汽車門內板儲物空間油泥模型加工制作方法

牙侯黨 雷邦成 鄧良勇

（上汽通用五菱汽車股份有限公司 技術中心，廣西 柳州545007）

【摘 要】為了增強汽車門內板的空間利用率，很多汽車廠商都在門內板設計儲物空間，由于門內板儲物空間的造型空間狹小，所以加工設備無法對其造型直接數控加工。文章通過對門內板儲物空間區域造型數據分割設計，經數控加工設備加工后，手工安裝得出設計造型，為工程師今后的創意設計和工程結構提供驗證依據。

【關鍵詞】儲物空間；空間狹小；分割設計；數控加工

【中圖分類號】TH128 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）03-0051-03

0 前言

在現代汽車產品設計與開發過程中，油泥模型制作具有非常重要的作用。油泥模型的制作已成為汽車造型設計流程中的重要環節，正確地制作油泥模型會讓整個開發項目得以順利地進行。它的制作過程不僅包含著設計師對產品的理解，而且是設計師設計思想創新、設計創造的體現。油泥模型的設計與制作是產品設計中的重要階段，也是汽車造型設計中的關鍵環節，又是表達設計師構思與創意思維的重要手段，它是設計與工程之間的橋梁。油泥模型使用便捷、性能穩定，在科學技術飛速發展的今天，油泥模型制作技術還將長期被置于一個不可動搖的重要位置。

計算機三維模型精確，但是與實體模型相比，數字建模的靈活性還比較低，實施數字影像也遠未達到完美的程度，特別是在人機交互方面，這種差距更為明顯。而手工制作有些模型區域又不能表達其真實空間的大小，無法完成一些工程上的驗證。合理利用先進的數控加工技術和傳統的手工制作，可以實現準確、高效的產品開發過程。

1 油泥的特點

常溫下，油泥有一定的硬度，切削型好，能用專用的油泥工具任意切削制成各種曲面模型。做好的模型能永久不變形地保存下來。使用過的油泥通過油泥回收機可以再次使用。好的油泥具有優秀的操作性，其色彩一致，質地細膩，隨溫度變化伸縮性小，容易填敷，能提供相當好的最終展示。而且，刮削性能越好，工作就越順利。

2 油泥制作的步驟

（1）油泥模型加工設備：五軸加工機械設備。

（2）收集油泥模型的3D數據，制作油泥模型骨架，確定與3D數據匹配的坐標定位。

（3）為了減少油泥消耗，用高密度塑料泡沫制作油泥模型內部結構，需要把泡沫切削，黏合制作出模型的基本形狀。需要注意，制作過程中塑料泡沫要小于油泥外形的厚度，并且盡量減少突出的銳角，便于后期油泥的刮削。

（4）填敷油泥：先將油泥放在恒溫60°的紅外線烤箱里加熱。敷油泥時要掌握好時間，先用加熱過久而變的稀薄的油泥涂敷在高密度塑料泡沫模型上作為一層底泥，敷滿整個車身除了汽車的底部；然后再一層一層地敷，用大拇指和手掌邊緣順著一個方向敷，盡量不要產生氣泡。注意不能敷得過厚，可以多填敷幾次，保證油泥之間相互貼合。

（5）銑削油泥：銑削油泥分為粗銑和精銑，銑削油泥后再手工刮刷進行表面處理；粗銑和精銑分為2個步驟進行，通過五軸加工設備的數據坐標定位進行加工。精銑之后，再根據油泥表面質量情況，進行適當的手工刮刷處理。

（6）油泥貼膜：油泥模型薄膜的種類有很多種，例如透明薄膜、銀灰薄膜、棱鏡車燈薄膜、皮紋、桃紋薄膜等。將薄膜在水中泡軟后將襯紙剝落，用橡膠制的刮刀等邊刮氣泡邊貼于油泥模型上。到這里，汽車油泥模型的制作就算完成了，油泥是一個體現工程師想象力、空間感及工作技能的技術活。

3 門內板儲物空間問題及解決方法

造型開發階段，由于創意設計和工程問題，一個模型開始制作到定型要經過數次修改，在這過程中，門內板儲物空間工程驗證開模具的開發周期長且制作成本高。為縮短產品開發周期，快速響應工程師提出的工程問題，可以直接用油泥模型驗證。由于數控加工設備特性和門內板造型的空間問題，數控設備不能直接用數據設計師所提供的三維數據模型加工，必須對數據模型進行拆分設計，滿足設備的加工要求。

