汽车实例主模型工艺流程及数控技术

1 引言

　　车身作为汽车的四大总成之一，其开发设计的费用及时间占据了整车开发费用和时间的约70％，作为汽车产品开发中的重要环节，汽车车身的设计在全新车型开发中的造型设计需经过绘制产品构思图、绘制总布置设计图、绘制效果图、制作1：1油泥模型、三维坐标测量、建立数学模型等多个工序，工作量大，用时多，在整车开发过程中占有很大的比例。

　　车身主模型是根据CAD数据模型制造的1：1实例模型，是重要的设计资料之一。同时也是作为制造冲模、胎具、焊装夹具、检验样架的主要依据，它还是大批量生产汽车车身时不可缺少的依据。

　　本文描述的主模型加工突破了传统工艺的束缚，采用了新的主模型框架结构，同时对模型材料的选用做了充分考虑，对主模型的表面进行了合理的处理。在加工方面应用了先进的大型五轴联动数控机床进行整体加工，并将高速加工数控技术  理念融人到加工中，不论在加工方式、加工精度、加工周期、模型精度还是加工费用上都得到了满意的效果。

2 毛坯准备

　　2.1 主模型骨架结构

　　主模型采用整体的钢骨架结构，首先根据主模型的CAD数据利用桥梁学的珩架理论，充分考虑骨架的受力情况，利用方钢焊接形成主模型的内骨架。去应力处理后，在骨架的定位处粘接灰色树脂(灰色树脂强度较高)然后对它进行预加工。根据设计构想，在骨架上加工出与外饰材料连接用的定位孔、加工用定位孔、与轮胎架连接用定位孔。

　　2.2 主模型外饰型腔基体的构成

　　主模型外饰型腔基体的构成了使加工前主模型所使用的毛坯余量均匀，利用泡沫做主模型外饰材料内型腔的容料基体。这样可以节省很多外饰材料，泡沫不但容易加工成型而且价格便宜。将模型数据根据需要分块(一般分成侧围、顶盖、发罩、前风窗、后风窗、前保险杠、后保险杠等)，按加工需要将余量进行放大，并用数控机床加工成型。在加工时，只要对泡沫进行粗铣和半精铣就可以使用，因为泡沫非常容易切削，所以进给速度和被吃刀量都可以较大，加工效率很高。泡沫上面根据工艺需要加工成平面，并在上平面加工出材料对接用的刻线，刻线是形体与辅助支撑相连接时做基准线用。

　　2.3 主模型的外饰材料

　　主模型外饰材料选用二合一环氧树脂，它在固化前为红、白两种粉末，经过1：1配比并搅拌均匀形成糊状粘性物质，通过24小时的固化形成可加工固体树脂。它固化前的可塑性能够保证它可以形成任何形状，以减少材料的应用数量，而且价格比树脂板材要廉价很多。

　　2.4 外饰材料的成型

　　外饰材料的成型采用手工注塑的方法，在糊树脂前要把基体上的泡沫碎屑打扫干净，在行腔内铺较薄的塑料薄膜避免与泡沫粘接，然后用长度为100mm左右的长铁钉扎在泡沫基体表面做厚度参照，使铁钉顶端距泡沫表面50n蚰左右。接下来在泡沫基体上糊树脂，要注意树脂厚度基本同铁钉顶端持平，涂抹力求均匀，但不要覆盖铁钉，糊完后取出所有铁钉，并修补铁钉孔。为保证树脂强度，树脂糊需要固化24h。

　　2.5 主模型外饰材料与骨架的装配连接

　　有了以上准备后，即可准备进行骨架固定步骤：由于在设计骨架时，考虑到骨架装配时的简洁性和骨架本身的刚性，主模型的骨架和主模型的外饰形状并不完全相同，所以在外饰毛坯与骨架装配时需要辅助支撑才能完成主模型外饰与骨架的完全固定。辅助支撑采用放射型连接方式，这样可以使各个支撑点相互牵制，减少主模型的整体变形。

　　首先，在骨架刚性较好的位置设计几个合适的点作为基础固定点，并固定好基础座，然后根据需要在基础座上连接出数根钢筋，通过钢筋的外接点与外饰毛坯连接完成整体连接的任务。操作时主模型外饰毛坯与钢筋用树脂糊粘接，固定基础座与骨架用螺栓连接，基础座与钢筋焊接。将主模型的外饰毛坯装配完成后，用树脂糊填充毛坯之间的缝隙，完成毛坯的准备工作。