本文介紹了駕駛室的特征模板CAD設計技術相關應用。

　　通過定制白車身特征模板庫和塑料件特征模板庫，設計人員在CAD建模方面不再進行重復性工作，從而總體上提高了車身設計建模的效率，縮短了產品開發周期，取得了良好的應用效果。

　　背景

　　模板技術是指以設計軟件為載體，將產品開發設計中頻繁應用的幾何特征、典型結構、典型斷面、典型零件、總成、設計方法、設計規則及設計標準IT化形成單獨可以重復調用使用庫或模塊文件。

　　常用車身零件都包含孔、筋、凸臺和翻邊等幾何特征，設計師需要耗費大量時間進行這些形狀相同但尺寸不同的幾何特征建模工作。隨著CAD技術發展，國外汽車行業逐步開始采用模板技術代替傳統建模手段進行產品設計開發，相對于傳統建模手段，模板技術避免了設計師的重復勞動，提高了產品設計效率，縮短了產品的建模時間。

　　模板根據IT化內容的不同分為特征模板、零件模板、總成模板及流程模板。特征模板是指將產品設計建模經常使用孔、筋、凸臺和翻邊等幾何特征IT化形成特征模板庫。沖壓件常見的幾何特征見圖1。

圖1 沖壓件常見的幾何特征

　　一汽技術中心車身部在2006年完成白車身特征模板庫(見圖2)和塑料件特征模板庫(見圖3)定制工作，下面我們以CATIA V5軟件為設計軟件對白車身特征模板的開發和使用進行介紹。

圖2 白車身特征模板庫

圖3 塑料件特征模板庫

　　特征模板的開發

　　特征模板開發首要的工作是確定需要定制的白車身幾何特征，每個企業需要結合自身產品開發的特點來定制幾何特征，因此各個企業的特征模板庫并不相同。選取IT化的幾何特征必須具備以下原則：必須是頻繁使用的幾何特征;幾何特征不能過于復雜。

　　對于不經常使用的幾何特征，我們不需要也不值得創建;而對于復雜的幾何特征，如果定制容易在使用時發生問題，而且使用比較復雜，因而經常將復雜的幾何特征分成幾個幾何特征進行定制，從而實現復雜特征模板創建工作。白車身特征模板見圖4。

圖4 白車身特征模板

　　根據已經確定開發定制的幾何特征，企業需要確認模板輸入條件及輸出結果，特征模板的輸入條件及輸出結果必須根據本企業建模規則同時結合設計師建模習慣進行認定。特征模板輸入、輸出條件見圖5。

圖5 特征模板輸入、輸出條件

　　在CATIA V5 GSD模塊，創建需要IT化幾何特征，輸入幾何特征與輸入結果應分別放在不同幾何圖形集中，隨后使用CATIA 技術創建特征模板庫。

　　特征模板主要使用UDF和Powercopy兩種方式進行創建，其具體區別是使用UDF方式創建特征模板后，結構樹只增加了一個特征，其參數在此特征下面，如圖6所示;使用Powercopy方式創建特征模板后，結構樹增加了Parameters項，其下面是參數;增加了Relations項，其下面是建立的關系式等;同時增加了新的幾何圖形集，內部是全部特征的創建歷史特征。

圖6 參數設定對話框

　　特征模板創建工作需要使用CATIA V5產品結構、庫編譯器和GSD等模塊，在創建特征模板的過程中，可以將本企業規則和方法例如設計規則、沖壓件設計方法及相關的工藝規定等內容添加進來，從而避免低級錯誤的產生。

　　為了方便設計人員的使用，我們最后需要編寫具體操作使用指導手冊。

　　特征模板的使用

　　在CATIA V5文檔窗口內，點擊Catalog Browser 按鈕，在彈出的窗口上，選擇Browse another catalog ，選擇模板所在的庫文件。打開庫文件后，在對話框左側選擇要應用的特征類型(例如Flange)，雙擊進入下一個窗口，同樣在對話框左側選擇要應用的特征類型(例如Elongated_Flange)，雙擊進入。

　　設計人員根據CATIA窗口左下角的提示，選擇相對應的輸入條件，當選擇的輸入條件處于高亮時，對話框下方圖形區，對應的幾何元素為橙色，這是要求用戶在CATIA的圖形區選擇相對應幾何元素，當用戶選擇好后，輸入條件的下一項處于高亮狀態，下部的圖形區內也是對應的項目變為橙色，要求你繼續選擇這一項輸入條件，直到所有輸入條件都指定完畢完。

　　在這些操作里面，當用戶選擇直線或曲面作為輸入時，在直線、曲面上會有方向箭頭，用戶可以點擊此箭頭來改變此方向，它將會對創建的特征產生影響，具體影響與創建特征模板過程有關。

　　完成輸入條件后，用戶點擊Parameters按鈕進行特征幾何尺寸參數設定，在彈出Parameters對話框內，可以改變對應的參數值，具體的參數值與輸入條件設定有關。

　　最后，點擊OK按鈕，完成幾何特征的創建。

　　結束語

　　一汽技術中心與中國達索公司及迅利公司合作，定制白車身特征模板庫和塑料件特征模板庫，通過這2個模板庫在項目中使用來看，設計人員在CAD建模方面不再進行重復性工作，從而總體上提高了車身設計建模的效率，縮短了產品開發周期，取得了良好的應用效果。