3.1 數據設計

三維表面數學模型是銑削加工油泥的基礎，由數據設計師提供門內板數模。根據數控加工設備的加工要求，對門內板儲物空間數據分割設計，具體步驟如下。

（1）根據儲物型腔邊界分割，得出內腔造型。

（2）根據型腔蓋厚度分割型腔蓋，并多3～5 mm邊界易于安裝。

（3）分割型腔蓋底部數據，用于加工型腔蓋凹形。

分割圖如圖1所示。

3.2 數控加工

3.2.1 門內板儲物空間型腔加工工藝

汽車工業油泥是一種人工制造的材料，與普通水性黏土相比，具有強度高、黏性強的特點。用于汽車造型的油泥是由滑石粉、凡士林、石蠟、不飽和聚酯樹脂等材料根據硬度要求按一定比例混合而成。對加工刀具硬度要求不高，一般用普通高速鋼刀具，但對溫度敏感，加工時刀具高速旋轉產生熱量，加工采用單刃或雙刃球形銑刀。同時，生成高質量的數控加工軌跡是加工油泥模型的關鍵步驟之一，設置合理的銑削加工參數，確定適宜的加工方式，是生成數控加工文件的前提。在油泥模型的具體加工過程中，根據油泥的特點，汽車油泥模型表面要求和加工工藝分析如下。

（1）大面檢查油泥增減，可先使用直徑為10 mm的球形銑刀進行加工。

（2）為提高加工速度，可先使用直徑為10 mm的球形銑刀進行粗加工。

（3）使用直徑為5 mm的球形銑刀進行精加工。

根據工藝分析，設計加工刀具采用的切削參數見表1。

3.2.2 門內板儲物空間加工方法

制定完數控加工工藝后，根據加工機床的特性對門內板模型安裝定位。按數據設計，如圖2加工工藝流程圖所示，首先加工儲物空間型腔，完成后將型腔清掃干凈并用薄膠帶完全粘上，對型腔敷油泥填滿；然后加工外壁型腔，方法同第一步；最后加工型腔蓋。

3.2.3 安裝應用

加工完成后取出型腔油泥，分開型腔蓋并清理干凈，安裝并用大頭針固定（如圖3所示）。

型腔大小完全符合數模設計，可以對其進行工程驗證，對實物空間的大小可直接目測感覺，如放礦泉水瓶、手機等物品。在設計數據時，也可放置此類物品，由于數字建模的靈活性還是比較低，真實感觀性仍然不能與真實的油泥模型相提并論，無法滿足實際目測物品放置與取出時是否受阻或干涉及其受阻或干涉的區域和力度。

4 結論

通過加工制作門內板儲物空間得出如下結論：在汽車內飾模型制作中，有些模型造型無法按正常數控加工完成，須對數模進行重新設計分割，利用設備反復加工，經過手工安裝制作，再復雜的型腔模型均可加工制作。例如，汽車轉向蓋、儀表臺儲物箱等復雜模型均可按此方法制作，方便造型和工程的驗證。在汽模型制作過程中，利用數據設計師設計的數據模型，經過CAM模型師和油泥模型師配合制作出各種模型，使其有真實的視覺效果，驗證了設計師的作品，也可驗證一些工程上的問題，提前解決造型與工程上存在的問題，節約制作成本，縮短產品的開發周期，為新款汽車產品提前投入市場占得先機。

參 考 文 獻

[1]黃成，張文麗.UG NX7.5數控編程基礎與典型范例[M].北京：電子工業出版社，2011.

[2]程野.汽車模型[M].北京：中國勞動社會保障，2008.

[3]周力輝.立體設計表達：汽車油泥模型設計制作[M].北京：清華大學出版社，2007.

[4]趙衛東，龍圣杰.產品設計表達——油泥模型[M].重慶：西南師范大學出版社，2008.

[5]江湘蕓.產品模型制作[M].北京：北京理工大學出版社，2005.

[6]陳震邦.工業產品造型設計[M].北京：機械工業出版社，2004.

[7]謝大康.產品模型制[M].北京：化學工業出版社，2006.

[8]周力輝.汽車油泥模型設計制作[M].北京：清華大學出版社，2006.

[責任編輯：鐘聲賢]