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      摘要 : 隨著中國汽車市場競爭加劇，顧客對于汽車品質提出更高的要求，無論從外觀、內飾，智能網聯化、綜合能耗、聲噪指標都有新的訴求。作為汽車研發部門，東風汽車技術中心已初步具備仿真、色彩、驗證模型設計及主模型加工能力。汽車內外飾驗證臺架設計及開發主要解決整車開發前期設計方案是否合理和裝配驗證是否干涉的作用。本文通過東風自主轎車內外飾驗證臺架 X53 項目設計與開發過程，對今后該類工程模型自制工作做了有益的探索。

     內外飾驗證臺架是為了在 ET0 前驗證車身內外飾件結構數據，驗證汽車零件結構，驗證裝配可行性，驗證 DTS 制作的工程驗證模型。通過內外飾驗證臺架，不僅能夠進行零件裝配驗證，同時能夠進行感知質量評價，在 ET0 階段作為車身內外飾件檢具，驗證設計結構作為標準白車身，安裝 RP 件或 ET0 件進行人機驗證。

 

 

     采用鋼管骨架，5166 代木為型面材料，表層加工厚度 30mm 以上。采用鋼板底座，底板厚度要求 15mm 以上，檢具本體采用可加工樹脂板材為型面材料。型面輪廓材料為 5166 代木，其性能要求 : 密度≥ 1.2g/cm3, 硬度邵氏 D ≥ 75,線性熱膨脹系數 (10-6m/℃ ): ≤ 35。定位面及支撐面材料采用 SK5 或相當材料，其結構必須采用可拆卸式結構，不允許采用膠水粘結。

 

   

     坐標線 :0.05mm; 無搭接裝配要求的全部形狀 :±0.30mm; 有搭接裝配要求的形狀 :±0.15mm; 支承及定位公差 :±0.1mm; 對稱形狀的不對稱度 :0.20mm; 左 / 右檢具的不對稱度 :0.30mm; 最大加工刀痕深度 :0.05mm;非功能孔目測刻度 :±0.30mm; 用銷規檢查的一般功能孔位置度 :±0.15mm; 用銷規檢查的重要功能孔位置度 :±0.10mm; 一般輪廓對齊處 :±0.30mm; 重要輪廓對齊處 :±0.15mm; 某一產品的特性偏離上述規范時，檢具的公差可采用 1/4 準則，在產品圖紙上針對某一特別產品特性標注公差的 1/4 可用作檢具制造公差。

 

   

     UG（Unigraphics NX） 是 Siemens PLMSoftware 公司出品的一個產品工程解決方案，它為用戶的產品設計及加工過程提供了數字化造型和驗證手段。Unigraphics NX 針對用戶的虛擬產品設計和工藝設計的需求，提供了經過實踐驗證的解決方案。本次設計使用的設計和編程軟件為 UGNX12 版本。

     長 =（車頭最前位置 - 前輪眉邊界）-30mm（柔性板厚度），考慮不同車型在柔性骨架上的通用 ; 寬 = 右側前保安裝面 - 左側前保安裝面 ;高 = 前格柵下邊界 100mm 處-前保下邊界100mm 處 -30mm（柔性板厚度）選取最低高度為柔性骨架，針對高度高的車型可在柔性板和模型間增加墊塊。

   

    后保設計方案使用柔性安裝板。柔性安裝板為 30mm 厚度鋁合金板，均布直徑 10mm 銷孔，孔間距為 50×50mm，安裝板尺寸參考骨架本體尺寸 ; 連接方式 : 骨架與柔性板之間使用螺栓緊固連接 ; 柔性板與模型之間通過柔性板上銷孔使用螺栓和銷等方式連接。

 

 

     內外飾驗證臺架驗證門總成使用單邊一側進行驗證，設計為左側前門，B 面保留完整鈑金面。玻璃導軌、B 面和 A 面一體式加工，玻璃導軌外表面加厚 10mm。模型上保留大小 20×20mm的加工基準，門前后各一處。參考車身門鈑金保留車身內飾件和后視鏡等安裝點，安裝點處布置金屬鑲塊，內嵌于模型內。玻璃單獨加工，水切處設置螺栓孔用于固定。前門分別設置三處擰緊在側圍上的銷孔，上端兩處下端一處，鎖緊方向為正 Y 向 ; 并預留相應的銷控墊板結構。為便于門的拆遷，將鉸鏈處 A 面門板作為附件，單獨安裝在門板主體上。

 

   

     后門主體骨架是 “口” 形，加上橫豎兩條加強筋，另焊接兩根連接骨架與車門模型上端連接，連接骨架位置和間距按車門尺寸均布。骨架前段焊接與鉸鏈連接的安裝鐵塊，后方無鎖扣結構。骨架與代木主體之間采用糊狀代木連接，無螺栓等連接結構。主體框架距離鈑金邊界距離≥ 110mm。模型避讓門板主體骨架外邊界距離≥ 5mm。材料 45 鋼，厚度 5mm ，20×40mm管材焊接而成 。車門開啟角度以設計輸入為準。

   

     尾門結構設計包含 : 模型設計及骨架設計。模型設計 : 參考尾門內外鈑金數據、預留與骨架鉸鏈安裝點、預留尾門飾板安裝點，與側圍配合安裝點，基準塊布置 ; 骨架設計 : 與頂蓋處鉸鏈骨架連接，預埋加強鋼管骨架，尾門支撐桿處骨架 ; 尾門本體模型設計結合內外鈑金數據設計成一體。

