王毅

摘 要：CAD/CAM技術(shù)的出現(xiàn)提高了汽車產(chǎn)業(yè)設(shè)計和生產(chǎn)的效率，并使得成本大幅度的削減。汽車覆蓋件模具生產(chǎn)，車身設(shè)計，底盤設(shè)計等領(lǐng)域已經(jīng)廣泛地使用了CAD/CAM技術(shù)?，F(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展已與CAD/CAM技術(shù)息息相關(guān)，未來CAD/CAM技術(shù)將會向一體化，智能化，網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，汽車產(chǎn)業(yè)必將依賴CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展實現(xiàn)進一步的跨越。

關(guān)鍵詞：汽車；CAD/CAM技術(shù)；應用；發(fā)展

中圖分類號：TG241 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）05-0041-02

1 概 述

CAD/CAM技術(shù)的發(fā)明使現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)生了翻天覆地的變化，機器制造行業(yè)的生產(chǎn)效率大大提高，產(chǎn)品的研發(fā)時間被極大地縮短。原有的低效率工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)模式即大量手工繪圖，制作小型產(chǎn)品模型，手動操作機床等都被取代。而汽車工業(yè)作為一個國家的支柱產(chǎn)業(yè)，每年創(chuàng)造大量社會財富的同時也是CAD/CAM技術(shù)應用的主要領(lǐng)域。CAD/CAM技術(shù)的廣泛應用使得汽車領(lǐng)域新產(chǎn)品的開發(fā)周期和成本不斷削減，與此同時產(chǎn)品的質(zhì)量卻在不斷提升。

目前CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)在汽車覆蓋件模具生產(chǎn)、車身設(shè)計、底盤設(shè)計等環(huán)節(jié)得到了廣泛地應用。我國的CAD/CAM技術(shù)在汽車領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展起步較晚，由于基礎(chǔ)薄弱目前還處于追趕階段，但隨著我國汽車市場的不斷開拓和技術(shù)進步以及對先進CAD/CAM技術(shù)的不斷學習，中國的CAD/CAM技術(shù)必將在汽車產(chǎn)業(yè)中得到更廣泛的應用。

2 CAD/CAM技術(shù)在汽車產(chǎn)業(yè)中應用

2.1 CAD/CAM技術(shù)在汽車覆蓋件模具中的應用

汽車覆蓋件是指構(gòu)成汽車車身或駕駛室、覆蓋發(fā)動機和底盤的薄金屬板料制成的異形體表面和內(nèi)部零件。汽車產(chǎn)業(yè)要求大批量，高精度的高效生產(chǎn)汽車覆蓋件就必須依靠汽車覆蓋件模具。但傳統(tǒng)的模具生產(chǎn)方式，即借助工藝模型在仿型機床上加工模具表面再依靠鉗工進行一步調(diào)試來完成的模式具有開發(fā)周期長，精度低，人力成本大等缺點。

現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)講求效率和更新，汽車工業(yè)就是最好的一個例證，一款新車型所投入研發(fā)時間越少，產(chǎn)品就能盡早投入市場，搶占先機。但是汽車覆蓋件模具由于其表面復雜，結(jié)構(gòu)尺寸較大以及材料較薄等特點，在汽車的研發(fā)周期里占據(jù)大量時間，并且其開發(fā)成本和質(zhì)量也難以把控。因此汽車覆蓋件模具的設(shè)計和生產(chǎn)急需一次技術(shù)的革新。

CAD/CAM技術(shù)的應用使得三維參數(shù)化建模和數(shù)控加工進入了汽車覆蓋件模具的設(shè)計和生產(chǎn)領(lǐng)域。汽車覆蓋件模具的設(shè)計主要包括兩大部分，工藝設(shè)計部分以及結(jié)構(gòu)設(shè)計部分。工藝設(shè)計部分是針對汽車覆蓋件復雜的曲面進行的。汽車覆蓋件的曲面繁多，形狀復雜，模具的設(shè)計有著極高的難度。計算機輔助設(shè)計技術(shù)CAD的應用將極有效的解決這一復雜曲面的設(shè)計問題。利用CAD軟件可以以多種方式實現(xiàn)三維曲面建模，同時參數(shù)化建模方式使得汽車覆蓋件的設(shè)計過程更加的靈活和高效。汽車覆蓋件模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計部分是以工藝設(shè)計部分為前提，對模具進行結(jié)構(gòu)的設(shè)計，材料的選擇以及強度的校核。這一部分仍然需要借助CAD/CAM的強大功能實現(xiàn)快速高效地建模與仿真。在汽車覆蓋件模具的制造過程中，CAD/CAM技術(shù)也發(fā)揮著強大的作用。

