雷邦成　韦东林　邓良勇

摘 要：根据公司产品战略方向，研究汽车油泥模型柔性骨架，对其骨架基准块、定位块，轴向调整定位块结构进行合理设计，得出一柔性骨架，通过对骨架定位块进行调整固定，保证骨架定位精度要求；通过对骨架轴向定位块调整固定，满足各项目车型不同轴距轮距以及各种姿态（满载/半载/空载）要求。

关键词：柔性骨架；定位块；基准块；轴向调整

1 前言

目前，造型中心在设计制作N310，N111，CN200 等项目的内外饰油泥模型骨架的过程中，由于缺乏对模型骨架的一些研究，只能采取最简易的模型骨架设计方案，在实际应用过程中暴露出不少问题。

（1）骨架没有准确定位基准：一旦模型卸下平臺，再上平台时很难找准加工基准；

（2）骨架不能拆卸，轮距、轴距无法调节，也无法重复利用。每次制作新模型都得重新设计、制作骨架；

（3）模型车整车姿态无法调节，不能实现满载、半载、空载的状态演示；

（4）内饰方面没有可供 IP，门板，座椅，方向盘等部件单独加工的骨架；

（5）内饰骨架及泡沫依赖供应商完成，成本高，造成很多浪费。

为此，模型骨架要具备多平台车型共同使用的可调节易定位的新型模型骨架，外饰骨架：可进行轮距、轴距和车身姿态的调节，可实现转向的功能，且进行模块化组合，各个模块可拆卸。轮毂骨架：独立骨架，便于加工，易于定位。内饰骨架平台：拆卸方便，拼接便捷，各个部件可单独加工，定位快速准确。仪表台加工骨架：IP、Console、方向盘都有单独加工的平台，加工完成后，组装到内饰骨架平台上。门内饰板骨架平台：在此平台上单独加工门内饰板，经过定位，连接在内饰骨架平台上。

2 油泥模型骨架设计

2.1 外饰模型骨架设计

外饰模型骨架设计思路是简单，好用，满足工艺要求，主要工艺为：

（1）保证后期加工中骨架不与型面发生干涉；

（2）设置轮胎安装位置，设计好车轮安装附件；

（3）方钢要求除锈处理，表面涂一遍底漆，二遍面漆；

（4）按车身结构设计模型骨架，预留快速样件安装位置（如前后照灯，雾灯、格栅）；

（5）满足叉车装卸起吊要求，确保骨架在后期加工和装卸运输过程中不变形，不开裂；

（6）强度要求承重2T以上，骨架质量在0.5～0.8T，模型骨架加工后总质量在1.2～2T。

（7）外饰基础骨架，轴距调节范围200mm，轮距调节范围100mm，整车姿态调节范围100mm；

（8）外饰基础骨架定位孔三个方向可调；

（9）骨架定位安装精度高，便捷；

（10）支撑座累计精度±0.1mm，保证车身离地高度大于或等于450mm；

（11）加工基准块单块调试公差±0.1mm，整体调试公差±0.2mm。

2.1.1 整体骨架设计

根据设计工艺要求，采用方钢120*120*5和方钢100*50*3mm为骨架基架，如图1所示。加工油泥设备均为三轴或五轴铣床，模型均放平板平台加工，主流的定位是支撑柱定位或方箱定位，由于模型较重，选择支撑柱定位较方便。为满足模型在整个造型阶段及各个车型之间的切换，定位和模型移动做一些辅助设计：

（1）见图1②中所示，骨架两端有可拆卸两吊耳略低于模型前保下檐，主要用于加工定位时两端叉车时用，见图1③拖架用于模型长途移动叉车模型装车，这两者作用避免叉车与模型碰撞。同时吊耳和托架与基架是螺栓连接，当模型在评审时均可拆卸，保证评审效果；

