隨著(zhù)汽車(chē)“新四化”的發(fā)展,車(chē)燈在實(shí)現照明功能的同時(shí),還將通過(guò)與攝像頭、導航以及雷達技術(shù)的融合,增強車(chē)與車(chē)、車(chē)與人之間的“信息”溝通與互動(dòng)。而反光碗(即車(chē)燈內部的凹面結構)作為車(chē)燈的組成部件中的光學(xué)件,在聚光和車(chē)輛識別度上發(fā)揮著(zhù)重要作用。本文將介紹其中一款反光碗(如下圖所示)的主要構成和關(guān)鍵設計步驟,快來(lái)一起學(xué)習一下吧!

圖1.反光碗   

-反光碗結構分析

通過(guò)對該反光碗進(jìn)行拆分得知,其要由光學(xué)面、安裝腿和條紋三個(gè)部分組成,如下表所示。

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表1. 反光碗結構

其中,光學(xué)部分是實(shí)現光形的核心部分,譬如截止線(xiàn)的產(chǎn)生就依賴(lài)于光學(xué)面。在下文中,我們將在光學(xué)部門(mén)完成的光學(xué)面基礎上,進(jìn)行縫面及長(cháng)實(shí)體設計。安裝腿是反光碗和其他零部件的連接緊固件,使其成為一個(gè)整體。修飾部分主要是防止LED等產(chǎn)生眩光導致安全事故,并起到美化作用。

下面,我們就開(kāi)始了解和學(xué)習反光碗主要部件的設計過(guò)程吧。


-光學(xué)面設計

第一步:對光學(xué)部門(mén)輸入的光學(xué)面進(jìn)行處理,使光學(xué)面具有可生產(chǎn)性。未經(jīng)處理的光學(xué)面是不帶拔模斜度的,不符合注塑生產(chǎn)的工藝要求。我們主要使用曲面工具欄的“延伸”命令、“交叉修剪”命令和造型工具欄的“草繪”命令、“掃掠”命令,對原始面進(jìn)行延伸及搭接,我們將此面命名為“A面光學(xué)面”。

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圖2.對光學(xué)面進(jìn)行延伸及搭接

接著(zhù),定義拔模方向和拔模的角度,以確保該產(chǎn)品在注塑時(shí)能夠順利出模。我們通過(guò)草繪來(lái)定義拔模方向,當拔模方向發(fā)生更改時(shí),只需修改草圖就可快速得出相對應的結果。如下圖所示,當前拔模方向是沿著(zhù)X軸偏移5°,如果要調節成3°,只需要修改其約束條件即可。

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圖3.通過(guò)草繪定義拔模方向

第二步:生成反光碗背面的光學(xué)面。具體生成步驟與生成A面光學(xué)面相類(lèi)似,不過(guò)我們要使用曲面工具欄的偏移命令,對延伸后的A面光學(xué)面按照壁厚進(jìn)行偏移,如PC材料的常用壁厚2.5mm,我們就偏移2.5mm,偏移后再進(jìn)行搭接。我們將此面命名為“B面光學(xué)面”。

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圖4.B面光學(xué)面

第三步:定義整個(gè)反光碗的整體大小。在造型工具欄中,通過(guò)草繪來(lái)繪制輪廓,再用拉伸生成邊界。

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圖5.通過(guò)草繪定義邊界輪廓,再進(jìn)行拉伸

第四步:將光學(xué)面實(shí)體化。在曲面工具欄中,對A面、B面按照第三步定義的輪廓邊界進(jìn)行交叉修剪,生成實(shí)體。至此,我們就完成了光學(xué)面的設計。

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圖6.生成的光學(xué)面實(shí)體 


l  安裝腿設計

設計完光學(xué)面后,我們接著(zhù)對安裝結構進(jìn)行設計。由于安裝腿的設計方法一致,下面我們只列舉其中一個(gè)安裝腿的具體設計過(guò)程。

    第五步:定義安裝腿大小。在造型工具欄中,利用草繪在YZ平面繪制輪廓。

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圖7.繪制的輪廓

    第六步:生成翻邊及基體(一般是基礎壁厚)。翻邊是為了加強反光碗的強度,防止汽車(chē)在行駛過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)導致反光碗斷裂。我們使用造型工具欄中的拉伸命令對步驟五繪制的輪廓進(jìn)行拉伸,這個(gè)尺寸根據反光鏡的大小而定,在此案例中是50mm。接著(zhù)根據拔模軸的方向進(jìn)行拔模,為了滿(mǎn)足生產(chǎn)的要求,這里給的是3度(PC材料)。最后按照整體的壁厚2.5mm進(jìn)行抽殼,生成翻邊和基體。

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圖8.對輪廓進(jìn)行拉伸、拔模和抽殼        

第七步:生成定位孔。反光碗通常是塑料產(chǎn)品,塑料件不可避免會(huì )存在變形問(wèn)題,定位孔的作用在于確保產(chǎn)品能夠順利安裝。在造型工具欄中,利用草繪設計定位孔,一般是一個(gè)圓孔,一個(gè)腰孔。根據定位筋的大小,限位的位置留0.1mm的間隙。這里畫(huà)的是直徑為5mm的圓孔和腰孔,兩者之間的中心間距是11mm。接著(zhù)將草繪拉伸成實(shí)體(拉伸的長(cháng)度只需要超過(guò)壁厚即可),最后和主體進(jìn)行布爾減運算,生成我們所需要的安裝結構。到這里,安裝腿的設計就已完成了。

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圖9.生成所需要的安裝結構實(shí)體


l  條紋設計

完成光學(xué)面和安裝腿的設計后,反光碗的基本結構就已全部完成。接下來(lái)的工作,主要是針對注塑生產(chǎn)過(guò)程中可能產(chǎn)生的缺陷和LED發(fā)光時(shí)產(chǎn)生的眩光做一些結構件來(lái)對其進(jìn)行遮擋和改善。條紋結構就是經(jīng)常使用的一種結構,常用條紋截面如下圖所示。步距決定條紋間的疏密度,條紋的高度則由厚度決定,此案例中步距是2mm。

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圖10.條紋結構的橫截面

第八步:定義條紋高度及中心線(xiàn)。利用曲面工具欄的“偏移面”功能對反光碗的底部區域面按照條紋的厚度0.3mm進(jìn)行偏移,定義條紋的高度。接著(zhù)再用線(xiàn)框工具欄的“繪制曲線(xiàn)”功能,繪制所需要的中心線(xiàn)(中心線(xiàn)的長(cháng)度與條紋的長(cháng)度一致)。具體操作步驟如下圖所示:

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   圖11.目標曲線(xiàn)

    第九步:條紋實(shí)體化。利用造型工具欄的“桿狀掃掠”功能,將條紋中心線(xiàn)旋轉生成單條條紋實(shí)體。

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  圖12.單條條紋實(shí)體

     第十步:利用造型工具欄的“陣列”功能對單條條紋按照2mm步距進(jìn)行陣列,生成最終所需要的條紋結構。

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圖13.條紋

    第十一步:利用造型工具欄的“布爾運算”功能,將各個(gè)部分進(jìn)行布爾相加,得出最終反光碗的模型。

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圖14.最終反光碗模型

到這里,整個(gè)反光碗的設計工作就已經(jīng)全部完成了。中望3D強大的草圖和建模功能,讓反光碗的設計過(guò)程變得便捷、高效。不知道你掌握了沒(méi)有?
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