根據(jù)已經(jīng)建好的三維模型將模具的特征用數(shù)學模型進行表示，然后可以進一步生成刀具加工的軌跡文件，利用先進的數(shù)控機床實現(xiàn)最后一步的制造。由于計算機模型的高計算精度，模具在制造過程中也保持較高的精度，曲面更加光滑，減少了制造誤差，提高了產(chǎn)品的精度和美觀性。

2.2 CAD/CAM技術(shù)在汽車車身中的應用

汽車的車身是汽車最為關(guān)鍵的部分之一，它不僅關(guān)系著汽車的行駛阻力還影響著汽車的外觀。在現(xiàn)代消費者的評價指標中，汽車的車身是否美觀占有著極大的比重。因此各大汽車生產(chǎn)制造商在汽車車身設(shè)計與制造上投入了大量人力和物力。此外，汽車產(chǎn)品的改型主要也是在車身方面變化，而汽車其它結(jié)構(gòu)往往改變不大。

總的來說，汽車車身的設(shè)計與研發(fā)通常決定著新車型的研發(fā)與制造周期以及推向市場后的銷量。

汽車的車身是由許多復雜的空間曲面組成，其設(shè)計關(guān)系空氣動力學，材料學以及工藝美學等，并且制造難度較高，成本較大。傳統(tǒng)的汽車車身設(shè)計需要繪制大量的效果圖和制作油泥模型。由于車身空間曲面的復雜性，繪制的圖紙往往無法精確的表示車身的特征而且在較長的設(shè)計和制造周期里，車身的數(shù)據(jù)被多個環(huán)節(jié)傳遞，導致尺寸的誤差不斷積累。利用CAD/CAM技術(shù)可以有效的提升車身設(shè)計和制造的效率。CAD/CAM的幾何造型功能使得車身的復雜曲面特征得到精確的表現(xiàn)，工程技術(shù)人員可以根據(jù)研發(fā)的需求根據(jù)總體布置草圖和透視圖不斷修改曲面特征，節(jié)省了大量的時間并且汽車車身的特征更加立體，清晰地被表現(xiàn)出來。

除了幾何設(shè)計造型， 還可以利用CAD/CAM技術(shù)對車身進行結(jié)構(gòu)設(shè)計以及結(jié)構(gòu)分析。對車身進行有限元分析和碰撞性能分析可以減少實際分析的時間和成本。

最后CAD/CAM系統(tǒng)還可根據(jù)車身的數(shù)學模型進行沖壓工藝設(shè)計和生成數(shù)控編程程序，在車身的制造階段利用CAD/CAM技術(shù)實現(xiàn)了更加自動化，精確化，高效化的制造。

2.3 CAD/CAM技術(shù)在汽車底盤中的應用

汽車的底盤是汽車運動和承載的基礎(chǔ)，許多重要零件都安裝在汽車的底盤上。隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展，底盤不僅僅是機械裝置的集成還集合了許多新的功能，使得汽車舒適性和平穩(wěn)性得到提高。

汽車底盤上安裝的零件繁多，且位置復雜，如果不按照一定的布置順序，零件之間易產(chǎn)生互相干涉。利用CAD/CAM技術(shù)可以在整車模型的三維坐標系中準確的定位零件的坐標位置，然后進行精確的裝配。

此外， 在設(shè)計完成后還可以利用CAD/CAM技術(shù)進行各個零件之間的干涉檢查，包括位置干涉檢查和運動干涉檢查。

綜合來說，CAD/CAM技術(shù)使得底盤的零件裝配更加高效，準確。

3 CAD/CAM技術(shù)在汽車產(chǎn)業(yè)中的發(fā)展

CAD/CAM技術(shù)自從問世以來在汽車產(chǎn)業(yè)中得到了廣泛地應用和推廣，隨著汽車工業(yè)不斷發(fā)展，與之配套的CAD/CAM技術(shù)也在不斷地發(fā)展當中。

目前CAD/CAM技術(shù)正向著一體化，智能化，網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。CAD/CAM軟件的不斷開發(fā)使得CAD/CAM技術(shù)集設(shè)計，仿真，制造，管理等功能于一體，使得CAD/CAM技術(shù)的功能更加強大。而隨著人工智能技術(shù)的突飛猛進，CAD/CAM系統(tǒng)開始向智能專家系統(tǒng)發(fā)展，人機關(guān)系更加和諧，使用起來更加方便，智能。

最后信息技術(shù)的發(fā)展使CAD/CAM技術(shù)走向了網(wǎng)絡(luò)化，各個微機或工作站可以互相傳遞信息，使整個系統(tǒng)連成網(wǎng)絡(luò)，便于解決更加復雜的問題。

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