     臺架主體骨架通過鉸鏈與尾門骨架連接 （; 參考數據撐桿安裝點高度，開啟角度 77° - 開啟角度 90°）尾門模型內預埋鋼管與尾門鉸鏈及支撐桿骨架連接 ; 保留飾板以及尾燈安裝點，安裝點布置銷套 ; 尾門模型主體通過左右兩側邊定位銷限位 ; 尾門模型鈑金翻邊單獨加工并與主體粘貼 ;設計四個基準塊 30×30mm，位置左右對稱均布。

 

     型面 : 以鈑金面為基礎，人的腳部踩踏區域設計為平面。數控加工 : 將前排座椅間隙和人的腳部踩踏區域與整體切分開，其 他區域一體式加工或者拆分為 2 個大塊加工。定位 : 在中部區域開槽與骨架匹配 + 螺栓定位。材料使用 : 主體采用密度 1.2g/cm3 的代木 ; 所有安裝孔位制作金屬鑲套 ; 前排座椅間隙和人的腳部踩踏區域采用密度 0.2g/cm3 的 PU，厚度約 30mm。

   

 

     駕駛員側完整結構，副駕駛側只有骨架支撐結構 , 結構必須采用可拆卸式結構，不允許采用膠水粘結。中間為鋼骨架，周邊采用高密度代木（密度 >1.2g/cm3）制作。安裝的孔位和定位采用實車狀態，安裝孔位必須鑲嵌金屬機構保證拆卸換裝及強度。外觀不是重點項，連接結構可以從 A 面打孔進行連接。

 

     內外飾驗證臺架試制分為以下幾個階段 : 第一階段為骨架制作，包含骨架設計、下料切割、拼料焊接、熱處理、安裝孔和基準面機加、骨架檢測和防銹處理等 ; 第二階段為內外飾驗證臺架分總成主體結構設計 ; 第三階段為零部件制作及裝配，根據設計圖紙要求制作分總成的毛坯，主要零件采用數控加工進行，做好每個分總成相應的裝配基準，制作完成后對應主骨架的基準進行相應位置的裝配工作 ; 第四階段為檢測，檢測零件表面、整車姿態、定位安裝孔位、間隙面差。主要工藝制作流程按照以下順序進行 : 骨架設計→骨架確認→骨架焊接→骨架加工→骨架檢測→數據處理→毛坯制作→粗加工→ NC 加工→分總成與骨架裝配→五軸加工→車身附件 NC 加工→樣件修配→組配→評審→噴漆→組配。

 

     數控編程的精度按照規范要求，其中 A 面精度≤ 0.3mm，切削的最大殘留高度≤ 0.02mm，DTS 檢測值公差≤ 0.2mm，相應編程參數應與此對應。數控編程使用公差參照 GB/T 1804一般公差未注公差的線性和角度尺寸的公差和GB/T 1184 形狀和位置公差未注公差值進行設定。粗加工，切削步距設定為所使用刀具直徑的1/4，例如 φ20mm 球刀切削間距設定為 5mm。精加工切削間距設定為所使用刀具直徑的 1/40。例如 φ20mm 的球刀取切削間距設定為 0.5mm。模型編程坐標系建立包括坐標原點選擇和坐標軸確定，數控機床坐標系標準為右手笛卡坐標系，確定模型在機床上的裝夾方向和相對位置。模型整體數控加工的編程按照 EQCY-5044 汽車驗證模型設計規范定義的設計基準編制。使用編程軟件 NX12.0， 數控加工設備JOBS 五軸加工中心和馬迪克斯五軸加工中心。

     為保證整個驗證臺架制作順利、有序、按時完成，在骨架制作完成、零件裝配完成及交付之前三個階段進行驗收安排。第一次驗收為骨架驗收，需檢測骨架的定位孔及定位面的尺寸精度及后處理狀態，提供熱處理報告及實際尺寸與數據尺寸對照表，檢測全過程必須有技術人員一直在場 ; 第二次驗收是零件裝配完成之后，確認型面質量、樣件質量等滿足設計功能要求 ; 第三次驗收是在整車驗證臺架檢測后進行，確認內外飾驗證臺架外觀、尺寸是否滿足要求并整改到位達到設計零件互換要求，采用三坐標打點檢測，檢測總點數不得少于 500 點，測點排布原則 : 功能敏感區加密點數，在過渡區減少點數。

 

 

     經過此次項目制作，增強了技術中心制作工程類模型的能力。主要體現在 : 提高了內外飾驗證臺架的設計能力 ; 通過自制縮短數控加工制作時間 ; 有效驗證了汽車前期研發出現的各類問題，加快了整車研發的試制周期，在國內汽車模型制造領域具有實用和推廣價值。

     與國際先進模型制造企業相比，國內模型制作的能力已經接近國外先進水平，但是由于起步較晚，專業性積累較少，在現場調試數據的反饋、搜集、整理并重新融入設計再應用環節尚有一定的差距，各個模塊數據庫的建立還處在比較初級的階段，隨著今后經驗的積累，將逐步縮小與國外先進技術差距，高端工程類模型制造能力會不斷加強。