5)造型的审批。1:1外部模型、内部模型、效果图完成后,需要交付企业最高领导审批,使汽车最终定型。汽车造型设计是促进汽车销路的重要竞争手段,大公司为了击败对手会采用频繁更换车型的手段,对汽车造型设计的需求就十分迫切,并在整个汽车设计过程中占有愈来愈重要的地位。
6)确定汽车结构
汽车造型审定后,就可以着手进行汽车结构设计。汽车的结构设计,是确定汽车整车、部件(总成)和零件的结构。也就是说,设计师需要考虑由哪些部件组合成整车,又由哪些零件组合成部件。零件是构成产品的最基本的、不可再分解的单元。毫无疑问,零件设计是产品设计的根基。零件设计时,首先要考虑这个零件在整个部件中的作用和要求;其次,为了满足这个要求,零件应选用什么材料和设计成什么形状;最后,零件如何与部件中其他零件相互配合和安装。按照零件所使用的材料,可分为金属材料和非金属材料两大类。金属材料又可分为钢铁(黑色金属)材料和有色金属材料两大类。汽车所采用的非金属材料种类繁多。钢铁是汽车上所使用的最重要的材料,占全车重量的大部分。钢铁的主要优点是强度、刚度和硬度高,耐冲击和耐高温,因而用于汽车上载荷大、高温、高速的重要零件。所谓强度高,就是这种材料可承受较大的力而不被破坏;所谓刚度高,就是这种材料可承受较大的力而变形很小。汽车的零件在工作时,有的零件承受拉力而有伸长的趋势;有的零件承受压力而有缩短的趋势;有的零件承受弯曲力矩而趋于弯曲变形;有的零件承受扭转力矩。事实上,许多汽车零件的受力比上述例子复杂得多。如汽车变速器的轴就同时承受了拉、压、弯、扭多种力。汽车零件不仅是承受静载荷,而且,由于汽车的行驶随路况变化,还要承受十分复杂的动载荷。作为设计师,必须充分考虑零件的受力情况,经过周密的计算,确保零件的强度和刚度的数值在允许的范围内。
确定汽车零件的形状,也要花费设计师许多心血。例如,发动机气缸体的形状就非常复杂,需要设计气缸和水套,考虑与气缸盖、油底壳的接合,安装曲轴、进气管、排气管和各种各样的附属设备,乃至气缸体内部细长的润滑油通道……,所有这些因素都应考虑周全,每个细节均不能遗漏。汽车车身零件的形状就更特别,既不是常见的平面或圆柱体,也不是简单的双曲面或抛物面,而是造型师根据审美要求而塑造的。在确定零件的形状时,还需要考虑零件的制造方法,例如零件在机床上怎样装夹定位,刀具怎样加工,半成品怎样传送、堆叠等。
设计师必须把所设计的汽车结构用图纸表达出来。图纸是设计师与企业中的工艺师、技工和其他人员交流的“工程语言”。我国颁布了10多项机械制图的国家标准,规定了绘制机械产品图纸的方法。在工科院校还设置专门的课程,训练学生掌握这种标准的工程语言。图纸绘制的方法,是按照投影原理并借助于几个视图、剖面或局部放大等,把产品的立体形状和内部结构详细而清晰地表达出来。图纸应按指定的比例绘制并且写出对产品的技术要求。零件图需要详细地标注出各部分的尺寸。总成图应清楚地表达零件相互装配的关系并标注出相关的装配尺寸。设计一辆汽车,需要绘制数以千计的图纸。一些复杂的图纸,图面的长度竟达3-5m。
在设计时,设计师必须无条件地执行国家制定的有关法规和标准。对于出口的产品,还必须执行外国的标准,如ISO(国际标准化组织)、SAE(美国汽车工程师协会)、JIS(日本工业标准)、EEC(欧洲经济共同体)、ECE(欧洲经济委员会)等标准。图纸绘制成后,需要将部件和零件按照它们所属的装配关系编成“组”及其下属的“分组”号码。每个部件、每个零件及其图纸都给定一个编号,以便于对全部图纸进行管理。汽车设计理论与设计技术的发展