（2）见图1④基座，分别由基准块，轴距调整块、轮距调整块、汽车姿态（满载/半载/空载）和轮胎安装座组成，见图2分解图所示，块与块之间分别有间距50螺孔和长50腰型槽组合调节，轴距调节范围200mm，轮距调节范围100mm，整车姿态调节范围100mm。根据目前在研项目的中车型的参数尺寸，制作四种基本平台骨架，就可以满足四种区间的轴距，1200-1400mm，2400-2600mm，2600-2800mm，2800-3000mm，为公司不同平台项目提供外饰油泥模型骨架；见图2。

2.1.2 支撑座设计

支撑座是模型在整个加工过程中起到安装定位作用，其设计的合理性关键到模型加工的表面质量和精度，一个汽车造型的设计完成大小经过十几次，模型的加工大小也有十几次，定位便捷性，加工一致性非常重要，为满足其要求，支撑座作如图3设计：

（1）图3中b所示为底座，设计为凸形，下端中间为销孔与平台或过渡板连接固定，上端与套筒连接；

（2）由于设备高度方向加工受限和每种车型的离地间隙不一样，为使模型有效加工，如图3中c所示为设计加长套筒，套筒设计有100mm、50mm、30mm，20mm不同尺寸，根据其姿态叠加直致最佳加工状态；

（3）如图3中d所示采用直径70mm钢球连接底座与骨架，它主要起到自动找正，方便定位，保证精度；

（4）图3中e所示为调节底座，在骨架制作过程中，由于加工，装配等误差，骨架与钢球接触如存在间隙，影响模型的精度。当出现时分别松开连接板螺栓，使其板能自由活动，待调整完成后将其锁死。

2.1.3 泡沫制作

根据数据大致粘接泡沫，如图4中a所示，泡沫粘接要牢固，块与块之间不存在缝隙，防止敷油时断裂，多余部分用铁热丝切割。

2.2 内饰模型骨架设计

内饰骨架这主要是指半仓（前仓）内饰骨架，在内饰模型制作中，一般车企前期只做半仓骨架，以减少制作周期，其工艺要求为：

（1）骨架设计结构合理；

（2）各模块可拆卸和快速安装，保证其位置和加工精度；

（3）整体模型可自由移动；

（4）骨架方钢要求除锈处理，表面涂一遍底漆，二遍面漆；

2.2.1 整体骨架设计

根据模型骨架工艺设计要求，内饰骨架分为IP、门板、CONSOLE和底座等大件之间是相互独立，安装后又是一个整体，在个体之间要保证加工，安装精度，保证各加工基准在同一坐标完成，其加工，装配工艺是否设计合理是保证其精度。而模型制作过程中各模块拆解加工，安装很多次，结构如图5所示，模型制作完成后进行封板，美观大方，具体如下：

（1）基座设计，如图6所示，为保证其刚度，采用方钢80*80*3焊接框架，四角装万向轮，IP、B 柱安装定位块和限位块，当各模块制作完成后全部安装在此基座。

（2）IP骨架设计在整个前仓骨架设计中是最重要的，因各个模块均以此为基准加工，装配，精度要保证，其包括安装基准块，叉车专用耳座，木板安装块，加工基准调整螺栓，门板安装角链，方向盘安装块，具体结构如图7所示，加工基准螺栓在装配时需要三坐标设备标称坐标直到设计值，方向盘底座根据车型需求调整姿态，门板角链采T型带孔销连接，安装拆卸方便。

（3）门板和CONSOLE设计，这两个模块设计简单，方便加工和装配。门板主要用40*40*3方钢焊接，加上角链和加工基准螺栓，CONSOLE为1200*300*18钢板，如图8所示。

