基于Pro/Engineer的客车边舱门与侧窗模块化设计

    客车“模块化设计”思想是将客车产品从结构上分为几个大的、独立的模块，如车身、底盘、电器类，每个大的模块按照功能再次分解成若干低级别的、可互换的、独立的基础单元模块，如底盘类又分为行驶系、传动系、转向系、制动系等。另一方面，每个模块上可集成一个或多个分总成，当同一个模块中选用不同的零件或分总成组合时，可快速得到具有不同系列、不同性能、不同用途的新产品，在不改变客车装配方案的前提下，能快速设计出产品，满足客户的多元性要求。传统模块化设计方法是基于二维CAD，设计人员需要对模块图纸进行重新整理绘制，设计效率仍然不是很高。现借助三维软件Pro/E的参数化平台，对客车各相似结构模块的基本尺寸和几何形状实现参数控制，即模块的几何形状随着尺寸参数值的改变而改变，保证形状与尺寸的一致性，降低设计工作量，缩短开发周期，降低成本，增加了模块变异的灵活性、通用性、实用性。本文主要阐述基于Pro/E软件建立客车边舱门及侧窗的模块参数化建模方法。

1 三维模块参数化建立

    1.1 基础单元结构安装及参考定位分析

    按照客车装配、检修、保养、使用等功能要求，客车两侧设置了很多的边舱门，如行李舱、方向机检视舱、电瓶检视舱、后置发动机散热舱、进风舱等。分析各舱门的装配位置及安装方式可知，边舱门均通过铰链安装在车身左右两侧围骨架梁上。在同一辆车上边舱门的结构均很相似，仅仅是舱门的大小及在车上前后档距位置不同。客车两侧也同时分布着不同大小的四边形状的侧窗，侧窗框与车身侧围骨架由柔性粘胶连接固定，窗玻璃设计在外框导轨上滑动，推拉灵活，所有侧窗的基本组成单元模块结构相似。

    现以我司标准三维模板样车WG6100XXX后置车为例。边舱门、侧窗外形面的弧度均是由车身龙门线控制，宽度方向是由左右两侧围骨架立柱梁间开档距离决定。高度方向，对于边舱门，是由侧围骨架上腰梁（或者搁梁）与裙边梁之间的距离控制；对于侧窗，则是由上边梁和腰梁之间距离控制，依据模块铰链安装位置，可将边舱门分为两个类别的基础模块单元：一类是挂装在窗户腰梁上的通用单元模块，另一类是挂在搁梁上的通用单元模块。对于侧窗，因为都是挂在腰梁及上边梁间，故只需构建一种单元模块。边舱门、侧窗模块基础单元结构安装及参考定位如图1所示。

图1 边舱门、侧窗单元安装及参考控制位置

    1.2 建立Pro/E模块化三维环境

    首先，在客车边舱门、侧窗三维模块参数化建立前，需在车辆总装配三维模式环境下，按照Pro/E的Top-down Design(白顶向下设计)模式，分别创建整车外形骨架模型(WG6100XXX-OOOO.skel)、整车总布置骨架模型(WG6100XXX.skel)、底盘总成(WG6100XXX-2000.asm)、车身总成（WG6100XXX-5000.asm）四部分的框架架构。其中建立骨架模型的作用是使设计信息通过骨架中的复制几何和发布几何在整个装配中顺利地往下传达，保证了车辆总布置各种控制参数传递到一个或多个分系统中，如传递到本文涉及的边舱门及侧窗总成。这几种骨架模型是为了在车辆三维总体布置设计时，保证车辆各分总成与骨架模型输出控制参数同步一致。