汽车设计理论是指导汽车设计实践的;而汽车设计实践经验的长期积累和汽车生产技术的<发展与进步,又使汽车设计理论得到不断的发展与提高。汽车设计技术是汽车产船设计的方法和手段,是汽车设计实践的软件与硬件。由于汽车是一种包罗了各种典型机械元件、零部件、各种金属与非金属;材料及各种机械加工工艺的典型的机械产品,因此其设计理论显然要以机械设计理论为基础,并考虑到其结构特点、使用条件的复杂多变以及大批量生产等情况。它涉及许多基础理论、专业基础理论及专业知识,例如:工程数学、工程力学、热力学与传热学、流体力学、空气动力学、振动理论、机械制图、机械原理、机械零件、工程材料、机械强度、电工学、工业电子学、电控与微机控制技术、液压技术,液力传动汽车理论、发动机原理、汽车构造、车身美工与造型、汽车制造工艺、汽车维修等。在近百年中,汽车设计技术也经历了由经验设计发展到以科学实,验和技术分析为基础的设计阶段。20世纪60年代中期,在设计中引入电子计算机后又形成了计算机辅助设计(CAD,ComputerAidedDesign)等新方法,使设计逐步实现半自动化和自动化。经验设计是以已有产品的经验数据为依据,运用一些带有经验常数或安全系数的经验公式进行设计计算的一种传统的设计方法。这种设计由于缺乏精确的设计数据和科学的计算方法,使所设计的产品不是过于笨重就是可靠性差。一种新车型的开发,往往要经过设计-试制-试验-改进设计—试制—试验等二次或多次循环。反复修改图纸,完善设计后才能定型,设计周期长,质量差,消耗大。随着测试技术的发展与完善,在汽车设计过程中引进新的测试技术,和各种专用的试验设备,进行科学实验,从各.方面对产品的结构、性能和零部件的强度、寿命进行测试。同时广泛采用近代数学物理分析方法,对产品及其总成、零部件进行全面的技术分析、研究,这样就使汽车设计发展到以科学实验和技术分析为基础的阶段。电子计算机的、出现和在工程设计中的推广应用,使汽车设计技术飞跃发展1设计过程完全改观。汽车结构参数及性能参数等的优化选择与匹配,零部件的强度核算与寿命预测,产品有关方面的模拟计算或仿真分析,在计算机上进行。这种利用计算机及其外部设备进行产品设计的方法,统称为计算机辅助设计(CAD)。随着计算机在汽车设计中的推广应用,一些近代的数学物理方法和基础理论方面的新成就,在汽车设计中也日益得到广泛应用。现代汽车设计,除传统的方法和计算机辅助设计方法外,还引进了最优化设计、可靠性设计、有限元分析、计算机模拟计算或仿真分析、模态分析等现代设计<方法与分析手段,甚至还引进了雷达防撞、卫星导航、智能化电子仪表及显示系统等商新技术。在产品开发的整个过程中,产品韵先天质量、决定于设计,产品在包括原材料、锻造、使用、维<修等各方面的花费,即广义成本的70%是由设计阶段决定的。因此设计方案的修改尽可能地在产品开发的前期进行,使产品设计一次成功,避免在产品开发后期因改变设计而造成的巨大浪费。
汽车设计的内容与特点
汽车的设计开发工作,是由根据市场调查及使用要求而制定的设计任务书开始的。
1.汽车设计的内容
汽车设计的内容包括整车总体设计、总成设计和零件设计。整车总体设计又称为汽车的总布置设计,其任务是使所设计的产品达到设计任务书所规定的整车参数和性能指标的要求,并将这些整车参数和性能指标分解为有关总成的参数和功能。