2.2.2 骨架封板和泡沫制作

内饰骨架封木板主要是在评审时起到美观，又起到粘接泡沫时牢固，粘接泡沫木板与骨架采用自攻螺钉连接，其余均用强力圆环磁铁连接，完成后用泡沫粘贴剂把造型数据大致形状。

3 油泥模型骨架应用

3.1 外饰骨架模型加工应用

3.1.1 骨架姿态调整

模型骨架好比汽车底盘，它的姿态直接影响到汽车模型外观评审，前期开发过程中根据总布置要求参数进行调整其姿态，如某车型轮距为2700mm，选基本平台骨架2600-2800mm，并根据总布置要求姿态（满载/半载/空载）调整离地高度，轴距，轮距，骨架姿态调校完成。

3.1.2 模型加工定位

由于模型骨架、支撑支架和平台定位销的孔加工误差，为保证过定位，多次加工一致性和减少建立加工坐标系时间，如图5所示，骨架球形定位安装板b、c，d螺栓稍拧松，安装能前后左右活动。安装板a固定，b、c，d安装板可调，定位采用球形具有自找轴心，避免过定位同时，骨架安装板、定位球、支撑座和定位销为同心轴，为模型加工精度提供了必要条件，见图9。

3.2 内饰骨架模型加工应用

当内饰模型数据确定后，输入骨架模型，对骨架模型移动与造型数据互不干涉。内饰模型加工按模块进行，由于设备的原因，一般情况借助工装夹具完成定位，首先是用设备对加工基准找齐；第二用压块固定。

3.3 模型加工工艺方法

3.3.1 泡沫加工

泡沫模型制作主要是為减少油泥用量，降低模型制作成本，其工艺为：

（1）检查：查看泡沫粘贴余量，太多用手锯或热铁丝切割；

（2）粗铣：按造型数据0余量加工；

（3）过切加工：30mm-50mm造型数据负方向加工；

（4）加热固化：用加热枪对泡沫表面烘烤，使其表面固化。

3.3.2 模型加工

油泥敷制关系到模型表面质量，在外饰模型毛坯敷40mm～60mm油泥，为保证模型表面质量，油泥敷制坚实，层与层之间要压紧、压实，防止产生气泡。

汽车工业油泥不沾手、不收缩，比目结土更干净精密，精密度高微温可软化塑形或修补，对加工刀具硬度要求不高，一般用普通高速钢刀具，但对温度敏感，加工时刀具高速旋转产生热，精加工采用单刃球形铣刀。同时生成高质量的数控加工轨迹是加工油泥模型关键步骤之一，设置合理的铣削加工参数，确定适宜的加工方式，是生成数控加工文件的前提，在油泥模型的具体加工加工过程中，根据油泥的特点，汽车油泥模型表面要求和加工工艺分析如下：

（1）大面检查油泥增减，可先使用直径20mm的球形铣刀进行加工；

（2）为提高加工速度，可先使用直径20mm的球形铣刀进行粗加工；

（3）使用10mm的球形铣刀进行精加工；

（4）格栅等间隙较小加工面使用3mm或5mm球形铣刀清理未完成精加工；

（5）使用10mm的球形铣刀进边界加工；

（6）使用尖刀加工分缝线。

4 结论

4.1 创新之处

（1）绿色可持续，新型模型骨架经过清洗后，可以重复使用。

（2）响应迅速，造型表面发生变化，可以更快的做出响应，适应公司未来发展的需要。

（3）改变公司依赖供应商来做模型的状况，实现完全自主。

4.2 研究成果

（1）新的油泥模型骨架平台，支持外饰、内饰实现全油泥制作，且响应迅速。

（2）快速便捷的定位策略，缩短制造周期。

基金项目：广西柳州市科学研究与技术开发计划资助项目（2017AF10101）

参考文献：

[1]周力辉.立体设计表达：汽车油泥模型设计制作.北京：清华大学出版社.2007

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[6]周力辉.汽车油泥模型设计制作[M].北京：清华大学出，版社。2006

[7]黄车林.汽车油泥模型设计与制作[M].第一版，北京：人民交通出版社股份有限公司，2016年3月.