针对不同标准体系分别建立文件夹，并在各个文件夹中分别创建Catalog，负责管理相应标准体系的标准件。在各Catalog中按照零件的使用功能分为若干的Chapter，每个Chapter下逐步细化分组。然后在标准件总文件夹下创建一个Catalog文件，应用“AddLinktoAnotherCatalog”命令，创建链接分别指向不同标准体系的Catalog。

　　在实践中，我们发现这种标准件管理方式使得庞大的标准件系统变得异常清晰和有条理，是最有效率和最方便的管理方式。

　　3）采用UserComponent调用标准件。

　　UserComponent是CATIA－MoldToolingDesign模块中功能非常强大的命令之一，能够在插入标准件的同时与其它的Part进行自动布尔运算（Add、Remove或Assemble）。我们利用UserComponent这种特点，在标准件中加入名称为“Pad”、“Pocket”或“DrillHole”的Body，达成在插入标准件的同时自动生成零件所需的安装台、安装窝座和安装用螺钉孔及柱销孔的目的。并通过CATIA提供的管理工具（见下图）对这些布尔运算进行管理。

　　支特称道的是，CATIAV5R16对UserComponent增加了新功能，使得我们可以更加方便地使用UserComponent。下面左图所示这些命令可以让我们十分方便的管理（修改、删除、复制、替换等）我们所调用的Component。

　　下面右图所示可以让我们在CATIA加工模块中提取自动布尔运算生成的螺钉孔及柱销孔的加工信息，从而生成这些孔的NC加工程序。